Question

硫酸亞錫（SnSO₄）是一種重要的能溶于水的硫酸鹽，廣泛應用于鍍錫工業(yè)．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易水解生成堿式氯化亞錫[Sn（OH）Cl]
回答下列問題：
（1）操作l的步驟為

 

、

 

、過濾、洗滌、干燥．對沉淀進行洗滌的方法是

 

．
（2）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進行溶解，請結合必要的化學方程式用平衡移動原理解釋原因：

 

．
（3）加入Sn粉的作用有兩個：①調節(jié)溶液pH；②

 

．
（4）酸性條件下，SnS0₄還可以用作雙氧水去除劑，發(fā)生反應的離子方程式是：

 

．
（5）該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度（雜質不參與反應）：取ag錫粉溶于鹽酸中，向生成的SnC1₂中加入過量的FeC1₃溶液，用b mol/L K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺（已知酸性環(huán)境下，Cr₂O₇^2-可被還原為Cr³⁺），共用去K₂Cr₂0₇溶液m mL．則錫粉中錫的質量分數是

 

．（Sn的摩爾質量為M g/mol，用含a、b、m、M的代數式表示）

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）由流程圖可知，操作Ⅰ是從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌得到；根據沉淀的洗滌方法來洗滌沉淀；
（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；
（3）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
（4）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強氧化性，將Sn²⁺易被氧化為Sn⁴⁺，自身被還原為水；
（5）根據電子轉移守恒與方程式可得關系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇，據此計算．

解答： 解：（1）由流程圖可知，操作Ⅰ是從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌得到，沉淀的洗滌方法：將沉淀置于漏斗中，讓蒸餾水浸沒沉淀，使水自然流下，重復操作2-3次；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；將沉淀置于漏斗中，讓蒸餾水浸沒沉淀，使水自然流下，重復操作2-3次；
（2）由信息可知，SnCl₂易水解生成堿式氯化亞錫，存在平衡Sn Cl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解，
故答案為：SnCl₂水解，發(fā)生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入鹽酸，使該平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解；
（3）由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化；  
故答案為：防止Sn²⁺被氧化；
（4）酸性條件下，SnSO₄還可以用作雙氧水去除劑，雙氧水有強氧化性，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；
（5）令錫粉中錫的質量分數為x，則：
     Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～

1

3

K₂Cr₂O₇
   Mg                     

1

3

 mol       
  a×x                  bmol/L×

m

1000

L
解得x=

3mbM

1000a

．
故答案為：

3mbM

1000a

．

點評：本題以SnSO₄制備為載體，考查學生對工藝流程的理解、物質的分離提純、閱讀題目獲取信息的能力、常用化學用語書寫、滴定應用及利用關系式進行的計算等，難度中等，對學生的基礎知識及邏輯推理有較高的要求．