Question

硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的硫酸鹽，廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè)．某研究小組設(shè)計(jì)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．
Ⅱ．Sn²⁺的性質(zhì)與Fe²⁺的性質(zhì)相似．
回答下列問(wèn)題：
（1）錫元素在周期表中的位置是

 

．
（2）用SnCl₂固體配制SnCl₂溶液的方法是

 

．
（3）反應(yīng)I得到沉淀是SnO，該反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（4）洗滌SnO沉淀的方法是

 

．
（5）操作I是

 

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

 

．
（7）該小組通過(guò)下列方法測(cè)定所用SnCl₂固體的純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）：
①取6.00g SnCl₂固體配制成100mL 溶液．
②取25.00mL溶液，向溶液中加入過(guò)量的FeCl₃固體；
③再用0.10mol/L的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，達(dá)終點(diǎn)時(shí)記錄消耗K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積．
④重復(fù)進(jìn)行②、③兩步操作，測(cè)定消耗K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.00mL．
試計(jì)算SnCl₂固體的純度（寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：SnCl₂溶解得到溶液加入碳酸鈉沉淀錫離子，過(guò)濾得到沉淀洗滌后加入硫酸溶解得到硫酸錫溶液，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到硫酸錫晶體；
（1）錫原子的核電荷數(shù)為50，與碳元素屬于同一主族，處于ⅣA族，根據(jù)原子序數(shù)減各周期容納元素種數(shù)確定所在的周期；
（2）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，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調(diào)節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；
（3）反應(yīng)Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合價(jià)為變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，同時(shí)生成氣體，該氣體為二氧化碳；
（4）洗滌沉淀在過(guò)濾裝置中進(jìn)行；  
（5）操作Ⅰ是溶液中得到晶體的實(shí)驗(yàn)操作，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌；
（6）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強(qiáng)氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水；
（7）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒與方程式可得關(guān)系式Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇，據(jù)此計(jì)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(shù)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）由信息可知，SnCl₂水解，發(fā)生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動(dòng)，抑制Sn²⁺水解，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調(diào)節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化，用SnCl₂固體配制SnCl₂溶液的方法是：將SnCl₂固體溶于濃鹽酸，加水稀釋至所需濃度，再加入適量Sn粉；
故答案為：將SnCl₂固體溶于濃鹽酸，加水稀釋至所需濃度，再加入適量Sn粉；
（3）反應(yīng)Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合價(jià)為變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，同時(shí)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↑；
（4）洗滌SnO沉淀的方法是利用過(guò)濾裝置進(jìn)行洗滌，向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水完全流出后重復(fù)操作2-3次，故答案為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水完全流出后重復(fù)操作2-3次；
（5）操作Ⅰ是溶液中得到晶體的實(shí)驗(yàn)操作，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌；
（6）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強(qiáng)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）由實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe³⁺+Sn²⁺=Sn4⁺+2Fe²⁺，6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，則：
     Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇計(jì)算
     1                  

1

3

     n                   0.0250L×0.100mol/L
   解得n=0.0075mol，
100ml溶液中含有SnCl₂ 物質(zhì)的量=0.0075mol×

100

25

=0.03mol；
SnCl₂固體的純度=

190g/mol×0.03mol

6.0g

×100%=95.00%；
答：SnCl₂固體的純度為95.00%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離的方法和實(shí)驗(yàn)操作，水解分析應(yīng)用，滴定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算判斷和計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．