Question

14．四氯化锡常用于染色的媒染剂等，工业上常用氯气与金属锡反应制备四氯化锡．已知SnCl₄为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解，在潮湿的空气中发烟．实验室可用下列装置合成四氯化锡（夹持装置略）．

（1）装置D的名称为蒸馏烧瓶；
（2）装置A中固体B为黑色粉末，写出烧瓶中发生反应的化学反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）假设没有装置C，在D中除生成SnCl₄外，可能得到的副产物为SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（4）装置H中盛放足量的FeBr₂溶液可吸收尾气，其反应的离子反应方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）该实验装置存在设计缺陷，你的改进措施为在装置G、H之间连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管）．
（6）若装置A中标准状况下生成6.72L气体，假设不计气体损耗且Sn足量，反应完毕后在G中锥形瓶里收集到37.20g SnCl₄，则SnCl₄的产率为95.0%（已知SnCl₄相对分子质量为261）．

Answer 1

分析 工业上常用氯气与金属锡反应制备四氯化锡，D装置烧瓶中含有Sn，则A目的是制取氯气，常用MnO₂和浓盐酸在加热条件下制取，发生的反应为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；浓盐酸具有挥发性，加热促进挥发，水在加热条件下易变成水蒸气，所以生成的氯气中含有HCl、H₂O；SnCl₄为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解，在潮湿的空气中发，为防止D中生成的SnCl₄水解和Sn与HCl反应，则B、C要除去HCl、Cl₂，用饱和的食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥Cl₂；G中收集的物质是SnCl₄，氯气具有强氧化性，溴化亚铁具有还原性，能吸收氯气；
（1）装置D的名称为蒸馏烧瓶；
（2）装置A中固体B为黑色粉末，为二氧化锰，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水；
（3）假设没有装置C，在D中除生成SnCl₄外，SnCl₄发生水解；
（4）氯气和溴化亚铁发生氧化还原反应，亚铁离子显被氧化生成铁离子；
（5）SnCl₄发生水解，为防止水解，要防止H中的水蒸气进入G装置；
（6）若装置A中标准状况下生成6.72L气体，该气体是氯气，n（Cl₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根据关系式得n（SnCl₄）=$\frac{1}{2}$n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×0.3mol=0.15mol，理论上m（SnCl₄）=0.15mol×261g/mol=39.15g，实际上得到37.20g SnCl₄，则SnCl₄的产率=$\frac{实际质量}{理论质量}×100%$．

解答 解：工业上常用氯气与金属锡反应制备四氯化锡，D装置烧瓶中含有Sn，则A目的是制取氯气，常用MnO₂和浓盐酸在加热条件下制取，发生的反应为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；浓盐酸具有挥发性，加热促进挥发，水在加热条件下易变成水蒸气，所以生成的氯气中含有HCl、H₂O；SnCl₄为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解，在潮湿的空气中发，为防止D中生成的SnCl₄水解和Sn与HCl反应，则B、C要除去HCl、Cl₂，用饱和的食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥Cl₂；G中收集的物质是SnCl₄，氯气具有强氧化性，溴化亚铁具有还原性，能吸收氯气；
（1）装置D的名称为蒸馏烧瓶，故答案为：蒸馏烧瓶；
（2）装置A中固体B为黑色粉末，为二氧化锰，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）假设没有装置C，在D中除生成SnCl₄外，SnCl₄发生水解，所以可能得到的副产物有SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可），
故答案为：SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（4）氯气和溴化亚铁发生氧化还原反应，亚铁离子显被氧化生成铁离子，离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）SnCl₄发生水解，为防止水解，要防止H中的水蒸气进入G装置，所以改进措施为在装置G、H之间连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管），
故答案为：在装置G、H之间连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管）；
（6）若装置A中标准状况下生成6.72L气体，该气体是氯气，n（Cl₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根据关系式得n（SnCl₄）=$\frac{1}{2}$n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×0.3mol=0.15mol，理论上m（SnCl₄）=0.15mol×261g/mol=39.15g，实际上得到37.20g SnCl₄，则SnCl₄的产率=$\frac{实际质量}{理论质量}×100%$=$\frac{37.20g}{39.15g}×100%$=95.0%，
故答案为：95.0%．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及盐类水解、气体制备和性质、氧化还原反应、化学方程式的计算等知识点，明确实验原理、物质性质、实验基本操作等是解本题关键，知道各个装置作用及可能发生的反应，题目难度中等．