Question

16．四氯化锡是无色液体，熔点-33°C，沸点114°C．氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl₄，SnCl₄极易水解，在潮湿的空气中发烟．同学甲通过如图装置制备少量SnCl₄（夹持装置略）．请回答下列问题：

（1）仪器B的名称是蒸馏烧瓶．
（2）装置Ⅱ中盛放的试剂是饱和食盐水，装置Ⅲ的作用是干燥Cl₂．
（3）关于该实验装置的下列说法正确的是A（填字母代号）．
A．仪器B中应加入少量碎瓷片
B．为了控制温度，仪器B中可以使用温度计，且用水浴加热效果更好
C．为了增强冷凝效果，装置Ⅴ可以用球形或蛇形冷凝管代替
D．装置Ⅴ中a为冷凝水的进水口
（4）仪器A中发生反应后，KMnO₄被还原为Mn²⁺，写出该反应的化学方程式2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
（5）同学乙认为装置Ⅶ的使用不合理，并推测若按同学甲的方案进行实验，装置Ⅵ中除生成SnCl₄外，还会生成其他含锡的化合物，其化学式为H₂SnO₃或SnO₂或Sn（OH）₄或H₄SnO₄．同学乙提出的改进意见是用一个盛有碱石灰（填试剂名称）的球形干燥管代替装置Ⅶ．
（6）按改进后的实验方案进行实验，若装置Ⅳ中用去锡粉11.90g，反应后，装置Ⅵ中锥形瓶里收集到23.49gSnCl₄，则SnCl₄的产率为90%．

Answer 1

分析 由装置图可知装置Ⅰ应为制备氯气装置，涉及化学方程式为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，装置Ⅱ为饱和食盐水，装置Ⅲ为浓硫酸，氯气经除杂，干燥后与锡在装置Ⅳ中反应生成SnCl₄，经冷却后在装置Ⅵ中收集，因SnCl₄极易水解，应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中，
（1）认识常见的化学实验仪器
（2）装置Ⅱ为饱和食盐水，装置Ⅲ为浓硫酸，氯气经除杂，干燥后与锡在Ⅳ中反应生成SnCl₄，因SnCl₄极易水解，Ⅶ可起到防止空气中的水蒸气进入Ⅵ中；
（3）A．为防止液体暴沸，应加碎瓷片，故A正确；
B．为了控制温度，仪器B中可以使用温度计，应用油浴加热，故B错误；
C．装置Ⅴ不可以用球形或蛇形冷凝管代替，因SnCl₄容易聚在管内不流下，故C错误；
D．装置Ⅴ中b为冷凝水的进水口，故D错误．
（4）装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO₄发生反应产生氯气；
（5）若没有III，则SnCl₄会水解产生Sn（OH）₄等物质；
（6）Sn+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnCl₄，11.9gSn即0.1mol完全反应可生成SnCl₄26.1g，故产率为23.49/26.1×100%=90%

解答 解：由装置图可知装置Ⅰ应为制备氯气装置，涉及离子反应为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，装置Ⅱ为饱和食盐水，装置Ⅲ为浓硫酸，氯气经除杂，干燥后与锡在装置Ⅳ中反应生成SnCl₄，经冷却后在装置Ⅵ中收集，因SnCl₄极易水解，应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中．
（1）仪器C的名称为蒸馏烧瓶，故答案为：蒸馏烧瓶；
（2）由于盐酸有挥发性，所以在制取的氯气中含有杂质HCl，在与金属锡反应前要除去，因此装置Ⅱ中的最佳试剂为除去HCl同时还可以减少氯气消耗的饱和食盐水；SnCl₄极易水解，在潮湿的空气中发烟．为了防止盐水解，所以要防止起水解．装置Ⅶ的作用为防止空气中的水蒸气进入Ⅵ中使SnCl₄水解，
故答案为：饱和氯化钠溶液；干燥Cl₂；
（3）A．为防止液体暴沸，应加碎瓷片，故A正确；
B．为了控制温度，仪器B中可以使用温度计，应用油浴加热，故B错误；
C．装置Ⅴ不可以用球形或蛇形冷凝管代替，因SnCl₄容易聚在管内不流下，故C错误；
D．装置Ⅴ中b为冷凝水的进水口，故D错误．
故选A；
（4）装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO₄发生反应产生氯气．发生化学方程式为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（5）如果没有装置Ⅲ，则在氯气中含有水蒸汽，所以在Ⅳ中除生成SnCl₄外，还会生成SnCl₄水解产生的含锡的化合物H₂SnO₃或SnO₂或Sn（OH）₄或H₄SnO₄，应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中，用一个盛有碱石灰的球形干燥管代替装置Ⅶ，
故答案为：H₂SnO₃或SnO₂或Sn（OH）₄或H₄SnO₄；碱石灰；
（6）若Ⅳ中用去锡粉11.9g，则n（Sn）=0.1mol，理论上产生的SnCl₄的物质的质量是m（SnCl₄）=0.1mol×261g/mol=26.1g所以反应后，若Ⅵ中锥形瓶里收集到23.49gSnCl₄，则SnCl₄的产率为$\frac{23.49}{26.1}$×100%=90%，故答案为：90%．

点评 本题考查物质的制备，涉及仪器的识别、氯气的实验室制取方法、实验操作的目的、盐的水解、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．