题目内容
【题目】无水四氯化锡常用作媒染剂和有机合成中的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡(熔点 232 ℃)与 Cl2反应制备 SnCl4,装置如图。
已知:①SnCl2、SnCl4 有关物理性质:
物质 | 颜色、状态 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
SnCl2 | 无色晶体 | 246 | 652 |
SnCl4 | 无色液体 | -33 | 114 |
②SnCl4 极易水解生成 SnO2·xH2O。回答下列问题:
(1)导管 a 的作用是_____,装置 A 中发生反应的离子方程式为_____。
(2)当观察到装置 F 液面上方_____时才开始点燃 D 处的酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热。此时继续加热的目的是①_________;②_____。
(3)若上述装置中缺少装置 C( 其它均相同) ,则D处具支试管中发生的主要副反应化学方程式为_____。
(4)Cl2和锡的反应产物有 SnCl4 和 SnCl2,为防止产品中带入过多的 SnCl2,可使用的温度范围是_____。
(5)滴定分析产品中 Sn(Ⅱ)的含量:用分析天平称取 5.000g 产品于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,加入淀粉溶液,用 0.1000 mol·L-1 的碘标准溶液滴定至终点时消耗 20.00 mL,则产品中 Sn(Ⅱ)的含量为_____。(已知 Sn2++I2=2I-+Sn4+)
【答案】平衡压强,使分液漏斗内液体顺利流下 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 出现黄绿色气体 加快氯气与锡的反应速率 使 SnCl4 汽化,利于其从混合物中分离出来 SnCl4+(x+2)H2O=SnO2·xH2O+4HCl 在 232 ℃到 652 ℃之间 4.76%
【解析】
由装置图可知,装置A应为制备氯气装置,由于盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl及水蒸气,B中饱和食盐水可以除去HCl,降低氯气的溶解,C中浓硫酸可以吸收水蒸气,干燥氯气;氯气与Sn在装置D中反应生成SnCl4,生成的SnCl4经冷却后在装置E中冷凝收集,未反应的氯气,用装置G吸收,为了防止尾气处理装置中水分进入装置E,在E和G之间用F装置干燥,以此分析解答。
(1)生成的氯气通过a进入浓盐酸上方,导致浓盐酸上方压强增大,从而使浓盐酸可以顺利进入烧瓶中,所以导管a的作用是使分液漏斗内的液体顺利流下;装置A中发生高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故答案为:平衡压强,使分液漏斗内的液体顺利流下;2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)为了排除装置中的空气,当观察到装置F液面上方出现黄绿色气体时才开始点燃D处的酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,为了加快氯气与锡反应的速率,同时使SnCl4气化,利于其从混合物中分离出来,需要继续加热,故答案为:出现黄绿色气体;加快氯气与锡反应的速率,使SnCl4气化;利于其从混合物中分离出来;
(3)若上述装置中缺少装置C(其它均相同),D装置中含有水蒸气,SnC14易水解,则D处具支试管中发生的主要副反应化学方程式为SnC14+(x+2)H2O=SnO2xH2O+4HCl,故答案为:SnC14+(x+2)H2O=SnO2xH2O+4HCl;
(4)Cl2和锡的反应产物有SnCl4和SnCl2,为防止产品中带入过多的SnCl2,根据表中给出的信息分析,为了保证Sn熔融,及确保两种化合物的分离,四氯化锡收集在E中,不让二氯化锡进入E中,二氯化锡不形成蒸气即可,可采取的措施是:①控制Sn与氯气的反应温度在232℃至652℃之间,②通入过量氯气,故答案为:在232℃至652℃之间;
(5)滴定反应中+2价Sn被碘氧化成+4价Sn,碘被还原成碘离子,根据Sn2++I2=2I-+Sn4+得:n(I2)=n(Sn2+),则产品中Sn(II)的质量为:119g/mol×0.1000molL-1×0.02L=0.238g,产品中Sn(II)的含量为×100%=4.76%,故答案为:4.76%。
【题目】T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H<0。实验测得:v正=k正c2(NO)·c(O2),v逆=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO2)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.50 |
(1)从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=__。
(2)T1温度时化学平衡常数K=__L·mol-1。
(3)化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=__。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=”)。