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8.硫酸亚锡(SnSO4)、四氯化锡(SnCl4)常用于印染和电镀工业.某研究小组设计制备SnSO4与SnCl4路线如下.完成下列填空:
(1)制备SnSO4

已知:酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化;SnCl2极易水解.
①SnCl2用盐酸进行酸溶的原因是抑制Sn2+的水解.
②步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒;步骤Ⅳ中需要洗涤固体SnO中含有的杂质,检验SnO中的Cl-是否洗涤干净的操作为取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银,如果没有出现沉淀,说明洗涤干净,如果出现沉淀,说明没有洗涤干净.
③步骤Ⅴ依次操作:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥,即可得到产物.
(2)制备SnCl4
实验室用熔融的金属锡与干燥纯净的氯气制取无水SnCl4(SnCl4熔点-33℃,沸点114.1℃,遇潮湿空气极易水解),此反应过程放出大量的热.实验装置如图所示:

①仪器B的名称冷凝管.
②图中尾气处理装置不够完善,改进的方法是:E、F之间连装有碱石灰的干燥管(可以画图,也可以用文字表述,需注明仪器、试剂及连接位置等).
③若反应中用去锡粉11.9g,反应后在锥形瓶中收集到23.8g SnCl4,则SnCl4的产率为91.2%.

分析 由于Sn2+易水解、易被氧化,加入盐酸,抑制Sn2+水解,加入Sn粉可以与盐酸反应,调节溶液pH,还防止Sn2+被氧化,步骤Ⅱ为过滤,得SnCl2溶液,向其中加碳酸氢铵,调节溶液pH=6-7,使Sn元素以SnO形式沉淀,再过滤洗涤得纯净的SnO,加稀硫酸,得SnSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,制得SnSO4晶体,滤液D中含有大量的NH4Cl等,据此分析;
(1)①加入盐酸,抑制Sn2+水解;
②步骤Ⅱ为过滤;沉淀为SnO表面附着着Cl-,要想检验滤渣是否洗涤干净,用硝酸、硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-
③步骤Ⅴ是用硫酸溶解后,从溶液中获得晶体,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,制得SnSO4晶体;
(2)①仪器B的名称为冷凝管;
②由信息可知SnCl4遇水水解,F中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发进入E中;
③根据产率=×100%,据此解答即可.

解答 解:(1)①加入盐酸,抑制Sn2+水解,故答案为:抑制Sn2+水解;
②步骤Ⅱ为过滤,用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒,
沉淀为SnO表面附着着Cl-,要想检验滤渣是否洗涤干净,用硝酸、硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,具体方案为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银,如果没有出现沉淀,说明洗涤干净,如果出现沉淀,说明没有洗涤干净;故答案为:漏斗、玻璃棒;取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银,如果没有出现沉淀,说明洗涤干净,如果出现沉淀,说明没有洗涤干净;
③步骤Ⅴ是用硫酸溶解后,从溶液中获得晶体,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,制得SnSO4晶体,故答案为:冷却结晶;过滤;
(2)①仪器B为冷凝管,又称为冷凝器,故答案为:冷凝管;
②E收集产品,F中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发,进入E中,易使SnCl4水解.在E和F之间增加干燥装置可以避免此种情况发生,故答案为:E、F之间连装有碱石灰的干燥管;
③11.9gSn粉的物质的量为:11.9g119g/mol=0.1mol,故应生成SnCl4极的物质的量为0.1mol,即质量为:0.1mol×(119+4×35.5)g/mol=26.1g,产率=23.8g26.1g×100%≈91.2%,故答案为:91.2%.

点评 本题主要考查的是制备实验方案的设计,综合性较强,难度较大,涉及知识点:实验室常见仪器、盐类水解原理、氧化还原反应原理等,充分利用所给信息是解决本题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.现用0.1mol/LHCl滴定10ml 0.05mol/L氢氧化钠溶液,若酸式滴定管未润洗,达到终点时所用盐酸的体积应是(  )
A.10mlB.5mlC.大于5mlD.小于5ml

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的四种方法:
方法a用炭粉在高温条件下还原CuO
方法b用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2制备Cu2O;
方法c电解法,反应为2Cu+H2O_Cu2O+H2↑.
方法d用肼(N2H4)还原新制的Cu(OH)2
(1)已知:①2Cu(s)+12O2(g)=Cu2O(s);△H=-169kJ•mol-1
②C(s)+12O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ•mol-1
③Cu(s)+12O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ•mol-1
则方法a发生的热化学方程式是:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ•mol-1
(2)方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示:
该离子交换膜为阴离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,钛极附近的pH值增大(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)方法d为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4_2Cu2O+N2↑+6H2O.
(4)在相同的密闭容器中,用以上方法制得的三种Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)?Cu2O2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示:
序号
0
1020304050
T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
T20.100.0940.0900.0900.0900.090
①对比实验的温度:T2>T1(填“>”“<”或“﹦”),能否通过对比实验①③到达平衡所需时间长短判断:否(填“能”或“否”).
②实验①前20min的平均反应速率 v(O2)=3.5×10-5mol/(L•min)
③催化剂的催化效率:实验①<实验②(填“>”或“<”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/°C8059156
水中溶解度微溶微溶微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑.在b中小心加入4.0mL液态溴.向a中滴入几滴溴,有白雾产生,继续滴加至液溴滴完.
①写出实验室合成溴苯的化学方程式C6H6+Br2FeBr3C6H5Br+HBr;
②装置c的作用是使溴和苯冷凝回流;
③装置d的作用是吸收HBr和Br2
④用胶头滴管从d中吸取少量溶液于试管中加入硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,有浅黄色沉淀生成,能否证明a中发生了取代反应?为什么?不能.因Br2与NaOH反应生成的Br-会与Ag+结合生成浅黄色沉淀.
(2)当液溴滴加完成后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤.用NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2
③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤.加入氯化钙的目的是除去粗溴苯中的水.
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有杂质要进一步提纯,下列操作中必须的是C(填字母).
A.重结晶            B.过滤             C.蒸馏             D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是B(字母).
A.25mL              B.50mL             C.250mL            D.500mL.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.丙烯酸甲酯是一种重要的工业原料,某实验小组制取丙烯酸甲酯的装置如图所示.

Ⅰ.实验步骤如下:
①向三颈瓶中依次加入:10.0mL丙烯酸(CH2=CHCOOH)、适量的浓硫酸、10.0mL无水甲醇、
2粒沸石,按图示装置连接好冷凝管,用搅拌棒搅拌,水浴加热.
②充分反应后,冷却,向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗至中性.
③分液,取上层油状液体,再用无水Na2SO4干燥后蒸馏,收集70℃~90℃馏分.
可能用到的信息:
密度沸点溶解性
丙烯酸1.05g/cm3141℃与水互溶,易溶于有机溶剂有毒
甲醇0.79g/cm364.7℃与水互溶,易溶于有机溶剂易挥发,有毒
丙烯酸甲酯0.95g/cm380.5℃难溶于水,易溶于有机溶剂易挥发
请回答下列问题:
(1)仪器c的名称是分液漏斗.
(2)混合液用5% Na2CO3溶液洗涤的作用是除去丙烯酸、浓硫酸等酸性物质.
(3)该实验中应采用的安全防护措施有通风橱中实验.(1条即可)
Ⅱ.为测定上述反应中丙烯酸甲酯的产率,设计如下实验:
①将油状物质提纯后平均分成5份,取出1份置于锥形瓶中,加入2.5mol/L的KOH溶液10.0mL,加热使之完全水解.
②用酚酞做指示剂,向冷却后的溶液中滴加0.5mol/L的HCl溶液,中和过量的KOH,滴到终点时共消耗盐酸20.00mL.
(4)请写出(Ⅱ)操作①中发生的化学反应方程式CH2=CHCOOCH3+KOHCH2=CHCOOK+CH3OH.
(5)计算本次酯化反应丙烯酸甲酯的产率.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如图:

已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl→CoCl2+H2
②CoCl2•6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴.
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3
开始沉淀2.37.57.63.4
完全沉淀4.19.79.25.2
(1)在上述工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为减少有毒气体的排放,防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐;.
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是5.2~7.6.
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤.
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解.
(5)为测定产品中CoCl2•6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量.通过计算发现产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是样品中含有NaCl杂质,CoCl2•6H2O烘干时失去了部分结晶水.
(6)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2•6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,除去不溶性杂质后,再进行蒸馏操作.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.锂被誉为“高能金属”.工业上用硫酸与β-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在一定条件下反应生成Li2SO4(以及MgSO4、硅铝化合物等物质),进而制备金属锂,其生产流程如下:

(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:Li2O•Al2O3•4SiO2
(2)沉淀X主要成分为CaCO3和Mg(OH)2
(3)写出盐酸与Li2CO3反应的离子方程式:Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑.
(4)写出电解熔融LiCl时阴极的电极反应式:Li++e-=Li.
(5)流程中两次使用了Na2CO3溶液,试说明前后浓度不同的原因:前者是浓度过大会使部分Li+沉淀;后者是此时浓度大则有利于Li2CO3沉淀的生成.
(6)锂和氢气在加热时能反应生成白色固体氢化锂,氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体.试写出氢化锂遇水反应的化学方程式LiH+H2O=LiOH+H2↑.
(7)将盐酸与Li2CO3完全反应后的溶液,加热蒸干得到固体,再将其熔融电解生产锂.电解时产生的氯气中会混有少量氧气,原因是加热蒸干LiCl溶液时,LiCl有少量水解生成LiOH,受热分解产生Li2O,电解时产生O2

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

17.实验室有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定该盐酸的浓度在实验室中进行如下实验:
I.配制100mL 0.10mol/L NaOH标准溶液.
II.取20.00mL待测稀盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准
NaOH溶液进行滴定.
III.重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下.
实验
编号
NaOH溶液的浓度(mol/L)滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL)待测HCl溶液的体积(mL)
10.1022.6220.00
20.1022.7220.00
30.1022.8020.00
(1)滴定达到终点时的现象是滴入最后一滴氢氧化钠溶液后,溶液由无色恰好变为浅红色,且半分钟内不褪色.
(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为0.11mol/L(保留两位有效数字).
(3)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图丙的操作,然后挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液.

(4)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有EF(多选扣分).
A.滴定终点读数时俯视读数    B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥    D.配制NaOH标准溶液时,没有等溶解液降至室温就转移至容量瓶中
E.配制NaOH标准溶液时,定容时仰视容量瓶的刻度线
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(  )
A.臭氧具有氧化性,可用作自来水的消毒剂
B.活性炭具有还原性,可用作制糖业脱色剂
C.氢氟酸具有弱酸性,可用作玻璃的蚀刻剂
D.氨气具有弱碱性,可用作食品工业制冷剂

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同步练习册答案
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