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）．請回答下列問題：
（1）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進行溶解，請用平衡移動原理解釋原因

 

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（2）加入Sn粉的作用有兩個：①調節(jié)溶液pH②

 

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（3）反應Ⅰ生成的氣體為CO₂，得到的沉淀是SnO．該沉淀經(jīng)過濾后需漂洗，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驗步驟的名稱可以是：

 

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

 

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

 

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Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗設計題

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(fā)生反應，使溶液酸性減弱，調節(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，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(fā)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）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，使溶液酸性減弱，調節(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）過濾后，對濾渣的洗滌原理；
（4）由溶液得到晶體的方法、步驟為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、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，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產(chǎn)物應該是：Sn⁴⁺和H₂O，方程式為：Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺→Sn⁴⁺+2H₂O；
（6）①②③發(fā)生的反應分別為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
錫粉樣品中錫的質量分數(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(fā)生反應，使溶液酸性減弱，調節(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，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(fā)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）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，使溶液酸性減弱，調節(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Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，該沉淀經(jīng)過濾后，表面附著著Cl^-，要想檢驗濾渣是否洗滌干凈，只要檢驗最后一次洗滌液中是否含有Cl^-，若沒有，則證明已經(jīng)洗滌干凈，否則沒有洗滌干凈，用AgNO₃溶液檢驗Cl^-，方法：取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無沉淀，則說明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無沉淀，則說明已洗滌干凈；
（4）反應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、冷卻結晶、過濾、洗滌，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、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，Sn²⁺有還原性，雙氧水有氧化性，產(chǎn)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；
（6）①②③發(fā)生的反應分別為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，
錫粉樣品中錫的質量分數(shù)=

m(Sn)

m(樣品)

×100%=

1.1424g

1.226g

×100%=93.18%，
故答案為：93.18%．

點評：本題主要考查物質的分離提純、對新信息的理解應用、測量物質的含量，用到多步反應得出物質量的關系．