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【题目】无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡与Cl2反应制备SnCl4。拟利用图中的仪器,设计组装一套实验装置制备SnCl4(每个装置最多使用一次)。

已知:①有关物理性质如下表

物质

颜色、状态

熔点/

沸点/

Sn

银白色固体

231.9

2260

SnCl2易水解,SnCl4易水解生成固态二氧化锡锡与Cl2反应过程放出大量的热

SnCl4

无色液体

33

114

SnCl2

无色晶体

246

652

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

回答下列问题:

(1)“冷凝管的名称是________,装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为________

(2)用玻管(未画出)连接上述装置,正确的顺序是(填各接口的代码字母)_____

(3)如何检验装置的气密性______,实验开始时的操作为_______

(4)如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中,预期可看到的现象是出现白色烟雾化学方程式为_______

(5)可用重铬酸钾滴定法测定产品中的SnCl2的含量准确称取该样品m g放于烧杯中,用少量浓盐酸溶解,加入过量的氯化铁溶液,再加水稀释,配制成250mL溶液25.00mL于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1重铬酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液15.00mL,则产品中SnCl2的含量为____%(用含m的代数式表示),在测定过程中,测定结果随时间延长逐渐变小的原因是____(用离子方程式表示)。

【答案】直形冷凝管 2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O BIHEFNACDJKBIHEFNACDKJ 关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好 先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯 SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl 855/m 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O

【解析】

装置Ⅱ为制备氯气的装置,产生的氯气中会混有HCl和水蒸气等杂质气体,将气体通过V装置,V装置中的饱和食盐水可除去HCl,再将气体通过Ⅳ装置,Ⅳ装置中的浓硫酸可除去水蒸气,可得到干燥、纯净的氯气。将氯气通入Ⅰ装置,氯气与Sn反应可制得SnCl4蒸气,将SnCl4蒸气经装置Ⅲ冷却,可得到SnCl4液体。由于SnCl4易水解,为防止空气中的水蒸气进入装置Ⅲ以及吸收多余的Cl2,可在装置Ⅲ后连接Ⅵ装置。

1)根据仪器特点解答仪器名称,装置IIKMnO4HCl反应制Cl2

2)依据上述分析进行仪器连接;需注意制备的氯气应先除杂后干燥,干燥、纯净的氯气再和Sn反应,因为SnCl4易水解,应在收集SnCl4的装置后边连接干燥装置,防止空气中的水蒸气进入,同时要吸收尾气Cl2

3)气密性的检验可采用加热法,升高发生装置体系内气体的温度,可以增大压强,使体系内空气外逸,当温度恢复初始温度时,体系内压强减小,导致浸没在水中的导气管内倒吸一段水柱;防止SnO2反应以及防止生成的SnCl4水解,实验开始应先通Cl2排尽装置中空气;

4)根据信息书写方程式;

5)用重铬酸钾滴定法测定SnCl2时,发生的反应为2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+ 6Fe2+ + Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式3Sn2+~Cr2O72-,由消耗的K2Cr2O7计算SnCl2,进一步计算SnCl2的含量;Sn2+具有强还原性,易被O2氧化。

1冷凝管的名称是直形冷凝管;装置Ⅱ中是KMnO4HC1制备氯气的反应,高锰酸钾中的锰元素由+7价降低到+2价生成Mn2+HCl中的氯元素由-1价升高到0价生成氯气,离子反应方程式为2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。本小题答案为:直形冷凝管;2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O

2)装置Ⅱ为制备氯气的装置,产生的氯气中会混有HCl和水蒸气等杂质气体,将气体通过V装置,V装置中的饱和食盐水可除去HCl,再将气体通过Ⅳ装置,Ⅳ装置中的浓硫酸可除去水蒸气,可得到干燥、纯净的氯气。将氯气通入Ⅰ装置,氯气与Sn反应可制得SnCl4蒸气,将SnCl4蒸气经装置Ⅲ冷却,可得到SnCl4液体。由于SnCl4易水解,为防止外界空气中的水蒸气进入装置Ⅲ以及吸收多余Cl2防污染大气,可在装置Ⅲ后连接Ⅵ装置。根据上述分析该装置的连接顺序是BIHEFNACDJKBIHEFNACDKJ 。本小题答案为:BIHEFNACDJKBIHEFNACDKJ

3)检查装置的气密性用加热法,操作为:关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好;防止SnO2反应以及防止生成的SnCl4水解,实验开始应先通Cl2排尽装置中空气,故实验开始时的操作为:先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯。本小题答案为:关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好;先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯。

4)根据表格所给信息,SnCl4易水解生成固态二氧化锡,将四氯化锡少许暴露于空气中,还可看到白色烟雾,说明水解产物中还有HClHCl与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,现象为白雾,化学方程式为SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。本小题答案为:SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl

5)用重铬酸钾滴定法测定SnCl2时,发生的反应为2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+ 6Fe2+ + Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式3Sn2+~Cr2O72-(或根据得失电子守恒判断),实验中消耗的n(K2Cr2O7)= 0.1000mol·L-1×0.015L=0.0015mol,则25.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.0015mol×3=0.0045mol,则250.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.045molm(SnCl2)=0.045mol×190g/mol=8.55g,则mg产品中SnCl2的含量为8.55g/mg×100%=%;根据反应“2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+得出Sn2+的还原性强于Fe2+Sn2+在空气中易被氧化,测定结果随时间延长逐渐变小是因为SnCl2被氧气氧化,发生2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O反应,滴定时消耗的重铬酸钾的量减少,由此计算出的SnClspan>2量减小,测量结果变小。本小题答案为:855/m 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O

练习册系列答案
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【题目】草酸是植物(特别是草本植物)常具有的成分,具有广泛的用途。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华,170℃以上分解。常温下它的电离常数 K1=5.4×102K2=5.4×105。回答下列问题:

(1)拟用下列装置分解草酸制备少量纯净的CO,其合理的连接顺序为__________(填字母序号)

(2)相同温度条件下,分别用3支试管按下列要求完成实验:

试管

A

B

C

加入试剂

4mL 0.01mol/L KMnO4

1ml 0.1moL/L H2SO4

2mL 0.1mol/L H2C2O4

4mL 0.02mol/L KMnO4

1ml 0.1moL/L H2SO4

2mL 0.1mol/L H2C2O4

4mL 0.03mol/L KMnO4

1ml 0.1moL/L H2SO4

2mL 0.1mol/L H2C2O4

褪色时间

28

30

不褪色

写出试管B中发生反应的离子方程式____________________;上述实验能否说明相同条件下,反应物浓度越大,反应速率越快__________(选填不能”);简述你的理由:_______________

(3)设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的有___________(填序号)

A.室温下,取0.010mol/LH2C2O4溶液,测其pH=2

B.室温下,取0.010mol/LNaHC2O4溶液,测其pH >7

C.室温下,取pH=a(a<3)H2C2O4溶液稀释100倍后,测其pH< a+2

D.标况下,取0.10mol/LH2C2O4溶液100mL与足量锌粉反应,收集到H2体积为224mL

(4)为测定某H2C2O4溶液的浓度,取20.00mL H2C2O4溶液于锥形瓶中,滴入2-3滴指示剂,用0.1000mol/LNaOH溶液进行滴定,并进行3次平行实验,所用NaOH溶液体积分别为19.98mL20.02mL22.02mL

①所用指示剂为__________;滴定终点时的现象为____________________________________

H2C2O4溶液物质的量浓度为__________

③下列操作会引起测定结果偏高的是__________(填序号)

A.滴定管在盛装NaOH溶液前未润洗

B.滴定过程中,锥形瓶震荡的太剧烈,以致部分液体溅出

C.滴定前读数正确,滴定终点时俯视读数

D.滴定前读数正确,滴定终点时仰视读数

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【题目】利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:

①量取50mL 0.25mol/L H2SO4溶液倒入小烧杯中,测量温度;

②量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,测量温度;

③将NaOH溶液倒入小烧杯中,混合均匀后测量混合液温度。请回答:

(1)如图所示,仪器A的名称是_______________

(2)NaOH溶液稍过量的原因 ______________

(3)加入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。

A.沿玻璃棒缓慢加入 B.一次迅速加入 C.分三次加入

(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 _________________________

(5)实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)______

a.实验装置保温、隔热效果差

b.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

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【题目】如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板ab分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6mol HCl,甲室中充入NH3H2的混合气体,静止时活塞位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g

1)甲室中气体的物质的量为____mol

2)甲室中气体的质量为____g

3)甲室中NH3H2的平均相对分子质量为___

4)经过查资料知道HCl+NH3=NH4ClNH4Cl常温下是固体),如果将板a去掉,当HClNH3完全反应后,活塞b将静置于刻度___处(填数字)

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【题目】人体血液里Ca2+的浓度一般采用mg·cm-3来表示。抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。

(配制KMnO4标准溶液)如图是配制50mL KMnO4标准溶液的过程示意图。

(1)请你观察图示判断,其中不正确的操作有__________(填序号)。

(2)如果用图示的操作配制溶液,所配制的溶液浓度将__________(填“偏大”或“偏小”)。

(测定血液样品中Ca2+的浓度)抽取血样20.00mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020mol·L-1 KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00mL KMnO4溶液。

(3)已知草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mnx++10CO2↑+8H2O则方程式中的x=__________

(4)经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为__________mg·cm-3

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关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是(

A.H+ClO-Cl2B.H+ClO-Cl-C.HClClO-Cl-D.H+HClOCl2

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A. CxHy2x B. CxHyx C. CxH2y2x D. CxHy

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【题目】某溶液中可能含有大量的Mg2+Al3+HCl,向该溶液中逐滴加入0.5 mol·L1NaOH溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示,则可判断原溶液中

A.Mg2+,没有Al3+

B.Al3+,没有Mg2+

C.Mg2+Al3+

D.有大量的HMg2+Al3+

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【题目】一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。

电池工作时发生的反应为:

RuII RuII *(激发态)

RuII *→RuIII+e-

I3-+ 2e-→3I-

RuIII+3I-→RuII++ I3-

下列关于该电池叙述错误的是 ( )

A. 电池中镀Pt导电玻璃为正极

B. 电池工作时,I离子在镀Pt导电玻璃电极上放电

C. 电池工作时,电解质中II3浓度不会减少

D. 电池工作时,是将太阳能转化为电能

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