题目内容

1．硫酸亚锡（SnSO4）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业．某研究小组设计SnSO4制备路线如下：

查阅资料：
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，Sn相对原子质量为119．
回答下列问题：
（1）操作Ⅰ中沉淀洗涤的方法是向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水完全流出后重复操作2-3次
（2）SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因SnCl2水解，发生SnCl2+H2O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解．
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH  ②防止Sn2+被氧化．
（4）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O．
（5）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将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn+2HCl═SnCl2+H2↑；
②加入过量的FeCl3；
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+
发生的反应为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O取1.226g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100mol/L K2Cr2O7溶液32.0mL．锡粉中锡的质量分数是93.2%．

分析 （1）洗涤沉淀在过滤装置中进行；
（2）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；
（3）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；  
（4）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；
（5）用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O，根据电子转移守恒与方程式可得关系式Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～$\frac{1}{3}$K2Cr2O7，据此计算．

解答 解：（1）洗涤SnSO4沉淀的方法是利用过滤装置进行洗涤，向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水完全流出后重复操作2-3次，
故答案为：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水完全流出后重复操作2-3次；
（2）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，发生SnCl2+H2O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（3）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；
（4）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；
（5）用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O，令锡粉中锡的质量分数为x，则：
     Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～$\frac{1}{3}$K2Cr2O7计算．
   119g                      $\frac{1}{3}$mol       
  1.226g×x            0.100mol/L×0.032L
故 $\frac{119}{1.226x}$=$\frac{\frac{1}{3}}{0.100×0.032}$，解得x=93.2%，
故答案为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O；93.2%．

点评 本题以SnSO4的制备为载体，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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实验步骤如下：I．称取5.0g（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O（s）置于150mL烧杯中，加入15mL去离子水和数滴3mol•L-1的H2SO4  溶液，加热溶解．
Ⅱ．在步骤I制备的溶液中加入25mL饱和H2C2O4溶液，搅拌并加热煮沸，形成黄色FeC2O4•2H2O沉淀．倾析法弃去上层清液并用去离子水洗涤沉淀2～3次．
Ⅲ．在上述沉淀中加入10mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40°C，慢慢加进20mL3%H2O2溶液，不断搅拌并维持温度在40°C左右，使Fe（Ⅱ）充分氧化为Fe（Ⅲ）．滴加完毕后，加热溶液至沸以除去过量的H2O2．IV．保持上述沉淀近沸状态，先加入饱和H2C2O4溶液7mL，然后趁热再滴加饱和H2C2O4溶液1～2mL使沉淀溶解．控制溶液的pH=4～5，此时溶液为翠绿色，趁热过滤，并使滤液控制在30mL左右（若体积太大，可水浴加热浓缩），滤液中加入10mL95%乙醇．用表面皿将烧杯盖好，在暗处放置1～2h冷却结晶、抽滤，用95%乙醇洗涤晶体2次，以除去晶体表面附着的水分，缩短干燥时间．将产品避光保存．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中加入数滴3mol•L-1的H2SO4溶液，其目的是抑制Fe2+水解；
（2）步骤Ⅱ中弃去上层清液和洗涤时都采用倾析法．适用倾析法分离的沉淀应具备的条件是沉淀的颗粒较大，静置后容易沉降至容器底部，该步骤中沉淀洗净的标准是在最后一次洗涤液中检测不到SO42-；
（3）步骤Ⅲ中需维持温度在40°C左右的原因是温度太低，Fe2+氧化速度太慢，温度太高容易导致H2O2分解，影响Fe2+氧化，为了监控反应进度，吸取1滴所得的黄色悬浊液于白色点滴板中，加酸酸化后加少许K3[Fe（CN）6]固体，如出现绿色证明Fe2+还没有（填“已经”或“还没有”）完全氧化；
（4）步骤IV中的有关问题：
①加入饱和H2C2O4溶液的目的是为了溶解Fe（OH）3（填化学式）沉淀，H2C2O4溶液应逐滴加入，控制溶液的pH=4～5，pH过高，沉淀溶解不完全，pH过低，会发生副反应，使产品中混有黄色的FeC2O4•2H2O，而且若H2C2O4过量太多容易形成H2C2O4晶体析出，导致产率偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；
②趁热过滤时，可将滤纸折叠成菊花形（如图），其目的是加快过滤速度，滤液中加入10mL95%乙醇的目的是降低三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的溶解度，促使析出；
（5）K3[Fe（C2O4）3]•3H2O对光敏感，进行下列光化学反应：2[Fe（C2O4）3]3-$\stackrel{光照}{→}$FeC2O4+3C2O42-+2CO2↑简要说明这一性质在工程设计中的应用摄影、晒图、印刷等．
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