物质 Sn SnCl2 SnCl4
状态 银白色固体 无色晶体 无色液体 熔点/℃ 232 246 -33 沸点/℃ 2 260 652 114 用下列装置合成四氯化锡(夹持装置略)。
注:仪器3中各加入0.6 mL浓硫酸 实验操作如下:
A.把干燥的仪器按图示装置连接好,在仪器1中加入8 mL浓盐酸,在仪器2中加入1.0 g KClO3,在仪器5中加入2~3颗Sn粒;
B.打开活塞,让盐酸流下,均匀产生Cl2并充满整套装置,然后加热Sn粒,将生成的SnCl4收集在仪器 6中;
C.Sn粒反应完毕后,停止加热,同时停止滴加盐酸,取下仪器6,迅速盖好盖子。 请回答:
(1)仪器1的名称是__________。 (2)下列说法不正确的是________。
A.装置连接好,加入药品前要检査装置的气密性 B.产生的Cl2先充满整套装置,这步操作不可以省略 C.操作中应控制盐酸的滴入速率,不能太快,也不能太慢 D.仪器6可用冰水浴冷却,也可以自然冷却
(3)仪器6后还应连接A、B装置,A装置的作用是_____________________________________。 (4)已知SnCl2易水解,易氧化,且还原性:Sn>I,SnCl4氧化性弱。有关SnCl4和SnCl2的说法不正确的是________。
A.实验室配制SnCl2溶液时,除加入盐酸外,还应加入锡粒
B.将产品溶于盐酸,可用溴水检测,若溴水橙色褪去,说明SnCl4中含有SnCl2
C.SnCl4在空气中与水蒸气反应生成白色SnO2·xH2O固体,只看到有白烟现象,化学方程式为SnCl4+(x+2)H2O===SnO2·xH2O+4HCl
(5)经测定产品中含有少量的SnCl2,可能的原因(用化学方程式表示):______________。
2+
-
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(6)产品中含少量SnCl2,测定SnCl4纯度的方法:取0.200 g产品溶于50 mL的稀盐酸中,加入淀粉溶液作指示剂,用0.010 0 mol·L碘酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液4.00 mL,反应原理为3SnCl2+KIO3+6HCl===3SnCl4+KI+3H2O,判断滴定终点的依据为__________,产品的纯度为__________。
答案 (1)恒压滴液漏斗 (2)D (3)防止空气中的水蒸气进入装置6
(4)C (5)Sn+2HCl===SnCl2+H2↑(或SnCl4+Sn===2SnCl2) (6)当滴入最后一滴标准液,溶液出现蓝色且半分钟不褪色 88.6%
解析 (2)根据实验目的,本实验需要气体参与,因此实验前需要检验装置的气密性,故A说法正确;Sn与氧气能够反应,为了防止Sn被氧气氧化,要用氯气排除装置中的空气,故B说法正确;为了提高原料的利用,需要控制盐酸的滴入速率,故C说法正确;冰水浴冷却效果比自然冷却效果好,因此用冰水浴冷却,故D说法错误。(3)SnCl4极易水解,因此要防止空气中水蒸气进入到装置6中,因此A的作用是防止空气中水蒸气进入装置6。(4)加入盐酸的目的是抑制Sn的水解,根据信息,Sn具有强还原性,因此加入Sn的目的是防止Sn被氧化,故A说法正确;溴水具有强氧化性,如果含有SnCl2,溴水褪色,如果不含有SnCl2,则溴水不褪色,故B说法正确;根据化学反应方程式,现象是出现白色烟雾,故C说法错误。(5)根据金属活动顺序表,Sn排在H的左边,因此Sn与盐酸反应:Sn+2HCl===SnCl2+H2↑,也有可能发生SnCl4+Sn===2SnCl2。(6)根据化学反应方程式,当滴入最后一滴KIO3,KIO3把KI氧化成I2,淀粉变蓝,因此滴定到终点时的现象是当滴入最后一滴标准液,溶液出现蓝色且半分钟不褪色;根据反应方程式,求出样品中m(SnCl4)=(0.2-4×10×0.01×3×190) g,产品纯度是(0.2-4×10×0.01×3×190)/0.2×100%=88.6%。
2.(2017·浙江省稽阳联谊学校高三8月联考)铁黄(FeOOH)是一种不溶于水的黄色固体,可用作制造黄色颜料,也是制备高铁酸钾的原料。以下是实验室制备铁黄的一种方法: ①称取一定质量FeSO4溶于适量蒸馏水配成物质的量浓度约为0.4 mol·L的溶液并加稀H2SO4调节溶液pH≈2;
②把配制好的溶液加入三颈烧瓶中,再加入适量NaNO2固体和磁力搅拌核,按下图连接好装置,A、B处均装有KOH溶液;
-1
-3
-3
2+
2+
2+
-1
③打开旋塞M、N,开启恒温磁力搅拌器,控制加热温度为40 ℃,从a口通入空气; ④反应过程中,控制溶液pH为2.0±0.5,当反应液变为亮黄色时,停止反应; ⑤待反应液冷却后,过滤洗涤并干燥所得沉淀。
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回答下列问题:
(1)NaNO2在反应中起催化剂作用,实际起催化作用的是其与加稀H2SO4反应生成的气体,该反应的离子方程式为___________________________________________________________, 制备铁黄的总反应离子方程式为_________________________________________________。 (2)A处KOH溶液的作用为_____________________________________________________。 (3)步骤⑤中判断沉淀洗涤干净的方法是___________________________________________。 (4)下列装置可作为空气提供源的有________。
某学生利用减压过滤的抽气泵,也实现了为装置持续通入空气的目的,他的具体操作方法是________________________________________________________________________。
(5)改变不同的实验条件,发现适当的空气流速、合适的pH和温度(40 ℃)、增加催化剂用量都能够提高产率。温度过高或过低均影响产率的原因是(不考虑副反应)______________。 答案 (1)2H+2NO2===NO↑+NO2↑+H2O 4Fe+O2+6H2O===4FeOOH↓+8H
(2)中和反应生成的酸,调节溶液pH (3)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀洗涤干净 (4)AD 将b导管口与抽气泵相连,打开M、N后再打开抽气泵 (5)温度过低,反应速率慢;温度过高,使NO、NO2逸出,催化效果降低 解析 (1)亚硝酸钠中氮元素是+3价,与稀硫酸反应生成的气体是NO和NO2,反应的离子方程式为2H+2NO2===NO↑+NO2↑+H2O;由于亚硝酸钠起催化剂作用,则反应中起氧化剂作用的是氧气,所以制备铁黄的总反应的离子方程式为4Fe+O2+6H2O===4FeOOH↓+8H。(2)由
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2+
+
+
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+
-
2+
+
于反应过程中产生酸,而反应需要在一定pH范围内进行,因此A处KOH溶液的作用为中和反应生成的酸,调节溶液pH。(3)溶液中含有硫酸根,则步骤⑤中判断沉淀是否洗涤干净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,加入BaCl2溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀洗涤干净。(4)鼓气球中空气量太少,装置C中不易控制空气流速,所以答案选AD;根据减压过滤的抽气泵原理可知具体操作方法是将b导管口与抽气泵相连,打开M、N后再打开抽气泵。(5)温度过低,反应速率慢;而温度过高,使NO、NO2逸出,催化效果降低,所以温度过高或过低均影响产率。
3.(2017·浙江省名校协作体高三上学期考试)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。实验室由铬铁矿粉制备重铬酸钾流程如图所示:
已知步骤①的主要反应为
高温
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3――→Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2(未配平)。有关物质的溶解度如图所示。
回答下列问题:
(1)滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。 (2)步骤④调滤液2的pH最合适的试剂是__________。 A.H2SO4溶液 C.浓盐酸
B.KOH溶液 D.K2CO3粉末
如何用最简单的方法粗略判断pH已调至合适范围____________。
(3)向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩至___________________________________, 停止加热,然后冷却结晶,得到的K2Cr2O7固体产品。
(4)本实验过程中多次用到抽滤的装置,下列关于抽滤的说法正确的是________。 A.抽滤时,先用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀 B.下图抽滤装置中只有2处错误
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