Question

19．SnCl₄是一种重要的工业原料，常作媒染剂等．已知SnCl₄常温下是无色液体，在潮湿空气中易水解，熔点-36℃，沸点114℃．工业上制备SnCl₄的工艺流程如图1：

请回答下列问题：
（1）粗锡电解精炼时，常用硅氟酸（化学式为H₂SiF₆）和硅氟酸亚锡（化学式为SnSiF₆）为电解液．已知H₂SiF₆为强酸，则用硅氟酸溶解氧化亚锡的离子方程式为2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O．硅氟酸有腐蚀性，能与SiO₂反应．电解时可选取下列电解槽中的c．
a．玻璃电解槽             b．不锈钢电解槽       c．塑料电解槽
阴极发生的电极反应式为Sn²⁺+2e^-=Sn．
（2）某同学模拟工业制法设计了由Sn与Cl₂反应制取SnCl₄的实验装置如图2：
①a中浓盐酸与烧瓶内固体反应生成Cl₂，则烧瓶内固体可以选用KMnO₄或KClO₃；仪器b的名称为蒸馏烧瓶．
②装置D的主要缺点是缺少温度计；除此之外，整套装置还有的缺点是E与F之间缺少干燥装置．
③SnCl₄溶液中加入适量的NaOH溶液，产生白色沉淀（二元酸），再加过量的NaOH溶液，白色沉淀溶解．试写出反应生成白色沉淀的离子方程式Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O．
④若实验中取用锡粉5.95g，反应后，E中广口瓶里收集到12.0g SnCl₄．则SnCl₄的产率为92.0%．

Answer 1

分析 电解粗锡，阳极反应为：Sn-2e^-=Sn²⁺，不活泼的金属单质形成阳极泥，阴极反应为：Sn²⁺+2e^-=Sn，将阴极的Sn与氯气反应生成SnCl₄，
（1）H₂SiF₆为强酸，与氧化亚锡生成相应的离子和水；硅氟酸能与二氧化硅反应，硅氟酸有腐蚀性，故不能选用含二氧化硅的玻璃电解槽和含有金属单质的不锈钢电解槽，可以选取塑料电解槽；电解池中阴极得电子发生还原反应；
（2）由装置图可知装置A应为制备氯气装置，无加热装置，可选用KMnO₄或KClO₃与浓盐酸制备氯气，装置B为饱和食盐水除去氯化氢气体，装置C为浓硫酸干燥氯气，氯气经除杂，干燥后与锡在装置D中反应生成SnCl₄，经冷却后在装置E中收集，装置F吸收未反应完的氯气，因SnCl₄极易水解，应防止空气中的水蒸气进入装置E中，以此解答该题．

解答 解：（1）H₂SiF₆为强酸，与氧化亚锡生成相应的离子和水，离子方程式为：2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O；硅氟酸能与二氧化硅反应，硅氟酸有腐蚀性，故不能选用含二氧化硅的玻璃电解槽和含有金属单质的不锈钢电解槽，可以选取塑料电解槽，选c；电解池中阴极得电子发生还原反应，反应式为：Sn²⁺+2e^-=Sn；
故答案为：2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O；c；Sn²⁺+2e^-=Sn；
（2）①由装置图可知装置A应为制备氯气装置，无加热装置，可选用KMnO₄或KClO₃与浓盐酸制备氯气，根据仪器构造可知仪器b为蒸馏烧瓶；
故答案为：KMnO₄或KClO₃；蒸馏烧瓶；
②反应需控制在一定温度范围之内，需要温度计；因SnCl₄极易水解，应防止空气中的水蒸气进入装置中，故应在E与F之间缺加一个干燥装置；
故答案为：缺少温度计；E与F之间缺少干燥装置；
③SnCl₄溶液中加入适量的NaOH溶液，产生白色沉淀（二元酸），白色沉淀H₂SnO₃，反应方程式为：Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O；
故答案为：Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O；
④用去锡粉5.95g，则n（Sn）=0.05mol，理论上产生的SnCl₄的物质的质量是m（SnCl₄）=0.05mol×261g/mol=13.05g所以反应后，若Ⅵ中锥形瓶里收集到12.0gSnCl₄，则SnCl₄的产率为$\frac{12.0g}{13.05g}$×100%=92.0%；
故答案为：92.0%．

点评 本题考查物质的制备，涉及电解池的原理仪器的识别、氯气的实验室制取方法、实验操作的目的、物质产率的计算等知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题给信息，结合物质的性质设计实验步骤，题目难度中等．