Question

19．SnCl₄是一種重要的工業(yè)原料，常作媒染劑等．已知SnCl₄常溫下是無色液體，在潮濕空氣中易水解，熔點-36℃，沸點114℃．工業(yè)上制備SnCl₄的工藝流程如圖1：

請回答下列問題：
（1）粗錫電解精煉時，常用硅氟酸（化學(xué)式為H₂SiF₆）和硅氟酸亞錫（化學(xué)式為SnSiF₆）為電解液．已知H₂SiF₆為強(qiáng)酸，則用硅氟酸溶解氧化亞錫的離子方程式為2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O．硅氟酸有腐蝕性，能與SiO₂反應(yīng)．電解時可選取下列電解槽中的c．
a．玻璃電解槽             b．不銹鋼電解槽       c．塑料電解槽
陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Sn²⁺+2e^-=Sn．
（2）某同學(xué)模擬工業(yè)制法設(shè)計了由Sn與Cl₂反應(yīng)制取SnCl₄的實驗裝置如圖2：
①a中濃鹽酸與燒瓶內(nèi)固體反應(yīng)生成Cl₂，則燒瓶內(nèi)固體可以選用KMnO₄或KClO₃；儀器b的名稱為蒸餾燒瓶．
②裝置D的主要缺點是缺少溫度計；除此之外，整套裝置還有的缺點是E與F之間缺少干燥裝置．
③SnCl₄溶液中加入適量的NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀（二元酸），再加過量的NaOH溶液，白色沉淀溶解．試寫出反應(yīng)生成白色沉淀的離子方程式Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O．
④若實驗中取用錫粉5.95g，反應(yīng)后，E中廣口瓶里收集到12.0g SnCl₄．則SnCl₄的產(chǎn)率為92.0%．

Answer 1

分析 電解粗錫，陽極反應(yīng)為：Sn-2e^-=Sn²⁺，不活潑的金屬單質(zhì)形成陽極泥，陰極反應(yīng)為：Sn²⁺+2e^-=Sn，將陰極的Sn與氯氣反應(yīng)生成SnCl₄，
（1）H₂SiF₆為強(qiáng)酸，與氧化亞錫生成相應(yīng)的離子和水；硅氟酸能與二氧化硅反應(yīng)，硅氟酸有腐蝕性，故不能選用含二氧化硅的玻璃電解槽和含有金屬單質(zhì)的不銹鋼電解槽，可以選取塑料電解槽；電解池中陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）由裝置圖可知裝置A應(yīng)為制備氯氣裝置，無加熱裝置，可選用KMnO₄或KClO₃與濃鹽酸制備氯氣，裝置B為飽和食鹽水除去氯化氫氣體，裝置C為濃硫酸干燥氯氣，氯氣經(jīng)除雜，干燥后與錫在裝置D中反應(yīng)生成SnCl₄，經(jīng)冷卻后在裝置E中收集，裝置F吸收未反應(yīng)完的氯氣，因SnCl₄極易水解，應(yīng)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E中，以此解答該題．

解答 解：（1）H₂SiF₆為強(qiáng)酸，與氧化亞錫生成相應(yīng)的離子和水，離子方程式為：2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O；硅氟酸能與二氧化硅反應(yīng)，硅氟酸有腐蝕性，故不能選用含二氧化硅的玻璃電解槽和含有金屬單質(zhì)的不銹鋼電解槽，可以選取塑料電解槽，選c；電解池中陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：Sn²⁺+2e^-=Sn；
故答案為：2H⁺+SnO=Sn²⁺+H₂O；c；Sn²⁺+2e^-=Sn；
（2）①由裝置圖可知裝置A應(yīng)為制備氯氣裝置，無加熱裝置，可選用KMnO₄或KClO₃與濃鹽酸制備氯氣，根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器b為蒸餾燒瓶；
故答案為：KMnO₄或KClO₃；蒸餾燒瓶；
②反應(yīng)需控制在一定溫度范圍之內(nèi)，需要溫度計；因SnCl₄極易水解，應(yīng)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置中，故應(yīng)在E與F之間缺加一個干燥裝置；
故答案為：缺少溫度計；E與F之間缺少干燥裝置；
③SnCl₄溶液中加入適量的NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀（二元酸），白色沉淀H₂SnO₃，反應(yīng)方程式為：Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O；
故答案為：Sn⁴⁺+4OH^-=H₂SnO₃↓+H₂O；
④用去錫粉5.95g，則n（Sn）=0.05mol，理論上產(chǎn)生的SnCl₄的物質(zhì)的質(zhì)量是m（SnCl₄）=0.05mol×261g/mol=13.05g所以反應(yīng)后，若Ⅵ中錐形瓶里收集到12.0gSnCl₄，則SnCl₄的產(chǎn)率為$\frac{12.0g}{13.05g}$×100%=92.0%；
故答案為：92.0%．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，涉及電解池的原理儀器的識別、氯氣的實驗室制取方法、實驗操作的目的、物質(zhì)產(chǎn)率的計算等知識，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握題給信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實驗步驟，題目難度中等．