题目内容

10．某化学研究性学习小组拟利用下列装置和药品进行四氯化锡的制备．供选择的药品：4.8gSn、浓HCl、稀HCl、浓H2SO4、MnO2、KMnO4、无水CaCl2、碱石灰．
仪器装置：

已知四氯化锡具有强的吸水性，水解生成锡的氧化物．SnCl4和Sn的部分数据如下：
密度/（g•cm-3）熔点/℃沸点/℃
四氯化锡2.2-33114
金属锡5.77231
请回答下列相关问题：
（1）实验时装置的正确连接顺序为AD→C→B→G→E→F
（2）仪器G的名称是冷凝管实验时，冷却水的流向是从Q进入（填符号）
（3）A中反应的离子方程式2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（4）F中盛装的化学试剂是碱石灰；；作用是防止空气中的水分进入装置E中、吸收多余的Cl2防止污染．写出SnCl4水解的化学方程式SnCl4+4H2O=Sn（OH）4+4HCl
（5）实验完毕后，E装置质量增加9.4g，SnCl4的产率是90%．

分析 （1）按照气体的发生、除杂、干燥、尾气吸收等设计实验仪器的连接；
（2）G为冷凝管，应从Q进水，从P出水；
（3）A中制备氯气，在不加热的条件下进行，应用高锰酸钾和浓盐酸制备；
（4）F中盛装碱石灰，具有碱性，可与水或酸性气体反应；SnCl4水解生成氢氧化锡和氯化氢；
（5）根据方程式Sn+2Cl2=SnCl4可知，4.8gSn完全反应理论上生成SnCl4的质量为$\frac{261}{119}×4.8g$=10.53g，根据SnCl4的产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）用A制备氯气，分别在D、C中进行除杂和干燥，然后在B中发生反应制备SnCl4，冷却后在E中收集，最后连接F，进行尾气吸收，连接顺序为D→C→B→G→E→F，
故答案为：D→C→B→G→E→F；
（2）G为冷凝管，为达到充分冷凝的效果，应从Q进水，从P出水，
故答案为：冷凝管；Q；
（3）A中制备氯气，在不加热的条件下进行，应用高锰酸钾和浓盐酸制备，反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
故答案为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（4）F中盛装碱石灰，具有碱性，可与水或酸性气体反应，防止空气中的水分进入装置E中，吸收多余的Cl2防止污染，SnCl4水解生成氢氧化锡和氯化氢，反应的化学方程式为SnCl4+4H2O=Sn（OH）4+4HCl，
故答案为：碱石灰；防止空气中的水分进入装置E中，吸收多余的Cl2防止污染；SnCl4+4H2O=Sn（OH）4+4HCl；
（5）根据方程式Sn+2Cl2=SnCl4可知，4.8gSn完全反应理论上生成SnCl4的质量为$\frac{261}{119}×4.8g$=10.5g，SnCl4的产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{9.4g}{10.5g}$×100%=90%，
故答案为：90%．

点评 本题考查制备实验方案的设计，题目难度中等，本题注意制备氯气的反应条件，不加热时用高锰酸钾和浓盐酸反应，解答时注意题中信息．

练习册系列答案
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20．世界环保联盟建议全面禁止使用氯气对饮用水进行消毒，而建议采用高效“绿色‘消毒剂二氧化氯．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体、易溶于水，不稳定，呈黄绿色．在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热．实验室以电解法制备二氧化氯的流程如图：
（1）二氧化氯中所有原子不是（填“是”“不是”）都满足8电子结构．如图所示，yoga电解法制得的产物中，杂质气体B能是石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用C（填序号）．
A．饱和食盐水         B．碱石灰            C．浓硫酸            D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品．下列说法正确的是A、B、C、D（填序号）．
A．二氧化氯克广泛用于工业和饮用水处理
B．二氧化氯的消毒效率比氯气的消毒效率高
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化硫的使用范围
D．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用铝酸钠氧化浓盐酸制备二氧化氯．化学反应方程式为2NaClO3+4HCl（浓）═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O．缺点主要是产率低，产品难以分离．还可能污染环境．
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO2）反应制备二氧化氯，化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2．此法相比欧洲方法的优点是安全性好，没有产生毒副产品．
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的操作（H2C2O4）溶液还原铝酸钠，化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O．此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用．
1．纯水在95℃和25℃时的pH（　　）
A．前者大B．后者大C．相等D．无法确定
18．一定温度下，在三个体积均为2L的恒容密闭容器中发生反应：CO2（g）+H2S（g）?COS（g）+H2O（g）．下列说法正确的是（　　）
 容器 温度/K 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 平衡常数
 CO2 H2S H2O
Ⅰ 607 0.1 0.15 0.05-
Ⅱ 607 0.2 0.3-
Ⅲ 627 0.1 0.15- 6×10-2
A．该反应为吸热反应
B．607K时，该反应的平衡常数为0.50
C．容器Ⅱ达到平衡时，容器中COS的物质的量浓度为0.025 mol．L-1
D．容器Ⅲ达到平衡时，再充入少量氦气，平衡将向正反应方向移动
5．已知将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H=-192.9kJ/mol
下列说法正确的是（　　）
A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ/mol
B．由上述原理可推知H2的燃烧热为241.9 kJ/mol
C．反应②中的能量变化可用图表示：
D．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
15．据报道，以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3）和H2O2作原料的燃料电池可用作空军通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电池放电时Na+从b极区移向a极区
B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用
C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol
D．该电池的正极反应为BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O
2．请按指定要求完成下列问题．
（1）在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑的反应中，3mol的BrF3参加反应时，被水所还原的BrF3的物质的量是$\frac{4}{3}$mol
（2）已知砒霜As2O3与Zn可以发生如下反应：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O
①请用双线桥法标出电子转移的方向和数目．
②若生成0.2mol AsH3，则转移的电子数为1.2NA．
（3）二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，制备ClO2有下列两种方法：
方法一：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二：2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
①方法一中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；
②若两种方法制备得到相同条件下相同体积的ClO2气体，则两方法中消耗的还原剂质量之比为73：34．
19．用0.10mol•L-1的盐酸滴定0.10mol•L-1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是（　　）
A．c（NH4+）＞c（Cl-），c（OH-）＞c（H+）B．c（Cl-）＞c（NH4+），c（OH-）＞c（H+）
C．c（Cl-）＞c（NH4+），c（H+）＞c（OH-）D．c（NH4+）=c（Cl-），c（OH-）=c（H+）
20．阿司匹林口服时，具有解热镇痛作用，是一种常用的治疗感冒的药物，也可用于抗风湿，促进痛风患者尿酸的排泄．近年来还发现阿司匹林能抑制血小板凝聚，可防止血栓的生成；它的有效成分是乙酰水杨酸（）．
实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[（CH3CO）2O]为主要原料合成乙酰水杨酸．
【反应原理及部分装置】

【实验流程】

已知：①醋酸酐遇水分解生成醋酸．
②水杨酸和乙酰水杨酸均微溶于水，但其钠盐易溶于水，副产物为高分子化合物，难溶于水．
回答下列问题：
（1）合成过程中要控制温度在85℃～90℃，最合适的加热方法水浴加热．
（2）用图装置过滤比普通漏斗过滤的优点是过滤速度快、得到的产品较干燥．
（3）粗产品提纯：
①分批用少量饱和NaHCO3溶液溶解粗产品，目的是使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与杂质分离；判断该过程结束的现象是没有气体（CO2）产生．
②加浓盐酸、冷却后的操作是过滤、洗涤、干燥、称重、计算产率．
③纯度检验：取少许产品加入盛有2mL水的试管中，加入1～2滴FeCl3溶液，溶液呈浅紫色，可能的原因是产品中仍然可能含有水杨酸．
（4）阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定步骤（假定只含乙酰水杨酸和辅料，辅料不参与反应）：
Ⅰ．称取阿司匹林样品m g；
Ⅱ．将样品研碎，溶于V1 mL a mol/LNaOH（过量）并加热，除去辅料等不溶物，将所得溶液移入锥形瓶；
Ⅲ．向锥形瓶中滴加几滴甲基橙，用浓度为b mol/L的标准盐酸滴定剩余的NaOH，消耗盐酸的体积为V2mL．
已知 乙酰水杨酸与过量NaOH溶液加热发生反应的化学方程式：

则阿司匹林药片中乙酰水杨酸质量分数的表达式为：$\frac{0.180（a{V}_{1}-b{V}_{2}）}{3m}$．

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