题目内容
【题目】某化学实验小组设计如下实验装置制备SnCl4。
已知:a.金属锡熔点231 ℃,化学活泼性与铁相似;
b.干燥的氯气与熔融金属锡反应生成SnCl4,SnCl4的沸点114 ℃;
c.SnCl2、SnCl4均易与水蒸气反应,且Sn2+易被氧化。根据图甲装置回答:
(1)导管a的作用是____________________________________,实验时应先点燃______(填“I”或“IV”)处酒精灯。
(2)Ⅰ处装置中反应的离子方程式是________,试管Ⅱ中的试剂是____________________,Ⅲ中的试剂是____。
(3)装置V的作用是_________________,Ⅵ处装置最好选用________(填字母),其作用是________。
(4)实验结束后,欲回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,需要的玻璃仪器有______________。
【答案】平衡气压,使液体能顺利流下 I MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 浓H2SO4 冷凝并收集SnCl4 C 吸收尾气,防止污染环境;防止空气中的H2O进入V与SnCl4反应 漏斗、玻璃棒、烧杯
【解析】
根据图及实验目的知,I是制备Cl2的装置,加热条件下,浓盐酸和MnO2反应生成Cl2;浓盐酸具有挥发性,气体亦可携带水蒸气,所以得到的Cl2中含有HCl、H2O杂质;一般用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸吸水,所以装置II中装有饱和食盐水吸收HCl,装置III中装有浓硫酸干燥氯气;纯净的Cl2与锡反应生成SnCl4,SnCl4的沸点为114℃,沸点较低,所以装置V冰水浴降温,冷凝得到SnCl4液体。
(1)导管a的作用是平衡气压,使液体能顺利流下,实验时应先点燃I处酒精灯,待装置中空气排尽后,再点燃IV处的酒精灯。
故答案为:平衡气压,使液体能顺利流下;I;
(2)I是制备Cl2的装置,二氧化锰与浓盐酸加热生成氯气和氯化锰和水,Ⅰ处装置中反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,装置II中装有饱和食盐水吸收HCl,装置III中装有浓硫酸干燥氯气;
故答案为: MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ;饱和食盐水; 浓H2SO4
(3)Cl2有毒,需要进行尾气处理,故装置VI应为尾气处理装置,吸收未反应完的Cl2,SnCl4易与水反应,所以不仅要除去Cl2中的水蒸气,还要防止外界水蒸气进入,所以装置VI还要能防止水蒸气进入装置V,
A.NaOH可以吸收未反应完的Cl2,但不能防止水蒸气进入装置Ⅴ,故A不选;
B.气体进入装置中导管应该长进短出,装置错误,故B不选;
C.碱石灰不仅可以吸收Cl2,也可以吸收水蒸气和二氧化碳,能避免空气中二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅴ,故C选;
装置V冰水浴降温,装置V的作用是冷凝并收集SnCl4,Ⅵ处装置最好选用C,其作用是吸收尾气,防止污染环境;防止空气中的H2O进入V与SnCl4反应。
故答案为:冷凝并收集SnCl4 ; C ;吸收尾气,防止污染环境;防止空气中的H2O进入V与SnCl4反应
(4)回收利用装置I中未反应完的MnO2,MnO2难溶于水,可以用过滤操作回收,过滤装置选择需要的仪器为:漏斗、玻璃棒、烧杯。
故答案为:漏斗、玻璃棒、烧杯。