Question

硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的硫酸鹽，主要用于電鍍工業(yè)的鍍錫、鋁合金表面的氧化著色、印染工業(yè)的媒染劑、雙氧水去除劑等．某研究小組設(shè)計(jì)SnSO₄制備路線如下：

查閱資料：Ⅰ．酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化．Ⅱ．SnCl₂易水解生成難溶物Sn（OH）Cl（堿式氯化亞錫）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進(jìn)行溶解，請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋原因

 

．
（2）加入Sn粉的作用有兩個(gè)：①調(diào)節(jié)溶液pH②

 

．
（3）反應(yīng)Ⅰ生成的氣體為CO₂，得到的沉淀是SnO．該沉淀經(jīng)過(guò)濾后需漂洗，如何證明沉淀已經(jīng)洗滌完全？

 

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（4）多步操作包含的具體實(shí)驗(yàn)步驟的名稱可以是：

 

．
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

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（6）該小組通過(guò)下列方法測(cè)所用錫粉樣品的純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）：①將試樣溶于鹽酸中，發(fā)生的反應(yīng)為：Sn+2HCl→SnCl₂+H₂↑②加入過(guò)量的FeCl₃③用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl→6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O取1.226g 錫粉樣品，經(jīng)上述各步反應(yīng)后，共用去0.1000mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.00mL．則該錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：SnCl₂粉末加濃鹽酸進(jìn)行溶解得到酸性溶液，此時(shí)溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH值，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺，過(guò)濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，制得SnSO₄晶體；
（1）SnCl₂在水中發(fā)生水解反應(yīng)，加入HCl，可使水解平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解；
（2）由于在酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺；
（3）過(guò)濾后，對(duì)濾渣的洗滌原理；
（4）由溶液得到晶體的方法、步驟為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌；
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，即SnSO₄在酸性條件下和雙氧水反應(yīng)，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產(chǎn)物應(yīng)該是：Sn⁴⁺和H₂O，方程式為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺→Sn⁴⁺+2H₂O；
（6）①②③發(fā)生的反應(yīng)分別為Sn+2HCl→SnCl₂+H₂↑①，SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂②，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl→6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O6Sn～K₂Cr₂O₇③由方程式①②③得知K₂Cr₂O₇～6FeCl₂～3SnCl₂～3Sn，
n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.1000mol/L×0.032L=0.0096mol，m（Sn）=n（Sn）×M（Sn）=0.0096mol×119g/mol=1.1424g
錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m(Sn)

m(樣品)

×100%=

1.1424g

1.226g

×100%=93.18%．

解答： 解：SnCl₂粉末加濃鹽酸進(jìn)行溶解得到酸性溶液，此時(shí)溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH值，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺，過(guò)濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，制得SnSO₄晶體；
（1）SnCl₂在水中發(fā)生水解反應(yīng)：SnCl₂+H₂O═Sn（OH）Cl+HCl（可逆反應(yīng)，應(yīng)該用可逆號(hào)），生成難溶物Sn（OH）Cl，溶液含有雜質(zhì)，若加入HCl，可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解；
故答案為：加入鹽酸，使水解平衡向左移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解；
（2）由于在酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺；
故答案為：防止Sn²⁺被氧化；
（3）反應(yīng)Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，該沉淀經(jīng)過(guò)濾后，表面附著著Cl^-，要想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈，只要檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl^-，若沒(méi)有，則證明已經(jīng)洗滌干凈，否則沒(méi)有洗滌干凈，用AgNO₃溶液檢驗(yàn)Cl^-，方法：取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀，則說(shuō)明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀，則說(shuō)明已洗滌干凈；
（4）反應(yīng)Ⅱ已經(jīng)得到SnSO₄溶液，由溶液得到晶體的方法、步驟為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌；
（5）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，即SnSO₄在酸性條件下和雙氧水反應(yīng)，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產(chǎn)物應(yīng)該是：Sn⁴⁺和H₂O，方程式為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺=Sn⁴⁺+2H₂O，
故答案為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺=Sn⁴⁺+2H₂O；
（6）①②③發(fā)生的反應(yīng)分別為Sn+2HCl→SnCl₂+H₂↑①，SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂②，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl→6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O6Sn～K₂Cr₂O₇③由方程式①②③得知K₂Cr₂O₇～6FeCl₂～3SnCl₂～3Sn，
n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.1000mol/L×0.032L=0.0096mol，m（Sn）=n（Sn）×M（Sn）=0.0096mol×119g/mol=1.1424g，
錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m(Sn)

m(樣品)

×100%=

1.1424g

1.226g

×100%=93.18%，
故答案為：93.18%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查物質(zhì)的分離提純、對(duì)新信息的理解應(yīng)用、測(cè)量物質(zhì)的含量，用到多步反應(yīng)得出物質(zhì)量的關(guān)系．