Question

17．四氯化锡（SnCl₄）是合成有机锡化合物的原料，其熔点为-33℃，沸点为114℃，在潮湿的空气中强烈水解产生有刺激性的白色烟雾，产物之一为SnO₂．实验室制备四氯化锡的操作是：将金属锡熔融，然后泼入冷水，制成锡花，将干燥的锡花加入反应器中；再向反应器中缓慢地通入干燥的氯气．
Ⅰ．图1示实验室制备干燥氯气的实验装置（夹持装置己略）
（1）该装置制备氯气选用的药品为漂粉精固体[主要成分Ca（ClO）₂]和浓盐酸，A中发生反应的化学方程式为Ca（ClO）₂+4HCl（浓）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置B中的饱和食盐水能够除去Cl₂中的HCl，此外还有安全瓶防止倒吸作用．
（3）试剂X可能为AD（填写字母）．
A．无水氯化钙   B．浓硫酸   C．碱石灰   D．五氧化二磷
（4）四氯化锡在潮湿空气中水解的化学方程式SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl．
（5）用锡花代替锡粒的目的是增大与氯气的接触面积，加快反应速率．
II．图2是蒸馏SnCl₄的装置
（6）该装置尚有两处不当之处，它们分别是温度计水银球位置不对、；Ⅱ和Ⅲ之间缺少干燥装置．
（7）实验用的锡花中含有金属铜．甲同学设计下列实验测定锡花的纯度．
第一步：称取7.500g锡花溶于足量稀硫酸中，充分反应后过滤；
第二步：向滤液中加入过量Fe₂（SO₄）₃，将生成的Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺；
第三步：用1.000mol/LK₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，发生反应的方程式为（未配平）：Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O
若达到滴定终点时共消耗20.00mlK₂Cr₂O₇溶液，试计算锡花中锡的百分含量95.2%（结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 仪器a为分液漏斗；Ca（ClO）₂和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水；制备的氯气中含有HCl，饱和食盐水除去Cl₂中的HCl；若D中发生堵塞，装置内气压增大，c中食盐水会被压入长颈漏斗中；四氯化锡极易水解，通入的氯气应干燥，U形管中试剂X干燥氯气，不能为碱性干燥剂，可以吸收氯气，不能为液体干燥剂，否则气体不能通过，
Ⅰ．（1）该装置制备氯气选用的药品为漂粉精固体[主要成分Ca（ClO）₂]和浓盐酸，Ca（ClO）₂和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水；
（2）制备的氯气中含有HCl，饱和食盐水除去Cl₂中的HCl；若C中发生堵塞，装置内气压增大，B中食盐水会被压入长颈漏斗中；
（3）四氯化锡极易水解，通入的氯气应干燥，U形管中试剂X干燥氯气，不能为碱性干燥剂，可以吸收氯气，不能为液体干燥剂，否则气体不能通过；
（4）四氯化锡遇水强烈水解，根据水解原理可知，应生成Sn（OH）₄、HCl，产物之一是固态二氧化锡，说明Sn（OH）₄分解生成SnO₂与H₂O，故水解生成SnO₂、HCl；
（5）增大与氯气的接触面积，加快反应速率；
Ⅱ．蒸馏装置应通过温度计控制温度；四氧化锡（SnCl₄）在潮湿的空气中易水解，必须防止水的进入，该装置汇总有两处不合理之处，它们分别是缺少温度计；Ⅱ和Ⅲ之间缺少干燥装置；收集的SnCl₄中混有氯气，氯气有毒，可通过氢氧化钠溶液吸收；
（6）温度计水银球位置不对；四氯化锡遇水强烈水解，而装置Ⅲ中的水蒸气易进入Ⅱ中，使其发生水解；
（7）过量FeCl₃，将Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被还原为亚铁离子，结合原子守恒和电荷守恒写出离子方程式；根据n=cV计算反应中消耗的K₂Cr₂O₇的物质的量；根据方程式可得关系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，据此计算n（Sn），再根据m=nM计算m（Sn），利用质量分数定义计算试样中Sn的百分含量．

解答 解：Ⅰ．（1）A中Ca（ClO）₂和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应方程式为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）制备的氯气中含有HCl，饱和食盐水除去Cl₂中的HCl；若C中发生堵塞，装置内气压增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱，防止倒吸起到安全瓶的作用，
故答案为：安全瓶防止倒吸；
（3）四氯化锡极易水解，通入的氯气应干燥，U形管中试剂X干燥氯气，不能为碱性干燥剂，可以吸收氯气，不能为液体干燥剂，否则气体不能通过，可以选择氯化钙、五氧化二磷，
故答案为：AD；
（4）四氯化锡遇水强烈水解，根据水解原理可知，应生成Sn（OH）₄、HCl，产物之一是固态二氧化锡，说明Sn（OH）₄分解生成SnO₂与H₂O，故水解生成SnO₂、HCl，反应方程式为：SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl，
故答案为：SnCl₄+2H₂O=SnO₂+4HCl；
（5）用锡花代替锡粒的目的是：增大与氯气的接触面积，加快反应速率，
故答案为：增大与氯气的接触面积，加快反应速率；
Ⅱ．（6）温度计水银球位置不对，应再蒸馏烧瓶支管口处；四氯化锡遇水强烈水解，而装置Ⅲ中的水蒸气易进入Ⅱ中，使其发生水解，二者之间缺少干燥装置；
故答案为：温度计水银球位置不对；Ⅱ和Ⅲ之间缺少干燥装置；
（7）第二步：过量FeCl₃，将Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被还原为亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，反应中消耗的K₂Cr₂O₇的物质的量为1.0mol/L×0.020L=0.02mol，
根据方程式可得关系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，
故n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.02mol=0.06mol，
Sn的质量为：0.06mol×119g/mol=7.14g，
试样中Sn的百分含量为$\frac{7.14\\;g}{7.5g}$×100%=95.2%，
故答案为：95.2%；

点评 本题考查实验探究和物质制备方法和过程分析，氧化还原反应滴定的计算，题目难度中等，注意利用关系式计算的计算．