Question

13．錫及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的用途．已知：Sn的熔點(diǎn)為231℃；Sn²⁺易水解、易被氧化；SnCl₄極易水解、熔點(diǎn)為-33℃、沸點(diǎn)為114℃．請(qǐng)按要求回答下列相關(guān)問(wèn)題：
（1）用于微電子器件生產(chǎn)的錫粉純度測(cè)定：①取1.19g試樣溶于稀硫酸中（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），使Sn完全轉(zhuǎn)化為Sn²⁺；②加入過(guò)量的Fe₂（SO₄）₃；③用0.1000mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定（產(chǎn)物中Cr呈+3價(jià)），消耗20.00mL．步驟②中加入Fe₂（SO₄）₃的作用是將Sn²⁺全部氧化為Sn⁴⁺；此錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%．
（2）用于鍍錫工業(yè)的硫酸亞錫（SnSO₄）的制備路線如圖：

①步驟Ⅰ加入Sn粉的作用：防止Sn²⁺被氧化及調(diào)節(jié)溶液pH．
②步驟Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
③步驟Ⅲ生成SnO的離子方程式：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O．
④步驟Ⅳ中檢驗(yàn)SnO是否洗滌干凈的操作是取最后一次濾液少許于試管中，依次滴加足量硝酸、少量硝酸銀溶液，觀察到無(wú)白色沉淀，證明已洗凈．
⑤步驟Ⅴ操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫干燥．

Answer 1

分析 （1）Fe₂（SO₄）₃將Sn²⁺全部氧化為Sn⁴⁺，再用溶液K₂Cr₂O₇溶液滴定，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，整個(gè)過(guò)程關(guān)系式為：3Sn～3Sn²⁺～6Fe³⁺～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，據(jù)此計(jì)算；
（2）由于Sn²⁺易水解、易被氧化，加入鹽酸，抑制Sn²⁺水解，加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，還防止Sn²⁺被氧化，步驟Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，得SnCl₂溶液，向其中加碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)溶液pH，使Mn元素以SnO形式沉淀，再過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，制得SnSO₄晶體，濾液D中含有大量的NaCl等．
③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)，變質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成Sn（OH）₂與二氧化碳，Sn（OH）₂再脫水得到SnO；
④沉淀為SnO表面附著著Cl^-，要想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈，用硝酸、硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl^-；
⑤由流程圖可知，操作V是從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；

解答 解：（1）Fe₂（SO₄）₃將Sn²⁺全部氧化為Sn⁴⁺，再用溶液K₂Cr₂O₇溶液滴定，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，
設(shè)粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：
3Sn～3Sn²⁺～6Fe³⁺～6Fe²⁺～K₂Cr₂O₇
3×119g                     1mol
1.19g×x             0.100mol/L×0.02L
故3×119g：1.19g×x=1mol：0.100mol/L×0.02L
解得x=60%，
故答案為：將Sn²⁺全部氧化為Sn⁴⁺；60%；
（2）由于Sn²⁺易水解、易被氧化，加入鹽酸，抑制Sn²⁺水解，加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，還防止Sn²⁺被氧化，步驟Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，得SnCl₂溶液，向其中加碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)溶液pH，使Mn元素以SnO形式沉淀，再過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，制得SnSO₄晶體，濾液D中含有大量的NaCl等．
①由信息可知，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；
故答案為：防止Sn²⁺被氧化；
②步驟Ⅱ是過(guò)濾，用到的玻璃儀器除燒杯外，還有漏斗、玻璃棒，
故答案為：漏斗、玻璃棒；
③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)，變質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成Sn（OH）₂與二氧化碳，Sn（OH）₂再脫水得到SnO，反應(yīng)離子方程為：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O，
故答案為：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O；
④沉淀為SnO表面附著著Cl^-，要想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈，用硝酸、硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl^-，具體方案為：取最后一次濾液少許于試管中，依次滴加足量硝酸、少量硝酸銀溶液，觀察到無(wú)白色沉淀，說(shuō)明洗滌干凈
故答案為：取最后一次濾液少許于試管中，依次滴加足量硝酸、少量硝酸銀溶液，觀察到無(wú)白色沉淀；
⑤由流程圖可知，操作V是從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)制備方案、化學(xué)工藝流程、物質(zhì)含量測(cè)定等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．