Question

17．四氯化錫（SnCl₄）是合成有機(jī)錫化合物的原料，其熔點為-33℃，沸點為114℃，在潮濕的空氣中強烈水解產(chǎn)生有刺激性的白色煙霧，產(chǎn)物之一為SnO₂．實驗室制備四氯化錫的操作是：將金屬錫熔融，然后潑入冷水，制成錫花，將干燥的錫花加入反應(yīng)器中；再向反應(yīng)器中緩慢地通入干燥的氯氣．
Ⅰ．圖1示實驗室制備干燥氯氣的實驗裝置（夾持裝置己略）
（1）該裝置制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體[主要成分Ca（ClO）₂]和濃鹽酸，A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（ClO）₂+4HCl（濃）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O．
（2）裝置B中的飽和食鹽水能夠除去Cl₂中的HCl，此外還有安全瓶防止倒吸作用．
（3）試劑X可能為AD（填寫字母）．
A．無水氯化鈣   B．濃硫酸   C．堿石灰   D．五氧化二磷
（4）四氯化錫在潮濕空氣中水解的化學(xué)方程式SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl．
（5）用錫花代替錫粒的目的是增大與氯氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
II．圖2是蒸餾SnCl₄的裝置
（6）該裝置尚有兩處不當(dāng)之處，它們分別是溫度計水銀球位置不對、；Ⅱ和Ⅲ之間缺少干燥裝置．
（7）實驗用的錫花中含有金屬銅．甲同學(xué)設(shè)計下列實驗測定錫花的純度．
第一步：稱取7.500g錫花溶于足量稀硫酸中，充分反應(yīng)后過濾；
第二步：向濾液中加入過量Fe₂（SO₄）₃，將生成的Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺；
第三步：用1.000mol/LK₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生反應(yīng)的方程式為（未配平）：Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O
若達(dá)到滴定終點時共消耗20.00mlK₂Cr₂O₇溶液，試計算錫花中錫的百分含量95.2%（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 儀器a為分液漏斗；Ca（ClO）₂和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣與水；制備的氯氣中含有HCl，飽和食鹽水除去Cl₂中的HCl；若D中發(fā)生堵塞，裝置內(nèi)氣壓增大，c中食鹽水會被壓入長頸漏斗中；四氯化錫極易水解，通入的氯氣應(yīng)干燥，U形管中試劑X干燥氯氣，不能為堿性干燥劑，可以吸收氯氣，不能為液體干燥劑，否則氣體不能通過，
Ⅰ．（1）該裝置制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體[主要成分Ca（ClO）₂]和濃鹽酸，Ca（ClO）₂和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣與水；
（2）制備的氯氣中含有HCl，飽和食鹽水除去Cl₂中的HCl；若C中發(fā)生堵塞，裝置內(nèi)氣壓增大，B中食鹽水會被壓入長頸漏斗中；
（3）四氯化錫極易水解，通入的氯氣應(yīng)干燥，U形管中試劑X干燥氯氣，不能為堿性干燥劑，可以吸收氯氣，不能為液體干燥劑，否則氣體不能通過；
（4）四氯化錫遇水強烈水解，根據(jù)水解原理可知，應(yīng)生成Sn（OH）₄、HCl，產(chǎn)物之一是固態(tài)二氧化錫，說明Sn（OH）₄分解生成SnO₂與H₂O，故水解生成SnO₂、HCl；
（5）增大與氯氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率；
Ⅱ．蒸餾裝置應(yīng)通過溫度計控制溫度；四氧化錫（SnCl₄）在潮濕的空氣中易水解，必須防止水的進(jìn)入，該裝置匯總有兩處不合理之處，它們分別是缺少溫度計；Ⅱ和Ⅲ之間缺少干燥裝置；收集的SnCl₄中混有氯氣，氯氣有毒，可通過氫氧化鈉溶液吸收；
（6）溫度計水銀球位置不對；四氯化錫遇水強烈水解，而裝置Ⅲ中的水蒸氣易進(jìn)入Ⅱ中，使其發(fā)生水解；
（7）過量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫出離子方程式；根據(jù)n=cV計算反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量；根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，據(jù)此計算n（Sn），再根據(jù)m=nM計算m（Sn），利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算試樣中Sn的百分含量．

解答 解：Ⅰ．（1）A中Ca（ClO）₂和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣與水，反應(yīng)方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）制備的氯氣中含有HCl，飽和食鹽水除去Cl₂中的HCl；若C中發(fā)生堵塞，裝置內(nèi)氣壓增大，B中長頸漏斗中液面上升，形成水柱，防止倒吸起到安全瓶的作用，
故答案為：安全瓶防止倒吸；
（3）四氯化錫極易水解，通入的氯氣應(yīng)干燥，U形管中試劑X干燥氯氣，不能為堿性干燥劑，可以吸收氯氣，不能為液體干燥劑，否則氣體不能通過，可以選擇氯化鈣、五氧化二磷，
故答案為：AD；
（4）四氯化錫遇水強烈水解，根據(jù)水解原理可知，應(yīng)生成Sn（OH）₄、HCl，產(chǎn)物之一是固態(tài)二氧化錫，說明Sn（OH）₄分解生成SnO₂與H₂O，故水解生成SnO₂、HCl，反應(yīng)方程式為：SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl，
故答案為：SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl；
（5）用錫花代替錫粒的目的是：增大與氯氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率，
故答案為：增大與氯氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率；
Ⅱ．（6）溫度計水銀球位置不對，應(yīng)再蒸餾燒瓶支管口處；四氯化錫遇水強烈水解，而裝置Ⅲ中的水蒸氣易進(jìn)入Ⅱ中，使其發(fā)生水解，二者之間缺少干燥裝置；
故答案為：溫度計水銀球位置不對；Ⅱ和Ⅲ之間缺少干燥裝置；
（7）第二步：過量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量為1.0mol/L×0.020L=0.02mol，
根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，
故n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.02mol=0.06mol，
Sn的質(zhì)量為：0.06mol×119g/mol=7.14g，
試樣中Sn的百分含量為$\frac{7.14\\;g}{7.5g}$×100%=95.2%，
故答案為：95.2%；

點評 本題考查實驗探究和物質(zhì)制備方法和過程分析，氧化還原反應(yīng)滴定的計算，題目難度中等，注意利用關(guān)系式計算的計算．