Question

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．
Ⅱ．Sn²⁺的性质与Fe²⁺的性质相似．
回答下列问题：
（1）锡元素在周期表中的位置是

 

．
（2）用SnCl₂固体配制SnCl₂溶液的方法是

 

．
（3）反应I得到沉淀是SnO，该反应的离子方程式是

 

．
（4）洗涤SnO沉淀的方法是

 

．
（5）操作I是

 

．
（6）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

 

．
（7）该小组通过下列方法测定所用SnCl₂固体的纯度（杂质不参与反应）：
①取6.00g SnCl₂固体配制成100mL 溶液．
②取25.00mL溶液，向溶液中加入过量的FeCl₃固体；
③再用0.10mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液进行滴定，达终点时记录消耗K₂Cr₂O₇标准溶液的体积．
④重复进行②、③两步操作，测定消耗K₂Cr₂O₇标准溶液的平均体积为25.00mL．
试计算SnCl₂固体的纯度（写出计算过程）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：SnCl₂溶解得到溶液加入碳酸钠沉淀锡离子，过滤得到沉淀洗涤后加入硫酸溶解得到硫酸锡溶液，蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸锡晶体；
（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，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn²⁺被氧化；
（3）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；
（4）洗涤沉淀在过滤装置中进行；  
（5）操作Ⅰ是溶液中得到晶体的实验操作，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
（6）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；
（7）根据电子转移守恒与方程式可得关系式Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇，据此计算．

解答： 解：（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：第五周期第ⅣA族；
（2）由信息可知，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，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn²⁺被氧化，用SnCl₂固体配制SnCl₂溶液的方法是：将SnCl₂固体溶于浓盐酸，加水稀释至所需浓度，再加入适量Sn粉；
故答案为：将SnCl₂固体溶于浓盐酸，加水稀释至所需浓度，再加入适量Sn粉；
（3）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，离子方程式为：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，故答案为：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；
（4）洗涤SnO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；
（5）操作Ⅰ是溶液中得到晶体的实验操作，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，
故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
（6）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；
（7）由实验过程可知，发生的反应为：2Fe³⁺+Sn²⁺=Sn4⁺+2Fe²⁺，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，则：
     Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇计算
     1                  

1

3

     n                   0.0250L×0.100mol/L
   解得n=0.0075mol，
100ml溶液中含有SnCl₂ 物质的量=0.0075mol×

100

25

=0.03mol；
SnCl₂固体的纯度=

190g/mol×0.03mol

6.0g

×100%=95.00%；
答：SnCl₂固体的纯度为95.00%．

点评：本题考查了物质分离的方法和实验操作，水解分析应用，滴定实验的计算判断和计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．