Question

【題目】無水四氯化錫(SnCl4)常用作有機合成的氯化催化劑。實驗室可用熔融的錫與Cl2反應(yīng)制備SnCl4。擬利用圖中的儀器，設(shè)計組裝一套實驗裝置制備SnCl4（每個裝置最多使用一次）。

已知：①有關(guān)物理性質(zhì)如下表

物質(zhì)	顏色、狀態(tài)	熔點/℃	沸點/℃
Sn	銀白色固體	231.9	2260	SnCl2易水解，SnCl4易水解生成固態(tài)二氧化錫， 錫與Cl2反應(yīng)過程放出大量的熱
SnCl4	無色液體	－33	114
SnCl2	無色晶體	246	652

②Fe3++Sn2+—Fe2++Sn4+ Fe2+ + Cr2O72- +H+—Fe3++Cr3++H2O（未配平）

回答下列問題：

(1)“冷凝管”的名稱是________，裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。

(2)用玻管（未畫出）連接上述裝置，正確的順序是（填各接口的代碼字母）_____。

(3)如何檢驗裝置的氣密性______，實驗開始時的操作為_______。

(4)如果將制取的四氯化錫少許暴露于空氣中，預(yù)期可看到的現(xiàn)象是出現(xiàn)白色煙霧，化學(xué)方程式為_______。

(5)可用重鉻酸鉀滴定法測定產(chǎn)品中的SnCl2的含量，準(zhǔn)確稱取該樣品m g放于燒杯中，用少量濃鹽酸溶解，加入過量的氯化鐵溶液，再加水稀釋，配制成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，用0.1000mol·L-1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)液15.00mL，則產(chǎn)品中SnCl2的含量為____%(用含m的代數(shù)式表示)，在測定過程中，測定結(jié)果隨時間延長逐漸變小的原因是____（用離子方程式表示）。

Answer 1

【答案】直形冷凝管 2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 關(guān)閉滴液漏斗活塞，將裝置最后端的導(dǎo)氣管插入水中，微熱燒瓶，在導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生，冷卻燒瓶，在導(dǎo)管內(nèi)形成一段高于液面的水柱，一段時間不發(fā)生變化，說明氣密性良好 先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體后，點燃Ⅰ中的酒精燈 SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl 855/m 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O

【解析】

裝置Ⅱ為制備氯氣的裝置，產(chǎn)生的氯氣中會混有HCl和水蒸氣等雜質(zhì)氣體，將氣體通過V裝置，V裝置中的飽和食鹽水可除去HCl，再將氣體通過Ⅳ裝置，Ⅳ裝置中的濃硫酸可除去水蒸氣，可得到干燥、純凈的氯氣。將氯氣通入Ⅰ裝置，氯氣與Sn反應(yīng)可制得SnCl4蒸氣，將SnCl4蒸氣經(jīng)裝置Ⅲ冷卻，可得到SnCl4液體。由于SnCl4易水解，為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅲ以及吸收多余的Cl2，可在裝置Ⅲ后連接Ⅵ裝置。

（1）根據(jù)儀器特點解答儀器名稱，裝置II中KMnO4與HCl反應(yīng)制Cl2；

（2）依據(jù)上述分析進(jìn)行儀器連接；需注意制備的氯氣應(yīng)先除雜后干燥，干燥、純凈的氯氣再和Sn反應(yīng)，因為SnCl4易水解，應(yīng)在收集SnCl4的裝置后邊連接干燥裝置，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入，同時要吸收尾氣Cl2；

（3）氣密性的檢驗可采用加熱法，升高發(fā)生裝置體系內(nèi)氣體的溫度，可以增大壓強，使體系內(nèi)空氣外逸，當(dāng)溫度恢復(fù)初始溫度時，體系內(nèi)壓強減小，導(dǎo)致浸沒在水中的導(dǎo)氣管內(nèi)倒吸一段水柱；防止Sn與O2反應(yīng)以及防止生成的SnCl4水解，實驗開始應(yīng)先通Cl2排盡裝置中空氣；

（4）根據(jù)信息書寫方程式；

（5）用重鉻酸鉀滴定法測定SnCl2時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+ 、6Fe2+ + Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關(guān)系式3Sn2+~Cr2O72-，由消耗的K2Cr2O7計算SnCl2，進(jìn)一步計算SnCl2的含量；Sn2+具有強還原性，易被O2氧化。

（1）“冷凝管”的名稱是直形冷凝管；裝置Ⅱ中是KMnO4和HC1制備氯氣的反應(yīng)，高錳酸鉀中的錳元素由+7價降低到+2價生成Mn2+，HCl中的氯元素由-1價升高到0價生成氯氣，離子反應(yīng)方程式為2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。本小題答案為：直形冷凝管；2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

（2）裝置Ⅱ為制備氯氣的裝置，產(chǎn)生的氯氣中會混有HCl和水蒸氣等雜質(zhì)氣體，將氣體通過V裝置，V裝置中的飽和食鹽水可除去HCl，再將氣體通過Ⅳ裝置，Ⅳ裝置中的濃硫酸可除去水蒸氣，可得到干燥、純凈的氯氣。將氯氣通入Ⅰ裝置，氯氣與Sn反應(yīng)可制得SnCl4蒸氣，將SnCl4蒸氣經(jīng)裝置Ⅲ冷卻，可得到SnCl4液體。由于SnCl4易水解，為防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅲ以及吸收多余Cl2防污染大氣，可在裝置Ⅲ后連接Ⅵ裝置。根據(jù)上述分析該裝置的連接順序是BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。本小題答案為：BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。

（3）檢查裝置的氣密性用加熱法，操作為：關(guān)閉滴液漏斗活塞，將裝置最后端的導(dǎo)氣管插入水中，微熱燒瓶，在導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生，冷卻燒瓶，在導(dǎo)管內(nèi)形成一段高于液面的水柱，一段時間不發(fā)生變化，說明氣密性良好；防止Sn與O2反應(yīng)以及防止生成的SnCl4水解，實驗開始應(yīng)先通Cl2排盡裝置中空氣，故實驗開始時的操作為：先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體后，點燃Ⅰ中的酒精燈。本小題答案為：關(guān)閉滴液漏斗活塞，將裝置最后端的導(dǎo)氣管插入水中，微熱燒瓶，在導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生，冷卻燒瓶，在導(dǎo)管內(nèi)形成一段高于液面的水柱，一段時間不發(fā)生變化，說明氣密性良好；先打開Ⅱ中的活塞，待Ⅰ中燒瓶充滿黃綠色氣體后，點燃Ⅰ中的酒精燈。

（4）根據(jù)表格所給信息，SnCl4易水解生成固態(tài)二氧化錫，將四氯化錫少許暴露于空氣中，還可看到白色煙霧，說明水解產(chǎn)物中還有HCl，HCl與空氣中的水蒸氣形成鹽酸小液滴，現(xiàn)象為白霧，化學(xué)方程式為SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。本小題答案為：SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。

（5）用重鉻酸鉀滴定法測定SnCl2時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+ 、6Fe2+ + Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，可得關(guān)系式3Sn2+~Cr2O72-（或根據(jù)得失電子守恒判斷），實驗中消耗的n(K2Cr2O7)= 0.1000mol·L-1×0.015L=0.0015mol，則25.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.0015mol×3=0.0045mol，則250.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.045mol，m(SnCl2)=0.045mol×190g/mol=8.55g，則mg產(chǎn)品中SnCl2的含量為8.55g/mg×100%=%；根據(jù)反應(yīng)“2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+”得出Sn2+的還原性強于Fe2+，Sn2+在空氣中易被氧化，測定結(jié)果隨時間延長逐漸變小是因為SnCl2被氧氣氧化，發(fā)生2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O反應(yīng)，滴定時消耗的重鉻酸鉀的量減少，由此計算出的SnClspan>2量減小，測量結(jié)果變小。本小題答案為：855/m ；2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O。