题目内容
【题目】硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,主要用于电镀工业的镀锡、铝合金表面的氧化着色、印染工业的媒染剂、双氧水去除剂等。已知:酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易水解,易被氧化。某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
请回答下列问题:
(1)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,这样操作的原因是 ;
(2)反应I得到的沉淀是SnO,得到该沉淀的离子方程式是 ;
(3)在反应I得到沉淀SnO后,要进行“过滤”、“漂洗”,检验SnO是否洗涤干净的操作是 ;
(4)反应II之后的“操作”依次为 、 、过滤、洗涤、低温干燥;
(5)某化学兴趣小组对用于微电子器件生产的锡粉进行了纯度测定:①取1.19 g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+;②加入过量的Fe2(SO4)3溶液;③用0.2000 mol/L 酸性K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价)至终点,消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。写出酸性K2Cr2O7溶液滴定的离子方程式 ,则此锡粉样品中锡的质量分数为__________________。
【答案】(1)抑制SnCl2水解(2)Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑
(3)取最后一次洗涤后滤液少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀;
(4)蒸发浓缩、冷却结晶;(5)6Fe2++Cr2O72-+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O ; 90%
【解析】试题分析:(1)SnCl2在水中发生水解反应:SnCl2+H2O═Sn(OH)Cl+HCl(可逆反应,应该用可逆号),生成难溶物Sn(OH)Cl,溶液含有杂质,若加入HCl,可使平衡向逆反应方向移动,抑制Sn2+水解;
(2)反应Ⅰ为向SnCl2溶液中加碳酸钠,得到的沉淀为SnO,反应离子方程式为Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑;
(3)沉淀SnO的表面附着液中含有氯离子,反复洗涤后,取最后一次洗涤后滤液少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀,即可证明洗涤干净;
(4)通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥即可从反应II后的溶液中获得SnSO4晶体;
(5)Fe2(SO4)3将Sn2+全部氧化为Sn4+,再用溶液K2Cr2O7溶液滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,其中酸性K2Cr2O7溶液氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O;
设粉中锡的质量分数为x,则:
3Sn~3Sn2+~6Fe3+~6Fe2+~K2Cr2O7
3×119g 1mol
1.19g×x 0.200mol/L×0.015L
故(3×119g):(1.19g×x)=1mol:(0.200mol/L×0.015L)
解得x=90%。
【题目】研究大气中含硫化合物和含碳化合物的转化对环境保护具有重要意义。
(1)SO2的大量排放会引起严重的环境问题是 ,潮湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式 ;
(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:
1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为 ;
(3)SO2是工业制硫酸的原料之一,一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),过程中测定的部分数据见下表:
时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 0.10 | 0.05 |
4 | 0.04 | 0.02 |
6 | 0.02 | |
8 | 0.01 |
①反应在0-4min内的平均速率为v(SO2)= ;
②此温度下该反应的化学平衡常数K= ;
③8min时,维持温度不变,向反应容器中再通入0.02mol SO2(g)和0.01mol O2(g),重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将 (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装如下图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4的反应。
写出铜电极表面的电极反应式 ,为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量 (填“盐酸”或“硫酸”)。