Question

6．四氯化锡（SnCl₄）常用于印染和电镀工业．
【实验Ⅰ】：金属Sn的制备
（1）以锡石SnO₂为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡，该反应的化学方程式为SnO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Sn+2CO．
（2）粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时粗锡连接电源的正（填正、负极）．
【实验Ⅱ】：SnCl₄的制备
某兴趣小组用图1装置，用熔融的金属锡11.9克与干燥纯净的氯气制取无水SnCl₄，此反应过程放出大量的热．
已知：①Sn的熔点：231℃
②SnCl₄熔点-33℃，沸点114.1℃，遇潮湿空气极易水解
（3）装置A中反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑．
（4）装置B中应加入试剂为饱和食盐水．
（5）反应开始生成SnCl₄后，可以先熄灭D处的酒精灯，理由是依靠反应放出的热量维持Sn的熔化．
（6）有同学认为该实验装置设计有两处明显缺陷，其中一处应在F装置后再连接X、Z（填符号）装置（如图2），选择的理由是氯气有毒，会污染空气，可以用碱石灰或氢氧化钠溶液吸收．
（7）实验装置改进后若在F中收集到20.9克SnCl₄，则锡的利用率约为80%．

Answer 1

分析 【实验Ⅰ】：（1）根据反应物和生成物，利用质量守恒定律可写出化学方程式；
（2）电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极发生还原反应生成得到纯Sn，阳极为粗锡；
【实验Ⅱ】：（3）A为实验室用浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气的反应，据此写离子方程式；
（4）根据实验装置图可知，制得的氯气中氯化氢和水，需要除去，先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸除水；
（5）根据题意，该反应放热，停止加热B装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（6）本实验中装置最后排出的气体为未反应的氯气，氯气有毒，会污染空气，要吸收；
（7）根据SnCl₄可计算出参加反应的锡的质量，根据锡的利用率=$\frac{参加反应的锡的质量}{开始取用的锡的质量}$进而计算．

解答 解：【实验Ⅰ】：（1）根据反应物和生成物，利用质量守恒定律可写出化学方程式为SnO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Sn+2CO，
故答案为：SnO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Sn+2CO；
（2）电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极发生还原反应生成得到纯Sn，阳极为粗锡，所以粗锡与电源正极相连，
故答案为：正；
【实验Ⅱ】：（3）A为实验室用浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气的反应，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（4）根据实验装置图可知，制得的氯气中氯化氢和水，需要除去，先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸除水，所以B装置应加入饱和食盐水，
故答案为：饱和食盐水；
（5）该反应放热，熄灭D处的酒精灯，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化，
故答案为：依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（6）本实验中装置最后排出的气体为未反应的氯气，氯气有毒，会污染空气，氯气可以用碱石灰或氢氧化钠溶液吸收，故选X、Z，
故答案为：X、Z；氯气有毒，会污染空气，可以用碱石灰或氢氧化钠溶液吸收；
（7）根据20.9克SnCl₄可计算出参加反应的锡的质量为$\frac{119}{261}$×20.9g=9.53g，所以锡的利用率=$\frac{参加反应的锡的质量}{开始取用的锡的质量}$×100%=$\frac{9.53}{11.9}$×100%=80%，
故答案为：80%．

点评 本题考查较为综合，涉及到物质的制备、电解、除杂等问题实验方案的设计和评价，中等难度．