题目内容
13.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(OH)Cl].
回答下列问题:
(1)锡元素在周期表中位于第五周期,与碳元素位于同一主族,则锡元素的原子的核电荷数为50.
(2)操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥..
(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加入盐酸,使SnCl2+H2O?Sn(OH)Cl+HCl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)酸性条件下,SnSO4还可以作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O
(6)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1.19g 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96%.
分析 SnCl2溶解得到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)锡与碳元素属于同一主族,处于ⅣA族,根据碳原子序数加上各周期容纳元素种数确定原子的核电荷数为50;
(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、干燥得到;
(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)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;
(6)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,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,Sn处于第五周期第ⅣA族,则:6+8+18+18=50,故原子核电荷数为50,
故答案为:50;
(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、干燥得到,
故答案为:蒸发浓缩;过滤;
(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:加入盐酸,使SnCl2+H2O?Sn(OH)Cl+HCl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)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;
(6)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,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
1.19g×x 0.100mol/L×0.032L 解得x=0.96=96%,
故答案为:96%.
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,题目难度中等,对学生的基础知识及逻辑推理有较高的要求.
| A. | 使酚酞变红色的溶液:Mg2+、K+、SO42-、NO3- | |
| B. | NaClO和NaCl混合溶液中:H+、NH4+、SO42-、Br- | |
| C. | 氯化亚铁溶液中:Na+、Ba2+、Br-、NO3- | |
| D. | 0.1 mol•L-1的NaAlO2 溶液:H+、Na+、Cl-、SO42- |
| A. | 碳酸钙与盐酸反应:CO32-+2H+=H2O+CO2↑ | |
| B. | 稀 H2SO4与铁粉反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ | |
| C. | 氢氧化钡溶液与稀H2SO4 反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓ | |
| D. | 氯化铜溶液与铁粉反应:Cu2++Fe=Fe2++Cu |
| A. | pH=0的溶液中:Fe2+、Na+、Cl-、NO3- | |
| B. | 无色溶液中:Ba2+、Zn2+、Cl-、NO3- | |
| C. | 加入铝粉后能产生气体的溶液中:Mg2+、Ba2+、SO32-、NO3- | |
| D. | 常温下水电离出的c(H+)=10-12的溶液中:Fe3+、K+、ClO-、SO42- |
| A. | AgNO3溶液的浓度减小 | B. | 阳极上产生O2 | ||
| C. | 转移的电子数为0.02NA个 | D. | 阴极发生了氧化反应 |
| A. | 从酒精和水的混合物中分离出酒精--蒸馏 | |
| B. | 使浑浊的食盐水变澄清--过滤 | |
| C. | 从碘水中分离出碘--分液 | |
| D. | 把硝酸钾和氯化钾从溶液中分离开来--结晶 |
| A. | 使用可再生资源、用超临界二氧化碳替代有机溶剂、注重原子的经济性、采用低能耗生产工艺等都是绿色化学的内容 | |
| B. | 石油的分馏、煤的气化、海水晒盐、花生中提取花生油等过程都是物理变化 | |
| C. | 利用可降解的“玉米塑料”生产一次性饭盒,可防止白色污染 | |
| D. | 蒙古牧民喜欢用银器盛放鲜牛奶有其科学道理:用银器盛放鲜牛奶,溶入的极微量的银离子,可杀死牛奶中的细菌,防止牛奶变质 |