题目内容

8．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制备路线如图：

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第五周期第ⅣA族．
（2）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．
（3）反应I得到沉淀是SnO，该反应的离子方程式是Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑．
（4）洗涤SnO沉淀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．
（5）操作I是加热浓缩、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，发生反应的离子方程式是Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O．
（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6.10g 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）．

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，根据原子序数减去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）根据溶液获得晶体的方法：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤来回答；
（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+～$\frac{1}{3}$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++CO32-═SnO↓+CO2↑，
故答案为：Sn2++CO32-═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）硫酸锡的溶液获得晶体，采取的方法是：加热浓缩、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++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，则：
Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～$\frac{1}{3}$K2Cr2O7
1                                  $\frac{1}{3}$
n                     0.0250L×0.100mol/L
解得n=0.0075mol，
100ml溶液中含有SnCl2 物质的量=0.0075mol×$\frac{100}{25}$=0.03mol；
SnCl2固体的纯度=$\frac{190g/mol×0.03mol}{6.1g}$×100%=93.44%；
答：SnCl2固体的纯度为93.44%．

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．

练习册系列答案
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5．有机物A、B、C、D、E、F、G、H相互转化关系如图所示．5.2g F能与100mL 1mol/L NaOH溶液恰好完全中和，0.1molF还能与足量NaHCO3反应在标准状况下放出4.48LCO2．D的分子式为C3H3O2Na，E的分子中含有羧基．
（1）写出物质C中的官能团的名称：溴原子、羟基；
（2）写出物质F、H的结构简式；
FHOOCCH2COOH、H；
（3）写出反应④的化学反应类型：④取代（水解）反应；
（4）写出变化①的化学方程式BrCH2CH2COOH+2NaOH$→_{△}^{C_{2}H_{5}OH}$CH2=CHCOONa+NaBr+2H2O
（5）写出相对分子质量比B大14，且与B具有相同官能团的所有物质的结构简式（不考虑立体异构）．CH2=CHCH2COOH或CH3CH=CHCOOH或CH2=C（CH3）COOH．
19．实验室用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示，其中可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚．有关数据列表如下：
乙醇1，2-二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-l309-1l6
回答下列问题：
（1）用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备1，2-二溴乙烷的需分两步进行，第二步反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br．
（2）在此实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是d（填正确选项前的字母）．
a．引发反应    b．加快反应速度     c．防止乙醇挥发   d．减少副产物乙醚生成
（3）在装置C中应加入c，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体（填正确选项前的字母）．
a．水    b．浓硫酸       c．氢氧化钠溶液       d．饱和碳酸氢钠溶液
（4）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在下层（填“上”、“下”）．
（5）若产物中有少量未反应的Br2，最好用b洗涤除去（填正确选项前的字母）．
a．水    b．氢氧化钠溶液    c．碘化钠溶液    d．乙醇
（6）若产物中有少量副产物乙醚．可用蒸馏的方法除去．
（7）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是乙烯与溴反应时放热，冷却可避免溴的大量挥发；但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是冷却可避免溴的大量挥发；1，2-二溴乙烷的凝固点较低（9℃），过度冷却会使其凝固而使气路堵塞．
16．二十一世纪钛将成为铁、铝之后的第三大金属，工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛及钛的工艺流程如图1所示，钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价，FeTiO3溶于酸后Ti元素以TiO2+存在，TiOSO4遇水可水解．

请根据以上信息回答下列问题：
（1）②中加入铁粉的目的是除去Fe3+；
（2）③中混合物分离的依据是b（填字母序号）．
a．熔、沸点差异     b．溶解性差异     c．氧化性、还原性差异
（3）②、③、④中均需要进行的操作是过滤（填操作名称）．
（4）写出④的离子方程式：TiO2++2H2O=H2TiO3+2H+；该过程在热水中操作的目的是由于水解反应吸热，升高温度有利于水解平衡向正反应方向移动，提高H2TiO3的产率
（5）利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应可生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．
（6）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发．找出了冶炼钛的新工艺．
①直接电解固体TiO2法生产钛，原理如图所示，则阴极获得钛的电极反应为TiO2+4e-=Ti+2O2-．
②电解一段时间后，需要更换石墨电极，原因是氧离子在阳极失电子发生氧化反应生成氧气，碳和氧气发生反应生成一氧化碳，O2--2e-+C=CO．
3．硝酸铝是一种常用皮革鞣剂．工业上用铝灰（主要合Al、Al2O3、Fe2O3等）制取硝酸铝晶体[Al（NO3）3﹒nH2O]的流程如下：

完成下列填空：
（1）用NaOH固体配制30%的NaOH溶液，所需的玻璃仪器除烧杯外，还有b．
a容量瓶    b量筒    c．烧瓶
（2）反应Ⅱ中为避免铝的损失，需要解决的问题是如何控制反应终点（或硝酸的用量）．
（3）从反应Ⅲ所得溶液中得到硝酸铝晶体的步骤依次是：减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干．
（4）有人建议将反应Ⅱ、Ⅲ合并以简化操作，说明工业上不采用这种方法的原因产物中杂质NaNO3的含量较高．
（5）某同学在实验室用铝灰制各硝酸铝晶体，其流程如下：

氢氧化物Fe（OH）3Al（OH）3
开始沉淀pH1.94.2
沉淀完全pH3.25.4
调节pH的目的是将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去．
为使得到的硝酸铝晶体较纯净，所用的X物质可以是BC（填编号）．
A．氨水          B．铝         c．氢氧化铝     D．偏铝酸钠
（6）该实验室制法与工业上制法相比，其缺点是产生大量污染性气体NO等．
（7）称取7.392g硝酸铝晶体样品，加热灼烧使其分解完全，最终得到1.020gAl2O3，计算硝酸铝晶体样品中结晶水的数目为8.7．
13．实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛（实验装置主要部分如图，相关物质的沸点见附表），附表相关物质的沸点（101kPa）
物质沸点/℃物质沸点/℃
溴58.81，2-二氯乙烷83.5
苯甲醛179间溴苯甲醛229
步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1，2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60℃，缓慢滴加经H2SO4干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却．
步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液．
步骤3：有机相用10%NaHCO3溶液洗涤，再加入适量无水MgSO4固体，放置一段时间后过滤；
步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分．
（1）实验装置中可能的错误有锥形瓶内可能会发生倒吸、胶塞可能被有机物腐蚀，冷凝管进水口是a；
（2）有同学建议将装置中温度计换成搅拌棒，那么温度计应移到什么地方使用水浴中；
（3）步骤2后续操作是搅拌、静置、分液；
（4）步骤3中用10%NaHCO3溶液洗涤的具体操作是在分液漏斗中将有机相与小苏打溶液充分振荡再分液，重复二到三次，加入无水MgSO4固体的作用是除去有机相的水．
（5）步骤4中采用蒸馏分离，请你预测蒸馏温度应先选择约D℃，再选择约E℃．
A．50    B．100    C．150    D．200    E．250      F．300．
20．S2Cl2是一种金黄色易挥发的液体，常用作橡胶硫化剂．某化学兴趣小组 拟设计实验制备少量的S2Cl2，査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应（一部分硫元素化 合价升高，另一部分化合价降低）．加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2Cl2，反应的化学方程式为：2S+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S2Cl2．
反应涉及的几种物质的熔沸点如下：
物质SS2Cl2
沸点/℃445138
熔点/℃113-76
该小组设计的制备装置如图（夹持仪器已略去）．
回答下列问题：
（1）连接好实验装置后的第一步实验操作是检查装置的气密性；
（2）实验中需要加热的仪器是AD（填写字母）
（3）装置B、C中的试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸；
（4）装置D中仪器a的作用是冷凝回流、导气；
（5）反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是蒸馏；
（6）若实验过程中缺少C装置，发现产品浑浊不清，请用化学方程式表示其原因2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑；
（7）实验完毕，小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中，发现有黄绿色剌激性气体产生．用离子方程式表示产生该现象的原因ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O．
17．下表为元素周期表中的一部分，表中列出8种元素在周期表中的位置，按要求回答下列问题．
    族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2④⑥
3①②③⑤⑦⑧
（1）在①～⑧元素中化学性质最不活泼的元素的名称是氩，金属性最强的元素的名称是钠．
（2）③、④、⑥三种元素中的原子半径最小的是O（填元素符号）．
（3）①、②、③三种元素形成的离子，离子半径由大到小的顺序是Na+＞Mg2+＞Al3+（用离子符号填写）．
（4）④与⑥形成的化合物的电子式为．
（5）④与氢形成含氢量最高的化合物的结构式．
（6）写出①和③两种元素的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（7）写出①、⑥和氢元素形成既含离子键又含共价键的化合物的电子式：，形成的晶体是离子晶体．
18．在一定条件下，发生反应：2X（g）+Y（g）?Z（g）△H=-197kJ•mol-1，若将2mol X和1mol Y充入2L的恒容密闭容器中，反应10min，测得X的物质的量为1.4mol，下列说法正确的是（　　）
A．10min内，反应放出的热量为197kJ热量
B．10min内，X的平均反应速率为0.06mol•L-1•min-1
C．第10min时，Y的反应速率小于0.015mol•L-1•min-1（假如体系温度不变）
D．第10min时，Z浓度为0.6mol•L-1

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