Question

【題目】錫為第IVA族具有可變價的金屬元素，其單質沸點為2260℃。四氯化錫(SnCl4)是無色液體，熔點-33℃，沸點114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發煙。實驗室中可用氯氣與過量金屬錫通過下圖裝置制備SnCl4 (夾持裝置已略去)。

(1)儀器C的名稱為___________，裝置乙中的試劑是_____________。

(2)裝置甲中發生反應的化學方程式為___________________________________。

(3)氯氣與錫的反應類似與鐵的反應，但該實驗中對裝置丁要持續加熱，其原因是_____________。

(4)你認為該實驗裝置需要進行的改進是：__________________________________________。

(5)用下列方法和步驟測定所用金屬錫樣品的純度(雜質不參加反應)

①將2.000g錫完全溶于過量稀鹽酸中，并用所得溶液去還原過量的FeCl3稀溶液，最后得100.00mL 溶液。寫出第二步反應的離子方程式：_____________________________。

②取①所得溶液amL用0.100 mol·L-1 的K2Cr2O7溶液滴定，發生如下反應：6FeCl2+ K2Cr2O7+ 14HCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。

K2Cr2O7溶液應注入到____式(填"酸或堿”) 滴定管中。到達滴定終點時用去bmL。則樣品中錫的質量分數為_______%(用含a、b 的最簡代數式表示)。

Answer 1

【答案】 蒸餾燒瓶 飽和食鹽水 MnO2 + 4HCl (濃) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 要將SnCl4蒸餾出 在己裝置后加裝盛有堿石灰的干燥管 Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+ 酸 %

【解析】工業上常用氯氣與金屬錫反應制備四氯化錫，丁裝置燒瓶中含有Sn，則甲裝置的目的是制取氯氣，常用MnO2和濃鹽酸在加熱條件下制取，發生的反應為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；濃鹽酸具有揮發性，加熱促進揮發，水在加熱條件下易變成水蒸氣，所以生成的氯氣中含有HCl、H2O；SnCl4為無色液體，熔點-33℃，沸點114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發，為防止丁中生成的SnCl4水解和Sn與HCl反應，則乙、丙裝置要除去HCl、H2O，用飽和的食鹽水除去HCl，用濃硫酸干燥Cl2；己中收集的物質是SnCl4。

(1)根據裝置圖，儀器C為蒸餾燒瓶，根據上述分析，裝置乙中的試劑是飽和食鹽水，目的是除去氯氣中的氯化氫，故答案為：蒸餾燒瓶；飽和食鹽水；

(2)裝置甲中固體B為黑色粉末，為二氧化錳，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣和水，反應方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(3)氯氣與錫的反應類似與鐵的反應，生成的SnCl4需要及時蒸餾出去，便于提高原料的利用率，因此實驗中對裝置丁要持續加熱，故答案為：要將SnCl4蒸餾出；

(4)SnCl4發生水解，為防止水解，要防止外界的水蒸氣進入己裝置，所以改進措施為在己裝置后加裝盛有堿石灰的干燥管，同時可以吸收未反應的氯氣，防止污染環境，故答案為：在己裝置后加裝盛有堿石灰的干燥管；

(5)①將2.000g錫完全溶于過量稀鹽酸中，錫與鹽酸發生反應：Sn+2HCl═SnCl2+H2↑，用所得溶液去還原過量的FeCl3稀溶液，發生的反應為：SnCl2+2FeCl3═SnCl4+2FeCl2，反應的離子方程式為Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+，故答案為：Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+；

②K2Cr2O7溶液具有強氧化性，可氧化腐蝕橡膠，則K2Cr2O7溶液應裝在酸式滴定管中，滴定時發生反應：6 Fe2++Cr2O72-+14 H+═6 Fe3++2 Cr3++7 H2O，根據方程式可得關系式3Sn～3SnCl2～6FeCl3～6FeCl2～K2Cr2O7，反應中消耗的K2Cr2O7的物質的量為0.100mol/L×b×10-3L，故n(Sn)=3n(K2Cr2O7)× =3×0.100mol/L××10-3L=mol，Sn的質量為： mol×118.7g/mol=g，樣品中錫的質量分數為： ×100%=%，故答案為：酸；%。