题目内容
【题目】四氯化锡可用作媒染剂,有机合成中氯化的催化剂等。某学习小组设计了如图所示的装置(夹持和加热仪器省略)制备无水四氯化锡。反应原理是Sn+2Cl2=SnCl4。
已知:
化学式 | SnCl2 | SnCl4 |
熔点/℃ | 247 | -33 |
沸点/℃ | 623 | 114 |
其他性质 | 无色晶体,易被氧化 | 无色液体,易水解 |
请回答下列问题:
(1)装置G的名称为__________,该装置的进水口为__________(填“a”或“b”)。
(2)装置B中发生反应的离子方程式为__________。
(3)装置C的作用是除去氯化氢,所用试剂X的名称是_________。
(4)按图连接好装置,检查装置气密性,关闭K1、K3,打开K2,慢慢滴入浓盐酸,待观察到装置F内充满黄绿色气体后,开始加热装置F,当装置F中的固体完全消失,充满SnCl4气体时,将生成的SnCl4排入接收器E中的操作是:停止加热装置F,关闭分液漏斗活塞,__________,再用洗耳球从G的上出口向装置内吹气。
(5)某同学认为装置F中的反应可能产生SnCl2杂质。下列试剂中,可用于检测反应是否产生了SnCl2的有__________(填字母)。
a.FeCl3溶液(滴有KSCN) b.H2O2溶液 c.溴水 d.AgNO3溶液
(6)SnCl4能溶解一定量的氯气,若制取3 kg SnCl4(含氯气的质量分数为13.0%,假设不含除氯气外的其他杂质),则至少需通入氯气的体积(标准状况下)是__________m3(保留两位小数)。
【答案】球形冷凝管 b 2MnO42-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑ 饱和食盐水 打开K1、关闭K2、打开K3 ac 0.57
【解析】
SnCl4极易水解,反应应在无水环境下进行进行,B中发生反应:2KMnO4+16HCl(浓)=2MnC12+5Cl2↑+8H2O+2KCl,由于盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl及水蒸气,C中试剂为饱和食盐水除去HCl,可以降低氯气的溶解,试剂D为浓硫酸吸收水蒸气,干燥氯气,氯气与Sn在装置戊中反应生成SnCl4,未反应的氯气,用装置乙中的碱石灰吸收,同时碱石灰还可以防止空气中水分进入装置戊使产物水解,以此解答该题。
(1)装置G的名称为球形冷凝管,为了进水得到充分利用,该装置的进水口为下端b处。
(2)装置B中发生反应的离子方程式为2MnO42-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑。
(3)装置C的作用是除去氯化氢,但是要降低氯气在水中的溶解度,即所用试剂X的名称是饱和食盐水。
(4)按图连接好装置,检查装置气密性,关闭K1、K3,打开K2,慢慢滴入浓盐酸,待观察到装置F内充满黄绿色气体后,开始加热装置F,当装置F中的固体完全消失,充满SnCl4气体时,将生成的SnCl4排入接收器E中的操作是:停止加热装置F,关闭分液漏斗活塞,保证无关管道封闭,打开K1、关闭K2、打开K3,再用洗耳球从G的上出口向装置内吹气。
(5)某同学认为装置F中的反应可能产生SnCl2杂质。SnCl2易被氧化,a.FeCl3溶液(滴有KSCN) 具有氧化性,与SnCl2反应产生亚铁离子,溶液由红色变为浅绿色,现象明显;b.H2O2溶液具有强氧化性,产生氧气,但是现象不明显,与过氧化氢自身分解类似; c.溴水具有氧化性,与SnCl2反应后溴水褪色,现象明显; d.AgNO3溶液与SnCl2晶体不反应。综上所述,可用于检测反应是否产生了SnCl2的有AC。
(6)SnCl4能溶解一定量的氯气,若制取3 kg SnCl4(含氯气的质量分数为13.0%,假设不含除氯气外的其他杂质),根据反应Sn+2Cl2=SnCl4可知,需要消耗氯气质量m=,再加上SnCl4溶解的13.0%氯气质量m=390g,即一共需要氯气1810g,体积(标准状况下)是 。
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnz2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___________。