Question

20．制备纯净的液态无水四氯化锡（SnCl₄易挥发形成气体，极易发生水解）的反应为：Sn+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnCl₄，Sn也可与HCl反应生成SnCl₂，已知：

物质	摩尔质量/（g•mol-1）	熔点/℃	沸点/℃
Sn	119	232	2260
SnCl2	190	246.8	623
SnCl4	261	-30.2	114.1
MnO2	87	535（分解）	-

某同学设计的相关实验装置图如图：
（l）A中浓盐酸与B中物质进行反应，化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）D中的试剂为浓硫酸，目的是除去H₂O．
（3）G中冷却水的进水位置为b（填字母）．
（4）为避免E中副反应的发生，对装置需要改进的措施是BD间增加盛饱和食盐水的洗气瓶．
（5）K中固体物质的作用为防止空气中水分进入．
（6）当要结束实验时，不能首先进行的操作是③．①关闭A的活塞　②停止F的加热　③停止G的通水．
（7）若将B中的固体换成Sn，并将除A和B以外的器皿去掉，反应可制备SnCl₂．
（8）实验结束后，若得到的SnCl₄为13.05g，至少消耗8.70g MnO₂．为了避免尾气污染，需要改进的措施是在K后面加尾气吸收装置．

Answer 1

分析 用Sn和氯气反应制取SnCl₄，则A装置是制取氯气，需要浓盐酸和MnO₂加热制取，浓盐酸具有挥发性，加热促进其挥发，所以生成的氯气中含有HCl，无水四氯化锡（SnCl₄）易挥发形成气体，极易发生水解，为防止生成的四氯化锡发生水解反应，则用D装置干燥氯气，在E装置中氯气和Sn发生反应生成SnCl₄，因为氯气中含有HCl，所以E中还生成SnCl₂，采用蒸馏的方法分离SnCl₄和SnCl₂，用G装置冷却，在H中得到SnCl₄，为防止H中SnCl₄水解，K起干燥空气作用，据此分析解答．
（l）浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应生成二氯化锰、氯气、水；
（2）四氯化锡极易发生水解，D装置干燥氯气；
（3）根据冷却水采用逆流方式分析；
（4）除去氯气中的氯化氢，用饱和食盐水的洗气瓶；
（5）防止H中SnCl₄水解，K起干燥空气作用；
（6）为保证分离SnCl₄和SnCl₂的效果，需先停止反应再停止冷却；
（7）根据信息Sn也可与HCl反应生成SnCl₂分析；
（8）根据氯原子守恒结合浓盐酸和MnO₂的反应计算，为了避免尾气污染，需进行尾气处理．

解答 解：（1）A中在加热条件下，浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应生成氯气，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）D装置是干燥气体，防止生成的生成的四氯化锡发生水解反应，用浓硫酸干燥氯气，
故答案为：浓硫酸；除去H₂O；
（3）G在冷却水采用逆流方式，所以下口为进水口、上口为出水口，即b为进水口，a为出水口，
故答案为：b；
（4）浓盐酸和MnO₂加热制取，浓盐酸具有挥发性，加热促进其挥发，所以生成的氯气中含有HCl，E中还生成SnCl₂，氯气难溶于饱和食盐水，但HCl极易溶于水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，即BD间增加盛饱和食盐水的洗气瓶，
故答案为：BD间增加盛饱和食盐水的洗气瓶；
（5）无水四氯化锡（SnCl₄）易挥发形成气体，极易发生水解，为防止H中SnCl₄水解，K起干燥空气作用，
故答案为：防止空气中水分进入；
（6）在E装置中氯气和Sn发生反应生成SnCl₄，因为氯气中含有HCl，所以E中还生成SnCl₂，采用蒸馏的方法分离SnCl₄和SnCl₂，用G装置冷却，当要结束实验时，需先停止F的加热，再停止G的通水，
故答案为：③；
（7）题干信息Sn也可与HCl反应生成SnCl₂，若将B中的固体换成Sn，Sn与HCl反应生成SnCl₂和氢气，可制备SnCl₂，
故答案为：Sn；
（8）SnCl₄为13.05g的物质的量为$\frac{13.05g}{261g/mol}$=0.05mol，需n（Cl）=0.05mol×4=0.2mol，需n（Cl₂）=0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，制取氯气：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，所以需质量为：0.1mol×87g/mol=8.7g，为了避免尾气污染，需要改进的措施是在K后面加尾气吸收装置，
故答案为：8.70；在K后面加尾气吸收装置．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生分析判断及实验操作能力，明确实验目的及实验原理是解本题关键，注意结合题给信息进行分析解答，易错点是冷却水位置判断，知道各个仪器作用，题目难度中等．