Question

18．四氯化錫常用于染色的媒染劑等，工業(yè)上常用氯氣與金屬錫反應(yīng)制備四氯化錫．已知SnCl₄為無色液體，熔點(diǎn)-33℃，沸點(diǎn)114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙．實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置合成四氯化錫（夾持裝置略）．

（1）裝置D的名稱為蒸餾燒瓶；
（2）冷凝水應(yīng)從b（填“a”或“b”）口進(jìn)入F中；
（3）裝置A中固體B為黑色粉末，寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）假設(shè)沒有裝置C，在D中除生成SnCl₄外，可能得到的副產(chǎn)物為SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（5）裝置E中加熱的目的是促進(jìn)氯氣與錫粉反應(yīng)、促進(jìn)SnCl₄氣化，使SnCl₄從反應(yīng)混合物中分離出去；
（6）裝置H中盛放足量的FeBr₂溶液可吸收尾氣中的氯氣，其反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
（7）該實(shí)驗(yàn)裝置存在設(shè)計(jì)缺陷，你的改進(jìn)措施為在裝置G、H之間連接盛有堿石灰的干燥管（或U形管）．
（8）若裝置A中標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.72L氣體，假設(shè)不計(jì)氣體損耗且Sn足量，反應(yīng)完畢后在G 中錐形瓶里收集到37.20g SnCl₄，則SnCl₄的產(chǎn)率為95.0%．（已知SnCl₄相對分子質(zhì)量為261）

Answer 1

分析 題中所制SnCl₄為無色液體，熔點(diǎn)-33℃，沸點(diǎn)114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙，故利用氯氣制SnCl₄時(shí)，應(yīng)保持干燥無氧環(huán)境，同時(shí)還要考慮Cl2本身的除雜，裝置E加熱的目的是使生成的SnCl₄氣化，使SnCl₄從反應(yīng)混合物中分離出去，并經(jīng)過冷凝管液化后進(jìn)行收集要，最后再堿性溶液吸收含有氯氣的尾氣，反應(yīng)產(chǎn)率可根據(jù)A中生成的氯氣計(jì)算出理論產(chǎn)值，再求算產(chǎn)率；
（1）結(jié)合常見的儀器可判斷D裝置的儀器名稱；
（2）冷凝管里冷卻水的方向應(yīng)該與氣流方向相反；
（3）裝置A是實(shí)驗(yàn)室制氯氣，反應(yīng)物為二氧化錳和濃鹽酸，生成氯化錳及氯氣；
（4）沒有裝置C，進(jìn)入D裝置的氯氣中混有水汽，SnCl₄遇水會水解，產(chǎn)生雜質(zhì)；
（5）裝置E是制SnCl₄的反應(yīng)裝置，加熱會加快反應(yīng)時(shí)行，同時(shí)因SnCl₄沸點(diǎn)較低，可使SnCl₄氣化便于分離與收集；
（6）裝置H中盛放足量的FeBr₂溶液，利用氯氣可氧化FeBr₂，達(dá)到吸收尾氣中氯氣的目的；
（7）因SnCl₄易水解，在尾氣處理裝置前要增加一個(gè)干燥裝置，防止有水蒸汽進(jìn)入G中；
（8）根據(jù)反應(yīng)A中生成的氯氣可計(jì)算SnCl₄理論產(chǎn)量，再結(jié)合實(shí)際產(chǎn)量，計(jì)算產(chǎn)率．

解答 解：（1）根據(jù)裝置D的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用可知為蒸餾燒瓶，故答案為：蒸餾燒瓶；
（2）為了冷卻充分，使冷凝水充滿整個(gè)冷凝管，冷凝水應(yīng)該從b口進(jìn)，a口出，故答案為：b；
（3）裝置A中是在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制備Cl₂，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，幫答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）裝置A制備的Cl₂中含有HCl和水蒸氣，裝置B中盛有飽和食鹽水，可除去Cl₂中的HCl，裝置C中應(yīng)該盛放濃H₂SO₄，除去Cl₂中的水蒸氣，若沒有裝置C，水蒸氣會進(jìn)入裝置D中，根據(jù)題目信息，生成的SiCl₄能與H₂O發(fā)生反應(yīng)：SnCl₄+4H₂O$\stackrel{△}{?}$Sn（OH）₄+4HCl，加熱促進(jìn)其水解，生成的Sn（OH）₄分解生成SnO₂，所以可能得到的副產(chǎn)物為SnO₂，故答案為：SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
 （5）Sn與Cl₂反應(yīng)需在加熱條件下進(jìn)行，同時(shí)生成的SnCl₄的沸點(diǎn)為114℃，加熱促進(jìn)SnCl₄氣化，進(jìn)入37裝置F中，然后冷卻分離，故答案為：促進(jìn)氯氣與錫粉反應(yīng)、促進(jìn)SnCl₄氣化，使SnCl₄從反應(yīng)混合物中分離出去；
 （6）氯氣能氧化FeBr₂生成氯化鐵和溴，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（7）裝置H中的水蒸氣會進(jìn)入裝置G中導(dǎo)致SnCl₄水解，所以應(yīng)該在裝置G、H之間連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管（或U形管），防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置G中，故答案為：在裝置G、H之間連接盛有堿石灰的干燥管（或U形管）；
 （8）根據(jù)反應(yīng)：Sn+2Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$SnCl₄，6.72L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl₂體積為0.3mol，理論上可得0.15molSnCl₄，其質(zhì)量=0.15mol×261g/mol=39.15g，故SnCl₄的產(chǎn)率=$\frac{37.20g}{39.15g}×100%$=95.0%，故答案為：95.0%．

點(diǎn)評 本題具有基礎(chǔ)性、靈活性和拓展性特點(diǎn)，與近年高考命題具有相似性，通過本題的分析和解答，體驗(yàn)如何應(yīng)用信息設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的基本套路，提升同學(xué)們的應(yīng)試能力．解答本題的關(guān)鍵：一、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽浼儍鬝nCl₄，結(jié)合SnCl₄（易水解）從而得出裝置存在的缺陷、副產(chǎn)物的產(chǎn)生等．二、計(jì)算SnCl₄的產(chǎn)率時(shí)要結(jié)合反應(yīng)方程式找出理論值，然后用實(shí)際得到的SnCl₄質(zhì)量與理論值相比即可．