Question

【題目】硫酸亞錫(SnSO4)、四氯化錫(SnCl4)常用于印染和電鍍工業(yè)。某研究小組設(shè)計(jì)制備SnSO4與SnCl4路線如下。完成下列填空：

(一)制備SnSO4

已知：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；SnCl2極易水解。

(1)SnCl2用鹽酸進(jìn)行酸溶的原因是_____________________。

(2)步驟Ⅱ中用到的玻璃儀器除燒杯外還有____________；步驟Ⅳ中需要洗滌固體SnO中含有的雜質(zhì)，檢驗(yàn)SnO中的Cl-是否洗滌干凈的操作為______________。

(3)步驟Ⅴ依次操作：蒸發(fā)濃縮、_________、_________、洗滌、低溫干燥，即可得到產(chǎn)物。

(二)制備SnCl4

實(shí)驗(yàn)室用熔融的金屬錫與干燥純凈的氯氣制取無水SnCl4(SnCl4熔點(diǎn)-33℃，沸點(diǎn)114.1℃，遇潮濕空氣極易水解)，此反應(yīng)過程放出大量的熱。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

(4)儀器B的名稱______________。

(5)圖中尾氣處理裝置不夠完善，改進(jìn)的方法是：________________(可以畫圖，也可以用文字表述，需注明儀器、試劑及連接位置等)。

(6)若反應(yīng)中用去錫粉11.9 g，反應(yīng)后在錐形瓶中收集到23.8 g SnCl4，則SnCl4的產(chǎn)率為__________。

Answer 1

【答案】抑制Sn2＋的水解 漏斗、玻璃棒 取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，如果沒有出現(xiàn)沉淀，說明洗滌干凈，如果出現(xiàn)沉淀，說明沒有洗滌干凈 冷卻結(jié)晶 過濾 冷凝管 E、F之間連裝有堿石灰的干燥管 91.2%

【解析】

由于Sn2+易水解、易被氧化，加入鹽酸，抑制Sn2+水解，加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，還防止Sn2+被氧化，步驟Ⅱ?yàn)檫^濾，得SnCl2溶液，向其中加碳酸氫銨，調(diào)節(jié)溶液pH=6～7，使Sn元素以SnO形式沉淀，再過濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO4溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，制得SnSO4晶體，濾液D中含有大量的NH4Cl等，據(jù)此分析；

(一)(1)加入鹽酸，抑制Sn2+水解；

(2)步驟Ⅱ?yàn)檫^濾；沉淀為SnO表面附著Cl-，要想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈，用硝酸、硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl-；

(3)步驟Ⅴ是用硫酸溶解后，從溶液中獲得晶體，濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，制得SnSO4晶體；

(二)(1)儀器B的名稱為冷凝管；

(2)由信息可知SnCl4遇水水解，F中氫氧化鈉溶液中水蒸氣易揮發(fā)進(jìn)入E中；

(3)根據(jù)產(chǎn)率=×100%，據(jù)此解答即可。

(一)(1)SnCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中Sn2+易發(fā)生水解反應(yīng)使溶液顯酸性。加入鹽酸，抑制Sn2+水解；

②步驟Ⅱ?yàn)檫^濾，用到的玻璃儀器除燒杯外還有漏斗、玻璃棒，步驟IV是分離難溶性固體與溶液的方法，是過濾，步驟Ⅳ中需要洗滌固體SnO中含有的雜質(zhì)，檢驗(yàn)SnO中的Cl-是否洗滌干凈，使用的試劑是硝酸、硝酸銀溶液，具體方案為：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀，如果沒有出現(xiàn)沉淀，說明洗滌干凈，如果出現(xiàn)沉淀，說明沒有洗滌干凈；

(3)步驟Ⅴ是用硫酸溶解SnO后，得到SnSO4溶液，從溶液中獲得晶體，濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，制得SnSO4晶體；

(二)(1)根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)可知儀器B為冷凝管；

(2)E收集產(chǎn)品，F中氫氧化鈉溶液中水蒸氣易揮發(fā)，沿導(dǎo)氣管進(jìn)入E中，易使SnCl4水解，所以改進(jìn)的措施是在E和F之間增加干燥裝置可以避免此種情況發(fā)生；

(3)11.9 g Sn粉的物質(zhì)的量n(Sn)==0.1 mol，故根據(jù)Sn元素守恒可知應(yīng)生成SnCl4極的物質(zhì)的量為0.1 mol，其質(zhì)量m(SnCl4)=0.1 mol×(119+4×35.5) g/mol=26.1 g，其產(chǎn)率=×100%≈91.2%。