题目内容

19.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,Sn2+易被氧化.
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡
回答下列问题:
(1)锡元素原子的核电荷数为50,与碳元素属于同一主族,锡元素在周期表中的位置是第五周期ⅣA族.
(2)操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤.
(3)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因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.
(4)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH  ②防止Sn2+被氧化.
(5)反应Ⅰ得到沉淀是SnO,得到该沉淀的离子反应方程式是Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑.
(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锡粉的纯度(杂质不参与反应):
①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn+2HCl═SnCl2+H2↑;
②加入过量的FeCl3溶液;
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定②中生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O.取1.226g 锡粉,经上述各步反应后,共用去0.100mol/L K2Cr2O7溶液32.0mL.锡粉中锡的质量分数是93.2%.

分析 SnCl2在盐酸中溶解,再加入锡粉,溶解得到SnCl2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)由流程图可知,操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到;
(3)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;
(4)由信息可知,Sn2+易被氧化,加入Sn粉除调节溶液pH外,还防止Sn2+被氧化;
(5)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;
(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Sn~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)由流程图可知,操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
(3)由信息可知,SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2+H2O?Sn(OH)Cl+HCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解,
故答案为: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;
(4)由信息可知,Sn2+易被氧化,加入Sn粉除调节溶液pH外,还防止Sn2+被氧化;
故答案为:防止Sn2+被氧化;
(5)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↑;
(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)令锡粉中锡的质量分数为x,则:
Sn~Sn2+~2Fe3+~2Fe2+~$\frac{1}{3}$K2Cr2O7计算.
119g                    $\frac{1}{3}$mol
1.226g×x           0.100mol/L×0.032L
解得x=93.2%,
故答案为:93.2%.

点评 本题SnSO4制备的之比为载体,考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯、阅读题目获取信息的能力、常用化学用语书写、滴定应用及利用关系式进行的计算等,难度中等,对学生的基础知识及逻辑推理有较高的要求.

练习册系列答案
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②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
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④…
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②另取少量所得溶液于试管中,加入少量酸性 KMnO4溶液.溶液紫红色退去
说明:假设②或③成立.
综合上述实验分析,所得溶液中含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+.

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