Question

12．硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的硫酸鹽，廣泛應用于鍍錫工業．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易水解生成堿式氯化亞錫，Sn相對原子質量為119
回答下列問題：
（1）錫原子的核電荷數為50，與碳元素屬于同一主族，錫元素在周期表中的位置是五周期ⅣA族．
（2）操作Ⅰ是加熱濃縮、冷卻結晶  過濾洗滌．
（3）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進行溶解，請用平衡移動原理解釋原因SnCl₂水解反應為SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解．
（4）加入Sn粉的作用有兩個：①調節溶液pH  ②防止Sn²⁺被氧化．
（5）反應Ⅰ得到沉淀是SnO，得到該沉淀的離子反應方程式是Sn²⁺+CO₃^2-=SnO↓+CO₂↑．
（6）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．
（7）該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度（雜質不參與反應）：
①將試樣溶于鹽酸中，發生的反應為：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；
②加入過量的FeCl₃；
③用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發生的反應為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O
取1.226g 錫粉，經上述各步反應后，共用去0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml．
錫粉中錫的純度是93.2%．

Answer 1

分析 （1）錫原子的核電荷數為50，與碳元素屬于同一主族，處于ⅣA族，根據原子序數減各周期容納元素種數確定所在的周期；
（2）由流程圖可知，操作Ⅰ是從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發、濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌得到；
（3）由信息可知，SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，加入鹽酸，抑制Sn²⁺水解；
（4）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調節溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
（5）反應Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合價為變化，屬于非氧化還原反應，同時生成氣體，該氣體為二氧化碳；
（6）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水；
（7）根據電子轉移守恒與方程式可得關系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇，據此計算．

解答 解：（1）錫元素與碳元素屬于同一主族，處于ⅣA族，原子核電荷數為50，則：50-2-8-8-18=14，故Sn處于第五周期，則在周期表中的位置為：第五周期第ⅣA族，
故答案為：第五周期第ⅣA族；
（2）由流程圖可知，操作Ⅰ是從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌得到，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（3）由信息可知，SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，存在平衡Sn Cl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解，
故答案為：SnCl₂水解反應為SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解；
（4）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調節溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
故答案為：防止Sn²⁺被氧化；
（5）反應Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合價為變化，屬于非氧化還原反應，同時生成氣體，該氣體為二氧化碳，離子方程式為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，
故答案為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；
（6）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水，離子方程式為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O，
故答案為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O；
（7）令錫粉中錫的質量分數為x，則：
     Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇計算．
   119g                     $\frac{1}{3}$mol       
  1.226g×x            0.100mol/L×0.032L
故：$\frac{19g}{1.226xg}$=$\frac{\frac{1}{3}mol}{0.100mol/L×0.032L}$，
解得：x=93.2%，
故答案為：93.2%．

點評 本題SnSO₄制備的之比為載體，考查學生對工藝流程的理解、物質的分離提純、閱讀題目獲取信息的能力、常用化學用語書寫、滴定應用及利用關系式進行的計算等，難度中等，對學生的基礎知識及邏輯推理有較高的要求．