Question

硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的能溶于水的硫酸盐，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（OH）Cl]
回答下列问题：
（1）操作l的步骤为

 

、

 

、过滤、洗涤、干燥．对沉淀进行洗涤的方法是

 

．
（2）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因：

 

．
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH；②

 

．
（4）酸性条件下，SnS0₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是：

 

．
（5）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）：取ag锡粉溶于盐酸中，向生成的SnC1₂中加入过量的FeC1₃溶液，用b mol/L K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺（已知酸性环境下，Cr₂O₇^2-可被还原为Cr³⁺），共用去K₂Cr₂0₇溶液m mL．则锡粉中锡的质量分数是

 

．（Sn的摩尔质量为M g/mol，用含a、b、m、M的代数式表示）

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）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；根据沉淀的洗涤方法来洗涤沉淀；
（2）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；
（3）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；  
（4）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；
（5）根据电子转移守恒与方程式可得关系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇，据此计算．

解答： 解：（1）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，沉淀的洗涤方法：将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
（2）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；
（3）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；
（4）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；
（5）令锡粉中锡的质量分数为x，则：
     Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇
   Mg                     

1

3

 mol       
  a×x                  bmol/L×

m

1000

L
解得x=

3mbM

1000a

．
故答案为：

3mbM

1000a

．

点评：本题以SnSO₄制备为载体，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．