Question

3．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(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，Sn²⁺易被氧化．
Ⅱ．SnCl₂易水解生成難溶物Sn（OH）Cl（堿式氯化亞錫）．
Ⅲ．Sn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃性質(zhì)相似．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）錫原子的核電荷數(shù)為50，錫元素在周期表中的位置是第五周期第ⅣA族．
（2）將濾液I中的溶質(zhì)提取出來(lái)的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌．
（3）加入Sn粉的作用有兩個(gè)：①調(diào)節(jié)溶液pH；  ②防止Sn²⁺被氧化．
（4）反應(yīng)Ⅰ得到沉淀是SnO，得到該沉淀的離子方程式是Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑．
（5）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Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O．
（6）寫(xiě)出Sn（OH）₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Sn（OH）₂+2NaOH=Na₂SnO₂+2H₂O．
（7）該小組通過(guò)下列方法測(cè)定所用錫粉的純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）：
①將試樣溶于鹽酸中，發(fā)生的反應(yīng)為：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；
②加入過(guò)量的FeCl₃；
③用已知濃度的K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O取1.226g 錫粉，經(jīng)上述各步反應(yīng)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 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，過(guò)濾得SnCl₂溶液，濾渣中Sn可以再利用，向?yàn)V液中加碳酸鈉，使Sn元素以SnO形式沉淀，再過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，過(guò)濾分離，濾液I中含有NaCl等，再用硫酸溶解SnO，最后經(jīng)過(guò)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到SnSO₄晶體，濾液中溶解的SnSO₄再利用．
（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）將濾液I中的溶質(zhì)提取出來(lái)的，分離得到NaCl，應(yīng)采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到；
（3）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；
（4）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；
（5）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；
（6）Sn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃性質(zhì)相似；
（7）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒與方程式可得關(guān)系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：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，過(guò)濾得SnCl₂溶液，濾渣中Sn可以再利用，向?yàn)V液中加碳酸鈉，使Sn元素以SnO形式沉淀，再過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，過(guò)濾分離，濾液I中含有NaCl等，再用硫酸溶解SnO，最后經(jīng)過(guò)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到SnSO₄晶體，濾液中溶解的SnSO₄再利用．
（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）將濾液I中的溶質(zhì)提取出來(lái)的，分離得到NaCl，應(yīng)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、過(guò)濾、洗滌；
（3）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；
（4）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↑；
（5）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；
（6）Sn（OH）₂的性質(zhì)與Al（OH）₃性質(zhì)相似，反應(yīng)方程式為：Sn（OH）₂+2NaOH=Na₂SnO₂+2H₂O，
故答案為：Sn（OH）₂+2NaOH=Na₂SnO₂+2H₂O；
（7）令錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則：
Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇
119g                     $\frac{1}{3}$mol
1.226g×x           0.100mol/L×0.032L
故$\frac{119g}{1.226x\;g}$=$\frac{\frac{1}{3}mol}{0.100mol/L×0.032L}$
解得x=93.2%，
故答案為：93.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題SnSO₄制備為載體，考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純、閱讀題目獲取信息的能力、常用化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě)、滴定應(yīng)用及利用關(guān)系式進(jìn)行的計(jì)算等，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)及邏輯推理有較高的要求，需要學(xué)生具備良好的心理素質(zhì)，難度中等．