Question

18．四氯化锡常用于染色的媒染剂等，工业上常用氯气与金属锡反应制备四氯化锡．已知SnCl₄为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解，在潮湿的空气中发烟．实验室可用如图装置合成四氯化锡（夹持装置略）．

（1）装置D的名称为蒸馏烧瓶；
（2）冷凝水应从b（填“a”或“b”）口进入F中；
（3）装置A中固体B为黑色粉末，写出烧瓶中发生反应的化学反应方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）假设没有装置C，在D中除生成SnCl₄外，可能得到的副产物为SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（5）装置E中加热的目的是促进氯气与锡粉反应、促进SnCl₄气化，使SnCl₄从反应混合物中分离出去；
（6）装置H中盛放足量的FeBr₂溶液可吸收尾气中的氯气，其反应的离子反应方程式为2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
（7）该实验装置存在设计缺陷，你的改进措施为在装置G、H之间连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管）．
（8）若装置A中标准状况下生成6.72L气体，假设不计气体损耗且Sn足量，反应完毕后在G 中锥形瓶里收集到37.20g SnCl₄，则SnCl₄的产率为95.0%．（已知SnCl₄相对分子质量为261）

Answer 1

分析 题中所制SnCl₄为无色液体，熔点-33℃，沸点114℃，极易水解，在潮湿的空气中发烟，故利用氯气制SnCl₄时，应保持干燥无氧环境，同时还要考虑Cl2本身的除杂，装置E加热的目的是使生成的SnCl₄气化，使SnCl₄从反应混合物中分离出去，并经过冷凝管液化后进行收集要，最后再碱性溶液吸收含有氯气的尾气，反应产率可根据A中生成的氯气计算出理论产值，再求算产率；
（1）结合常见的仪器可判断D装置的仪器名称；
（2）冷凝管里冷却水的方向应该与气流方向相反；
（3）装置A是实验室制氯气，反应物为二氧化锰和浓盐酸，生成氯化锰及氯气；
（4）没有装置C，进入D装置的氯气中混有水汽，SnCl₄遇水会水解，产生杂质；
（5）装置E是制SnCl₄的反应装置，加热会加快反应时行，同时因SnCl₄沸点较低，可使SnCl₄气化便于分离与收集；
（6）装置H中盛放足量的FeBr₂溶液，利用氯气可氧化FeBr₂，达到吸收尾气中氯气的目的；
（7）因SnCl₄易水解，在尾气处理装置前要增加一个干燥装置，防止有水蒸汽进入G中；
（8）根据反应A中生成的氯气可计算SnCl₄理论产量，再结合实际产量，计算产率．

解答 解：（1）根据装置D的结构特点和应用可知为蒸馏烧瓶，故答案为：蒸馏烧瓶；
（2）为了冷却充分，使冷凝水充满整个冷凝管，冷凝水应该从b口进，a口出，故答案为：b；
（3）装置A中是在加热条件下浓盐酸与二氧化锰反应制备Cl₂，其化学反应方程式为：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，帮答案为：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）装置A制备的Cl₂中含有HCl和水蒸气，装置B中盛有饱和食盐水，可除去Cl₂中的HCl，装置C中应该盛放浓H₂SO₄，除去Cl₂中的水蒸气，若没有装置C，水蒸气会进入装置D中，根据题目信息，生成的SiCl₄能与H₂O发生反应：SnCl₄+4H₂O$\stackrel{△}{?}$Sn（OH）₄+4HCl，加热促进其水解，生成的Sn（OH）₄分解生成SnO₂，所以可能得到的副产物为SnO₂，故答案为：SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
 （5）Sn与Cl₂反应需在加热条件下进行，同时生成的SnCl₄的沸点为114℃，加热促进SnCl₄气化，进入37装置F中，然后冷却分离，故答案为：促进氯气与锡粉反应、促进SnCl₄气化，使SnCl₄从反应混合物中分离出去；
 （6）氯气能氧化FeBr₂生成氯化铁和溴，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（7）装置H中的水蒸气会进入装置G中导致SnCl₄水解，所以应该在装置G、H之间连接一个盛有碱石灰的干燥管（或U形管），防止空气中的水蒸气进入装置G中，故答案为：在装置G、H之间连接盛有碱石灰的干燥管（或U形管）；
 （8）根据反应：Sn+2Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$SnCl₄，6.72L标准状况下的Cl₂体积为0.3mol，理论上可得0.15molSnCl₄，其质量=0.15mol×261g/mol=39.15g，故SnCl₄的产率=$\frac{37.20g}{39.15g}×100%$=95.0%，故答案为：95.0%．

点评 本题具有基础性、灵活性和拓展性特点，与近年高考命题具有相似性，通过本题的分析和解答，体验如何应用信息设计相应实验的基本套路，提升同学们的应试能力．解答本题的关键：一、明确实验目的是制备纯净SnCl₄，结合SnCl₄（易水解）从而得出装置存在的缺陷、副产物的产生等．二、计算SnCl₄的产率时要结合反应方程式找出理论值，然后用实际得到的SnCl₄质量与理论值相比即可．