题目内容

4．硫酸亚锡（SnSO4）可用于镀锡工业．某小组设计的SnSO4制备路线如图：

已知：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化．
Ⅱ．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡．
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素同处ⅣA族，锡位于周期表的第五周期．
（2）得到的SnSO4晶体是含大量结晶水的晶体，可知操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
（3）溶解SnCl2粉末需加浓盐酸，原因是SnCl2水解反应为SnCl2+H2O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解．
（4）加入锡粉的作用有两个：①调节溶液pH；②防止Sn2+被氧化．
（5）反应Ⅰ得到的沉淀是SnO，得到该沉淀的离子方程式是Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑．
（6）酸性条件下，SnSO4与双氧水反应的离子方程式是Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O．
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于过量的盐酸中，发生的反应为Sn+2HCl═SnCl2+H2↑；
②加入过量的FeCl3溶液；
③用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定②中生成的Fe2+，再计算锡粉的纯度．
请配平方程式：
6FeCl2+1K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O．

分析 为防止SnCl2水解，所以将SnCl2溶解在稀盐酸中，然后加入锡粉搅拌，防止Sn2+被氧化，然后过滤滤去滤渣，SnCl2溶解得到溶液加入碳酸钠沉淀锡离子，向滤液中加入碳酸钠，发生反应Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑，然后过滤得到滤渣，将滤渣洗涤，用硫酸溶解得到硫酸锡，将硫酸锡溶液蒸发浓缩、冷却结晶、干燥得到硫酸锡固体，
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，处于ⅣA族，根据原子序数减各周期容纳元素种数确定所在的周期；
（2）由流程图可知，操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到；
（3）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，加入盐酸，抑制Sn2+水解；
（4）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn2+被氧化；  
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合价为变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳；
（6）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水；
（7）根据电子转移守恒配平书写反应的化学方程式．

解答 解：（1）锡元素与碳元素属于同一主族，处于ⅣA族，原子核电荷数为50，则：50-2-8-8-18=14，故Sn处于第五周期，则在周期表中的位置为：第五周期第ⅣA族，
故答案为：五；
（2）由流程图可知，操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（3）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡Sn Cl2+H2O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解，
故答案为：SnCl2水解反应为SnCl2+H2O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（4）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn2+被氧化；  
故答案为：防止Sn2+被氧化；
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合价为变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳，离子方程式为：Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑，
故答案为：Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑；
（6）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O，
故答案为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（7）铁元素化合价+2价升高到+3价，Cr元素化合价+6价变化为+3价，单质转移总数6e-，结合原子守恒和电子守恒分析，缺项为水，配平书写化学方程式为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O
故答案为：6、1、14、6、2、2、7、H2O．

点评 本题以SnSO4制备为载体，考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯、阅读题目获取信息的能力、常用化学用语书写、滴定应用及利用关系式进行的计算等，难度中等，对学生的基础知识及逻辑推理有较高的要求．

练习册系列答案
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17．0.154mol/L的NaCl溶液的渗透液浓度（mmol/L表示）为（　　）
A．0.308B．308C．154D．0.154
15．S2Cl2是工业上常用的硫化剂，实验室制备S2Cl2的反应原理有两种：
①CS2+3Cl2$\frac{\underline{\;95-100℃\;}}{\;}$CCl4+S2Cl2；
②2S+Cl2$\frac{\underline{\;111-140℃\;}}{\;}$S2Cl2．
已知：S2Cl2易与水反应；S2Cl2+Cl2$\stackrel{△}{?}$2SCl2．
下表是几种物质的熔沸点，如图是反应装置图：
物质沸点/℃熔点/℃
S445113
CS247-109
CCl477-23
S2Cl2137-77
（1）利用上图装置（部分夹持仪器已略去）来制备S2Cl2，反应原理是①（填写以上两种反应原理的数字序号）．
（2）若装置C更换成干燥管，则装置C中可选用的固体试剂是无水CaCl2（或固体P2O5）．
（3）D装置中冷凝管的作用是冷凝、回流、导气；反应结束后，将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是蒸馏．
（4）S2Cl2与足量水反应有黄色沉淀生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，则该反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O═3S↓+SO2↑+4HCl↑．
（5）为了提高制得的产品S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不能太快．
（6）上图尾部装置不够完善，改进措施是在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸．
（7）若A中消耗了26.1g MnO2，得到10.8g产品，本实验的产率是80%．
12．氯化亚砜（SOCl2）是一种液态化合物，沸点为77℃，在农药、制药行业中用途广泛．SOCl2遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并带有刺激性气味的气体产生．实验室合成原理：SO2+Cl2+SCl2═2SOCl2，部分装置如图所示，回答以下问题：

（1）仪器c的名称是球形冷凝管，装置f的作用是吸收逸出有毒的Cl2、SO2，防止空气中的水蒸气进入反应装置，防止SOCl2水解．
（2）SOCl2与水反应的化学方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑．蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3，使SOCl2与AlCl3•6H2O混合加热，可得到无水AlCl3，试解释原因：AlCl3溶液易水解，AlCl3•6H2O与SOCl2混合加热，SOCl2与AlCl3•6H2O中的结晶水作用，生成无水AlCl3及SO2和HCl气体，SOCl2吸水，产物SO2和HCl抑制AlCl3水解．
（3）下列四种制备SO2的方案中最佳选择是丁．
方案甲乙丙丁
发生装置
所选试剂NaHSO3固体18.4mol/LH2SO4+Cu4mol/LHNO3+Na2SO370%H2SO4+K2SO3
（4）装置e中产生的Cl2经过d后进入三颈烧瓶，请在d的虚线框内画出所需实验装置图，并标出试剂．
（5）试验结束后，将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作是蒸馏；（已知SCl2的沸点为50℃）若反应中消耗的Cl2的体积为896ml（已转化为标准状况，SO2足量），最后得到纯净的SOCl24.76g，则SOCl2的产率为50% （保留三位有效数字）．
19．往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围．Mg（OH）2是一种常用的阻燃剂，生产工艺如图：

完成下列填空：
（1）精制卤水中MgCl2的与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）2-xClx•mH2O]，反应的化学方程式为2MgCl2+（2-x）Ca（OH）2+2mH2O=2[Mg（OH）2-xClx•mH2O]+（2-x）CaCl2．
（2）合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应：
Mg（OH）2-xClx•mH2O→（1$\frac{x}{2}$）　Mg（OH）2+$\frac{x}{2}$MgCl2+mH2O
水热处理后，进行过滤、水洗．水洗的目的是除去附着在Mg（OH）2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca（OH）2等．
（3）阻燃型 Mg（OH）2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点．上述工艺流程中与此有关的步骤是水热处理、表面处理．
（4）已知热化学方程式：Mg（OH）2（s）═MgO（s）+H2O（g）△H=+81.5kJ•mol-1
Al（OH）3（s）═$\frac{1}{2}$Al2O3（s）+$\frac{3}{2}$H2O（g）△H=+87.7kJ•mol-1
Mg（OH）2和Al（OH）3起阻燃作用的主要原因是Mg（OH）2和Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳．
等质量 Mg（OH）2和Al（OH）3 相比，阻燃效果较好的是Mg（OH）2，原因是Mg（OH）2的吸热效率为$\frac{81.5KJ/mol}{58g/mol}$=1.41kJ•g-1，Al（OH）3的吸热效率为$\frac{87.7KJ/mol}{78g/mol}$=1.12kJ•g-1，等质量的Mg（OH）2比Al（OH）3吸热多．
（5）该工业生产的原料还可以用来提取金属镁．请设计提取金属镁的工艺流程（框内写产物名称，箭头上标明转化条件）：
9．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．

已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥，得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
16．现有盐酸和CaCl2的混合溶液，向其中逐滴加入过量某物质X，溶液的pH随滴入X的量的变化关系如图所示．则X是（　　）
A．水B．澄清石灰水C．纯碱溶液D．稀盐酸
13．某研究性学习小组为合成1-丁醇．查阅资料得知一条合成路线：
CH3CH=CH2+CO+H2→CH3CH2CH2CHO $→_{Vl，△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH
CO的制备原理：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图） 
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯．写
出化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、（CH3）2CHOH $\stackrel{催化剂}{→}$CH2=CHCH3↑+H2O；
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是恒压、防倒吸；C和d中加入的试剂分别是NaOH溶液、浓H2SO4；
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是④⑤①②③（或④⑤①③②）；
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水④无水CuSO4⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应
该采用的适宜反应条件是b；
a．低温、高压、催化剂            b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂            d．适当的温度、常压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品．为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇 118℃，并设计出如下提纯路线：
粗品$→_{操作1}^{试剂1}$滤液$→_{操作2分液}^{乙醚}$有机层$→_{过滤}^{干燥剂}$1-丁醇、乙醚$\stackrel{操作3}{→}$纯品
试剂1为饱和NaHSO3溶液，操作1为过滤，操作2为萃取，操作3为蒸馏．
14．如图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置．

（l）A是氯气发生装置，写出其中的化学反应方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）a仪器的名称为圆底烧瓶．
（3）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开活塞K，让氯气充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装此空不填置．D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，反应产物为CO2和HC1．写出D中反应的化学方程式2Cl2+C+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO2，装置C的作用是吸收HCl气体，并提供水蒸气参与D中反应．
（4）在E处，若漏斗内气体带有黄绿色，则紫色石蕊试液的颜色变化为由紫色变为红色，再变为无色．
（5）若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水，反应过程中现象为②（填序号）．
①有白色沉淀生成；②无白色沉淀生成；③先生成白色沉淀，而后白色沉淀消失．
（6）D处反应完毕后，关闭活塞K，移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有Cl2产生，则装置B中的现象是装置B中瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升；若发现装置B中该现象不明显，可能的原因是A或B装置漏气；查找原因时可用肥皂水或湿润的碘化钾淀粉试纸等，若用蘸有浓氨水的玻璃棒检查时观察到有白烟产生，写出该氧化还原反应的化学方程式3Cl2+8NH3═6NH4Cl+N2．

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