Question

3．四氯化錫（SnCl₄）是一種重要的化工產品．某化學實驗小組設計如下裝置制備SnCl₄．
已知：①金屬錫熔點231℃，化學活潑性與鐵相似；
②干燥的氯氣與熔融金屬錫反應生成SnCl₄，SnCl₄的沸點114℃；
③SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機溶劑，且Sn²⁺易被氧化．
（1）試管Ⅱ中的試劑是飽和食鹽水．
（2）Ⅵ處裝置最好選用C（填序號）．

（3）實驗結束后，欲回收利用裝置I中未反應完的MnO₂，需要的玻璃儀器有普通漏斗、玻璃棒、燒杯
（4）甲同學認為V中產品可能含有SnCl₂，請利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在SnCl₂，簡要說明實驗操作和現象：取適量溴的四氯化碳溶液向其中加入足量的產品振蕩，溶液顏色褪去
，則證明含有SnCl₂，否則不含．
已知：MnO₄的氧化性強于氯氣
供選擇的試劑：FeCl₂溶液、酸性KmnO₄溶液、稀鹽酸、Br₂的四氯化碳溶液
（5）實驗用錫粒中含有雜質Cu．乙同學設計下列實驗測定錫粒的純度．
第一步：稱取7.5g錫粒溶入足量稀鹽酸中；
第二步：加入過量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺；
第三步：用1mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，發生反應的表達式為（未配平）：
Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O
第二步中發生反應的離子方程式是2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，
若達到滴定終點時共消耗20mLK₂Cr₂O₇溶液，試計算錫粒中錫的百分含量95.2%．

Answer 1

分析 （1）分析裝置Ⅰ是制備氯氣的發生裝置，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要除雜，通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，進入裝置Ⅳ和錫反應生成SnCl₄、試管Ⅱ中的試劑是飽和食鹽水，
故答案為：飽和食鹽水；
（2）SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機溶劑，且Sn²⁺易被氧化，應避免空氣中成分進入裝置Ⅴ；
（3）回收利用裝置I中未反應完的MnO₂，二氧化錳難溶于水用過濾操作回收，結合過濾裝置選擇需要的儀器；
（4）甲同學認為V中產品可能含有SnCl₂，檢測產品中是否存在SnCl₂，可以利用其還原性設計實驗驗證；
（5）過量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，結合原子守恒和電荷守恒寫出離子方程式；根據n=cV計算反應中消耗的K₂Cr₂O₇的物質的量；根據方程式可得關系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，據此計算n（Sn），再根據m=nM計算m（Sn），利用質量分數定義計算試樣中Sn的百分含量．

解答 解：（1）分析裝置Ⅰ是制備氯氣的發生裝置，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要除雜，通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，進入裝置Ⅳ和錫反應生成SnCl₄，故答案為：飽和食鹽水；
（2）SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機溶劑，且Sn²⁺易被氧化，應避免空氣中成分進入裝置Ⅴ，
A裝置可以吸收剩余氣體，但不能保證水蒸氣進入裝置Ⅴ，B裝置不能吸收剩余氯氣，裝置C可以吸收水蒸氣和二氧化碳，能避免空氣中二氧化碳和水蒸氣進入裝置Ⅴ，故選C，
故答案為：C；
（3）回收利用裝置I中未反應完的MnO₂，二氧化錳難溶于水用過濾操作回收，結合過濾裝置選擇需要的儀器為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯；
（4）甲同學認為V中產品可能含有SnCl₂，檢測產品中是否存在SnCl₂，可以利用其還原性設計實驗驗證，取適量溴的四氯化碳溶液向其中加入足量的產品振蕩，溶液顏色褪去，則證明含有SnCl₂，否則不含，
故答案為：取適量溴的四氯化碳溶液向其中加入足量的產品振蕩，溶液顏色褪去；
（5）第二步：過量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，反應中消耗的K₂Cr₂O₇的物質的量為1.0mol/L×0.020L=0.02mol，
根據方程式可得關系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，
故n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.02mol=0.06mol，
Sn的質量為：0.06mol×119g/mol=7.14g，
試樣中Sn的百分含量為$\frac{7.14g}{7.5g}$×100%=95.2%，
故答案為：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺；95.2%．

點評 本題考查實驗探究和物質制備方法和過程分析，氧化還原反應滴定的計算，難度中等，注意利用關系式計算的計算．