题目内容

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．SnC12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，SnSO4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/LK2Cr2O7滴定生成的Fe2+（已知酸性环境下，Cr2O72-可被还原为Cr3+），共用去K2Cr2O7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）


（1）加热浓缩、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）SnCl2 + H2OSn(OH)Cl + HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解
（3）防止Sn2+被氧化
（4）Sn2+ + H2O2 +2H+ = Sn4+ + 2H2O
（5）3bmM /1000a

解析试题分析：（1）由于SnSO4的溶解度搜温度的影响变化较大，会随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。所以从SnSO4溶液中获得SnSO4晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶。洗涤沉淀的方法是将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次。（2） SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，是因为SnCl2是强酸弱碱盐，在水中容易发生水解反应SnCl2 + H2OSn(OH)Cl + HCl。若用HCl来溶解，由于增大了生成物的浓度，可以使水解平衡向逆反应方向移动，来减少SnCl2的水解反应的发生。（3） 由于在酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。所以加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH;②防止Sn2+被氧化。（5）有关反应的方程式为Sn+2HCl=SnCl2+H2↑；SnCl2+2FeC13=SnCl4+2FeC12； 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。由方程式得关系式为3Sn——6 FeC12——K2Cr2O7。n(Cr2O72-)=mb×10-3mol.所以n(Sn)=3mb×10-3mol.所以锡粉中锡的质量分数是(3mb×10-3mol×Mg/mol)÷ag="3bmM" /1000a.
考点：考查分离混合物与洗涤沉淀的方法、盐的水解平衡移动、方程式的书写、关系式法在计算物质纯度的计算的应用的知识。

练习册系列答案
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碱式氯化铝[ Al2(OH)nCl6-n ] 是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料（主要含Al、Al2O3、SiO2及铁的氧化物）经过精制加工而成，此产品活性较高，对工业污水具有较好的净化效果。其制备流程如下：

（1）原料需要粉碎，其目的是                    ；滤渣I的主要成分是                   ；
（2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加入                         试剂进行检验（填化学式）；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为                     ；
（3）步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二是             ；已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间，则区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是    ；若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低，该反应的离子方程式为          ；
（4）某温度下若0.1 mol AlCl3溶于蒸馏水，当有2.5%水解生成Al(OH)3溶液时，吸收热量Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为                                            。

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：________、________。
（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的是_________。
（3）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_______，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______。
（4）某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后，画了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称是____________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是__________。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件？___________。
④C中液体颜色为________________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是________________。

海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

(1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。__________________________
(2)实验室将粗盐制成精盐的过程中，溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：
①溶解：________________。
②过滤：__________________________。
③蒸发：________________。

随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是                 。
（2）甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有                 。
（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。
方法2：TiCl4水解生成TiO2·XH2O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化学方程式为                 。
②检验TiO2·XH2O中Cl-是否被除净的方法是                 。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
 
反应②的化学方程式是                 ，该反应成功需要的其他条件及原因是                 。

银氨溶液放久后会产生叠氮化银（AgN3）而引起爆炸，直接排放会污染环境，且造成银资源的浪费。某研究小组设计了从银镜反应后的废液中（含过量的银氨溶液，假设不含单质银）回收银的如下两种实验流程：
（已知：[Ag（NH3）2]＋在溶液中存在平衡：[Ag（NH3）2]＋??Ag＋＋2NH3）

（1）写出甲方案第①步废液与稀HNO3反应的离子方程式                                                                       。
（2）甲方案第②步加入的铁粉要过量的目的是                                                                                                                                               。
甲方案流程可能产生的大气污染物是                                                                       。
（3）乙方案若最终得到银粉的质量偏大，排除未洗涤干净的因素，可能的原因是                                                                       。
（4）实验室配制银氨溶液的操作过程是                                                                                                                                                                                                                       。
（5）已知乙方案第③步反应有H2S气体产生，若最终得到银粉21.6 g，不考虑其他损失，理论上该步需要加入铁粉       g。

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率；②________。
(2)“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42—，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入稀盐酸、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应的化学方程式如下：
2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－=2Fe2＋＋SnCl62—
Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2=SnCl62—＋Hg2Cl2↓
6Fe2＋＋Cr2O72—＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量________(填“偏高”、“偏低”或“不变”，下同)；
②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量________。
(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe3＋。产生Fe3＋的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
 
实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。
请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________________________________；
b．沉淀：__________________________________________________________；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨。

用石灰乳、石灰氮(CaCN2)和炼厂气(含H2S)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CS(NH2)2(硫脲)，其部分工艺流程如下：

(1)高温下，H2S存在下列反应：2H2S(g)??2H2(g)＋S2(g)，其平衡常数表达式为K＝________________。
(2)用石灰乳吸收H2S制取Ca(HS)2需要在低温下进行，其原因是_____________________________________________________；
过滤得到的滤渣可再利用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)合成硫脲需长时间搅拌，并在较高温度(80～85 ℃)下进行，其目的是_______________________________________。
Ca(HS)2与CaCN2在水溶液中合成硫脲的化学方程式为________________________________。
(4)化合物X与硫脲互为同分异构体，X加入FeCl3溶液中，溶液显红色，X的化学式为________________。

纳米材料二氧化钛（TiO2）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备方法是：
Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分是TiO2，主要杂质是SiO2）与碳粉混合放入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
Ⅱ.将SiCI4分离，得到纯净的TiCl4。
Ⅲ.在TiCl4中加水、加热，水解得到沉淀TiO2·xH2O。
Ⅳ.TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。

①根据资料卡片中信息判断，TiCl4与SiCl4在常温下的状态是      ，分离二者所采用的操作名称是      。
②Ⅲ中反应的化学方程式是             。
③如Ⅳ在实验室中完成，应将TiO2·xH2O放在      （填字母）中加热。

（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2，TiO2受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H2O2。H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，其主要是利用了H2O2的              （填“氧化性”或“还原性”）。
（3）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理。（夹持装置已略去）

①如缓慢通入22.4 L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重11 g，则CO的转化率为        。
②当CO气体全部通入后，还要按图示通一段时间空气，其目的是        。

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