Question

5．硫酸亞錫（SnSO₄）主要用于電鍍工業(yè)的鍍錫、鋁合金表面氧化著色、印染工業(yè)的媒染劑、雙氧水去除劑等．某研究小組設(shè)計SnSO₄制備路線如圖：

查閱資料：
Ⅰ．酸性條件下，錫在水溶液中主要以Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種形式存在，堿性條件下溶液中主要以Sn（OH）₄^2-、Sn（OH）₆^2-兩種形式存在；
Ⅱ．SnCl₂易水解生成難溶物Sn（OH）Cl（堿式氯化亞錫）．
請回答下列問題：
（1）SnCl₂粉末需加濃鹽酸進行溶解，請用平衡移動原理解釋原因加入鹽酸，使水解平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解；
（2）加入Sn粉的作用有兩個：調(diào)節(jié)溶液pH，防止Sn²⁺被氧化；
（3）反應(yīng)Ⅰ生成的氣體為CO₂，得到的沉淀是SnO，寫出該反應(yīng)的離子方程式Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑，該沉淀經(jīng)過濾后需漂洗，如何證明沉淀已經(jīng)洗滌完全取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無沉淀，則說明已洗滌干凈；
（4）多步操作包含的具體實驗步驟的名稱是：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；
（5）該小組通過下列方法測所用錫粉樣品的純度（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加入過量的FeCl₃；
③用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生的反應(yīng)為：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O取1.226g錫粉樣品，經(jīng)上述各步反應(yīng)后，共用去0.1000mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.00mL．則該錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是93.18%．（計算結(jié)果精確至0.01%）

Answer 1

分析 SnCl₂粉末加濃鹽酸進行溶解得到酸性溶液，此時溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH值，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺，過濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，制得SnSO₄晶體；
（1）SnCl₂在水中發(fā)生水解反應(yīng)，加入HCl，可使水解平衡向逆反應(yīng)方向移動，抑制Sn²⁺水解；
（2）由于在酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺；
（3）反應(yīng)Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，反應(yīng)離子方程式為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；該沉淀經(jīng)過濾后，表面附著著Cl^-，要想檢驗濾渣是否洗滌干凈，只要檢驗最后一次洗滌液中是否含有Cl^-，若沒有，則證明已經(jīng)洗滌干凈，否則沒有洗滌干凈，用AgNO₃溶液檢驗Cl^-；
（4）由溶液得到晶體的方法、步驟為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；
（5）①②③發(fā)生的反應(yīng)分別為Sn+2HCl→SnCl₂+H₂↑①，SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂②，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl→6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O6Sn～K₂Cr₂O₇③由方程式①②③得知K₂Cr₂O₇～6FeCl₂～3SnCl₂～3Sn，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系進行計算．

解答 解：SnCl₂粉末加濃鹽酸進行溶解得到酸性溶液，此時溶液中含有Sn²⁺、Sn⁴⁺，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH值，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺，過濾得SnCl₂溶液，向其中加碳酸鈉，將Sn元素以SnO形式沉淀，過濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，制得SnSO₄晶體；
（1）SnCl₂在水中發(fā)生水解反應(yīng)：SnCl₂+H₂O═Sn（OH）Cl+HCl（可逆反應(yīng)，應(yīng)該用可逆號），生成難溶物Sn（OH）Cl，溶液含有雜質(zhì)，若加入HCl，可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，抑制Sn²⁺水解；
故答案為：加入鹽酸，使水解平衡向左移動，抑制Sn²⁺水解；
（2）由于在酸性條件下，錫在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺兩種主要存在形式，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉，Sn粉可以和H⁺發(fā)生反應(yīng)，使溶液酸性減弱，調(diào)節(jié)了溶液pH，另外Sn可以將被氧化生成的Sn⁴⁺還原成Sn²⁺，即防止Sn²⁺被氧化為Sn⁴⁺；
故答案為：調(diào)節(jié)溶液pH；防止Sn²⁺被氧化；
（3）反應(yīng)Ⅰ為向SnCl₂溶液中加碳酸鈉，得到的沉淀為SnO，反應(yīng)離子方程式為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；該沉淀經(jīng)過濾后，表面附著著Cl^-，要想檢驗濾渣是否洗滌干凈，只要檢驗最后一次洗滌液中是否含有Cl^-，若沒有，則證明已經(jīng)洗滌干凈，否則沒有洗滌干凈，用AgNO₃溶液檢驗Cl^-，方法：取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無沉淀，則說明已洗滌干凈，
故答案為：Sn²⁺+CO₃^2-═SnO↓+CO₂↑；取最后一次洗滌液，向其中加入AgNO₃溶液，若無沉淀，則說明已洗滌干凈；
（4）反應(yīng)Ⅱ已經(jīng)得到SnSO₄溶液，由溶液得到晶體的方法、步驟為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；
（5）①②③發(fā)生的反應(yīng)分別為Sn+2HCl→SnCl₂+H₂↑①，SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂②，6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl→6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O6Sn～K₂Cr₂O₇③由方程式①②③得知K₂Cr₂O₇～6FeCl₂～3SnCl₂～3Sn，
n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.1000mol/L×0.032L=0.0096mol，m（Sn）=n（Sn）×M（Sn）=0.0096mol×119g/mol=1.1424g，
錫粉樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{m（Sn）}{m（樣品）}$×100%=$\frac{1.1424g}{1.226g}$×100%=93.18%，
故答案為：93.18%．

點評 本題主要考查物質(zhì)的分離提純、對新信息的理解應(yīng)用、測量物質(zhì)的含量，注意（5）中用到多步反應(yīng)得出物質(zhì)量的關(guān)系，題目難度中等．