Question

19．硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的硫酸鹽，廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)．某研究小組設(shè)計(jì)SnSO₄制備路線如下：

查閱資料：
Ⅰ．酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化．
Ⅱ．SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，Sn相對(duì)原子質(zhì)量為119
回答下列問(wèn)題：
（1）錫原子的核電荷數(shù)為50，與碳元素屬于同一主族，錫元素在周期表中的位置是第五周期第ⅣA族．
（2）操作Ⅰ中沉淀洗滌的方法是向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水完全流出后重復(fù)操作2-3次．
（3）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進(jìn)行溶解，請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋原因SnCl₂水解，發(fā)生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解．
（4）加入Sn粉的作用有兩個(gè)：①調(diào)節(jié)溶液pH，②防止Sn²⁺被氧化．
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O．
（6）該小組通過(guò)下列方法測(cè)定所用錫粉的純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）：
①將試樣溶于鹽酸中，發(fā)生的反應(yīng)為：Sn+2HCl=SnCl₂+H₂↑；
②加入過(guò)量的FeCl₃；
③用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O取1.226g 錫粉，經(jīng)上述各步反應(yīng)后，共用去0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml．錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是93.2%．

Answer 1

分析 SnCl₂溶解得到溶液加入碳酸鈉沉淀錫離子，過(guò)濾得到沉淀洗滌后加入硫酸溶解得到硫酸錫溶液，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到硫酸錫晶體．
（1）錫原子的核電荷數(shù)為50，與碳元素屬于同一主族，處于ⅣA族，根據(jù)原子序數(shù)減去各周期容納元素種數(shù)確定所在的周期；
（2）洗滌沉淀在過(guò)濾裝置中進(jìn)行；
（3）由信息可知，SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，加入鹽酸，抑制Sn²⁺水解；
（4）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調(diào)節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強(qiáng)氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水；
（6）用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒與方程式可得關(guān)系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇，以此計(jì)算．

解答 解：SnCl₂溶解得到溶液加入碳酸鈉沉淀錫離子，發(fā)生Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，過(guò)濾得到沉淀洗滌后加入硫酸溶解得到硫酸錫溶液，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到硫酸錫晶體．
（1）錫元素與碳元素屬于同一主族，處于ⅣA族，原子核電荷數(shù)為50，則：50-2-8-8-18=14，故Sn處于第五周期，則在周期表中的位置為第五周期第ⅣA族，
故答案為：第五周期第ⅣA族；
（2）洗滌SnSO₄沉淀的方法是利用過(guò)濾裝置進(jìn)行洗滌，向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水完全流出后重復(fù)操作2-3次，
故答案為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水完全流出后重復(fù)操作2-3次；
（3）由信息可知，SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，存在平衡Sn Cl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解，
故答案為：SnCl₂水解，發(fā)生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解；
（4）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調(diào)節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
故答案為：調(diào)節(jié)溶液pH；防止Sn²⁺被氧化；
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強(qiáng)氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水，離子方程式為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O，
故答案為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O；
（6）用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O，令錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：
     Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇
   119g                      $\frac{1}{3}$mol       
  1.226g×x            0.100mol/L×0.032L
故 $\frac{119}{1.226x}$=$\frac{\frac{1}{3}}{0.100×0.32}$，
解得x=93.2%，
故答案為：93.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題以SnSO₄的制備為載體考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、混合物的分離提純，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)流程、閱讀題目獲取信息為解答的關(guān)鍵，涉及常用化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě)、滴定應(yīng)用及利用關(guān)系式進(jìn)行的計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)及邏輯推理有較高的要求．