Question

12．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，Sn相对原子质量为119
回答下列问题：
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是五周期ⅣA族．
（2）操作Ⅰ是加热浓缩、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水解反应为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⁺+CO₃^2-=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；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的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．
锡粉中锡的纯度是93.2%．

Answer 1

分析 （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；
（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水解反应为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⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，
故答案为：Sn²⁺+CO₃^2-═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
故：$\frac{19g}{1.226xg}$=$\frac{\frac{1}{3}mol}{0.100mol/L×0.032L}$，
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．