Question

9．SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛用于镀锡工业．其制备路线如下：已知：在酸性条件下，溶液中的Sn²⁺可被空气中的氧气氧化成Sn⁴⁺；SnCl₂能水解生成碱式氯化亚锡[Sn（OH）Cl]．

（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素同处IVA族，锡位于周期的第五周期．
（2）SnCl用盐酸而不用水溶解的原因是SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl（用化学方程式表示）
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH②除去酸溶时产生的少量Sn⁴⁺、防止Sn²⁺被氧化．
（4）反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：SnCl₂+2NH₄HCO₃═SnO↓+2CO₂↑+2NH₄Cl+H₂O．该反应的温度需要控制在75℃左右的原因是温度较高时碳酸氢铵会分解．
（5）检验沉淀已经“漂洗”干净的方法：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入几滴AgNO₃溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已洗涤干净．物质A的名称是硫酸．
（6）潮湿环境中，镀锡铜即使锡层破损也能防止形成铜绿，请结合有关的原理解析其原因：潮湿环境中，Sn与Cu构成原电池，Sn作为负极，保护正极Cu不被氧化．

Answer 1

分析 SnCl₂能水解生成碱式氯化亚锡，用盐酸溶解，防止其水解，在酸性条件下，溶液中的Sn²⁺可被空气中的氧气氧化成Sn⁴⁺，加入锡粉主要是防止在溶解时被空气中氧气氧化，过滤出锡粉，得到SnCl₂溶液，（4）中反应Ⅰ与碳酸氢铵反应生成SnO，Sn元素化合价未变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳，发生反应：SnCl₂+2NH₄HCO₃═SnO↓+2CO₂↑+2NH₄Cl+H₂O，温度较高时碳酸氢铵会分解，需要控制在75℃左右．过滤得到SnO，洗涤表面附着的NH₄Cl等，进行洗涤，再利用SnO与硫酸反应得到SnSO₄溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到SnSO₄是晶体．
（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）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合价未变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳；由于碳酸氢铵容易分解，需要控制在75℃左右；
（5）SnO表面附着的NH₄Cl等，用AgNO₃溶液检验最后一次洗涤液是否含有氯离子，判断是否洗涤干净；
（6）潮湿环境中，Sn与Cu构成原电池，Sn作为负极，保护正极Cu不被氧化．

解答 解：SnCl₂能水解生成碱式氯化亚锡，用盐酸溶解，防止其水解，在酸性条件下，溶液中的Sn²⁺可被空气中的氧气氧化成Sn⁴⁺，加入锡粉主要是防止在溶解时被空气中氧气氧化，过滤出锡粉，得到SnCl₂溶液，（4）中反应Ⅰ与碳酸氢铵反应生成SnO，Sn元素化合价未变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳，发生反应：SnCl₂+2NH₄HCO₃═SnO↓+2CO₂↑+2NH₄Cl+H₂O，温度较高时碳酸氢铵会分解，需要控制在75℃左右．过滤得到SnO，洗涤表面附着的NH₄Cl等，进行洗涤，再利用SnO与硫酸反应得到SnSO₄溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到SnSO₄是晶体．
（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+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl；
（3）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还除去酸溶时产生的少量Sn⁴⁺、防止Sn²⁺被氧化，
故答案为：除去酸溶时产生的少量Sn⁴⁺、防止Sn²⁺被氧化；
（4）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，反应方程式为：SnCl₂+2NH₄HCO₃═SnO↓+2CO₂↑+2NH₄Cl+H₂O，温度较高时碳酸氢铵会分解，该反应的温度需要控制在75℃左右，
故答案为：SnCl₂+2NH₄HCO₃═SnO↓+2CO₂↑+2NH₄Cl+H₂O；温度较高时碳酸氢铵会分解；
（5）SnO表面附着的NH₄Cl等，检验沉淀已经“漂洗”干净的方法：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入几滴AgNO₃溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已洗涤干净；
A与SnO反应得到SnSO₄溶液，故A为硫酸，
故答案为：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入几滴AgNO₃溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已洗涤干净；硫酸；
（6）潮湿环境中，Sn与Cu构成原电池，Sn作为负极，保护正极Cu不被氧化，故即使锡层破损也能防止形成铜绿，
故答案为：潮湿环境中，Sn与Cu构成原电池，Sn作为负极，保护正极Cu不被氧化．

点评 本题考查制备实验方案，涉及对工艺流程的理解、对操作的分析评价、物质的分离提纯、金属腐蚀与防护、阅读题目获取信息的能力等，是对学生综合能力的考查，难度中等．