Question

7．硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的硫酸鹽，主要用于電鍍工業的鍍錫、鋁合金表面的氧化著色、印染工業的媒染劑、雙氧水去除劑等．某研究小組設計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）．
Ⅲ．Sn（OH）₂的性質與Al（OH）₃性質相似．請回答下列問題：
（1）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進行溶解，這樣操作的原因是加入鹽酸，使水解平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解．
（2）反應Ⅰ得到沉淀是SnO，得到該沉淀的離子方程式是Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑．
（3）濾液Ⅰ溶質的成分是NaCl、Na₂CO₃．
（4）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，發生反應的離子方程式是Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺=Sn⁴⁺+2H₂O．
（5）稱取SnSO₄•x H₂O晶體50.2g，在隔絕空氣的情況下小火加熱至結晶水全部失去，冷卻稱量固體質量為43g，列式計算該晶體的化學式為SnSO₄•2H₂O．

Answer 1

分析 SnCl₂粉末加濃鹽酸進行溶解得到酸性溶液，此時溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發生反應，使溶液酸性減弱，調節了溶液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⁺，過濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過濾洗滌得純凈的SnO，反應I濾液的溶質為氯化鈉和碳酸鈉，SnO中加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，制得SnSO₄晶體，
（1）SnCl₂在水中發生水解反應，加入HCl，可使水解平衡向逆反應方向移動，抑制Sn²⁺水解；
（2）反應Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，根據電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式；
（3）反應I濾液的溶質為氯化鈉和碳酸鈉，可以通過蒸發結晶的方法獲得溶質；
（4）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，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產物應該是：Sn⁴⁺和H₂O；
（5）根據反應SnSO₄•x H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnSO₄+x H₂O，由晶體及生成固體的質量列比例式可求得x的值．

解答 解：SnCl₂粉末加濃鹽酸進行溶解得到酸性溶液，此時溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發生反應，使溶液酸性減弱，調節了溶液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⁺，過濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過濾洗滌得純凈的SnO，反應I濾液的溶質為氯化鈉和碳酸鈉，SnO中加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，制得SnSO₄晶體，
（1）SnCl₂在水中發生水解反應：SnCl₂+H₂O═Sn（OH）Cl+HCl（可逆反應，應該用可逆號），生成難溶物Sn（OH）Cl，溶液含有雜質，若加入HCl，可使平衡向逆反應方向移動，抑制Sn²⁺水解；
故答案為：加入鹽酸，使水解平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解；
（2）反應Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，反應離子方程式為Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，
故答案為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；
（3）反應I濾液的溶質為氯化鈉和碳酸鈉，可以通過蒸發結晶的方法獲得溶質為NaCl、Na₂CO₃，
故答案為：NaCl、Na₂CO₃；
（4）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，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產物應該是：Sn⁴⁺和H₂O，方程式為Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺=Sn⁴⁺+2H₂O，
故答案為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺=Sn⁴⁺+2H₂O；
（5）根據反應SnSO₄•x H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnSO₄+x H₂O，
             215+18x        215
            50.2g           43g
則：$\frac{215+18x}{50.2}$=$\frac{215}{43}$，x=2，所以該晶體的化學式為：SnSO₄•2H₂O，
故答案為：SnSO₄•2H₂O．

點評 本題考查了物質分離的方法和實驗操作方法、滴定實驗的計算判斷和計算應用，題目難度中等，明確實驗目的及實驗原理為解答關鍵，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．