Question

14．四氯化錫常用于染色的媒染劑等，工業(yè)上常用氯氣與金屬錫反應(yīng)制備四氯化錫．已知SnCl₄為無色液體，熔點-33℃，沸點114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙．實驗室可用下列裝置合成四氯化錫（夾持裝置略）．

（1）裝置D的名稱為蒸餾燒瓶；
（2）裝置A中固體B為黑色粉末，寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）假設(shè)沒有裝置C，在D中除生成SnCl₄外，可能得到的副產(chǎn)物為SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（4）裝置H中盛放足量的FeBr₂溶液可吸收尾氣，其反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）該實驗裝置存在設(shè)計缺陷，你的改進(jìn)措施為在裝置G、H之間連接盛有堿石灰的干燥管（或U形管）．
（6）若裝置A中標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.72L氣體，假設(shè)不計氣體損耗且Sn足量，反應(yīng)完畢后在G中錐形瓶里收集到37.20g SnCl₄，則SnCl₄的產(chǎn)率為95.0%（已知SnCl₄相對分子質(zhì)量為261）．

Answer 1

分析 工業(yè)上常用氯氣與金屬錫反應(yīng)制備四氯化錫，D裝置燒瓶中含有Sn，則A目的是制取氯氣，常用MnO₂和濃鹽酸在加熱條件下制取，發(fā)生的反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)揮發(fā)，水在加熱條件下易變成水蒸氣，所以生成的氯氣中含有HCl、H₂O；SnCl₄為無色液體，熔點-33℃，沸點114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)，為防止D中生成的SnCl₄水解和Sn與HCl反應(yīng)，則B、C要除去HCl、Cl₂，用飽和的食鹽水除去HCl，用濃硫酸干燥Cl₂；G中收集的物質(zhì)是SnCl₄，氯氣具有強(qiáng)氧化性，溴化亞鐵具有還原性，能吸收氯氣；
（1）裝置D的名稱為蒸餾燒瓶；
（2）裝置A中固體B為黑色粉末，為二氧化錳，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（3）假設(shè)沒有裝置C，在D中除生成SnCl₄外，SnCl₄發(fā)生水解；
（4）氯氣和溴化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子顯被氧化生成鐵離子；
（5）SnCl₄發(fā)生水解，為防止水解，要防止H中的水蒸氣進(jìn)入G裝置；
（6）若裝置A中標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.72L氣體，該氣體是氯氣，n（Cl₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根據(jù)關(guān)系式得n（SnCl₄）=$\frac{1}{2}$n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×0.3mol=0.15mol，理論上m（SnCl₄）=0.15mol×261g/mol=39.15g，實際上得到37.20g SnCl₄，則SnCl₄的產(chǎn)率=$\frac{實際質(zhì)量}{理論質(zhì)量}×100%$．

解答 解：工業(yè)上常用氯氣與金屬錫反應(yīng)制備四氯化錫，D裝置燒瓶中含有Sn，則A目的是制取氯氣，常用MnO₂和濃鹽酸在加熱條件下制取，發(fā)生的反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)揮發(fā)，水在加熱條件下易變成水蒸氣，所以生成的氯氣中含有HCl、H₂O；SnCl₄為無色液體，熔點-33℃，沸點114℃，極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)，為防止D中生成的SnCl₄水解和Sn與HCl反應(yīng)，則B、C要除去HCl、Cl₂，用飽和的食鹽水除去HCl，用濃硫酸干燥Cl₂；G中收集的物質(zhì)是SnCl₄，氯氣具有強(qiáng)氧化性，溴化亞鐵具有還原性，能吸收氯氣；
（1）裝置D的名稱為蒸餾燒瓶，故答案為：蒸餾燒瓶；
（2）裝置A中固體B為黑色粉末，為二氧化錳，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）假設(shè)沒有裝置C，在D中除生成SnCl₄外，SnCl₄發(fā)生水解，所以可能得到的副產(chǎn)物有SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可），
故答案為：SnO₂（其它合理答案如Sn（OH）₄、H₂SnO₃、H₄SnO₄也可）；
（4）氯氣和溴化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子顯被氧化生成鐵離子，離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）SnCl₄發(fā)生水解，為防止水解，要防止H中的水蒸氣進(jìn)入G裝置，所以改進(jìn)措施為在裝置G、H之間連接盛有堿石灰的干燥管（或U形管），
故答案為：在裝置G、H之間連接盛有堿石灰的干燥管（或U形管）；
（6）若裝置A中標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.72L氣體，該氣體是氯氣，n（Cl₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，根據(jù)關(guān)系式得n（SnCl₄）=$\frac{1}{2}$n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$×0.3mol=0.15mol，理論上m（SnCl₄）=0.15mol×261g/mol=39.15g，實際上得到37.20g SnCl₄，則SnCl₄的產(chǎn)率=$\frac{實際質(zhì)量}{理論質(zhì)量}×100%$=$\frac{37.20g}{39.15g}×100%$=95.0%，
故答案為：95.0%．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及鹽類水解、氣體制備和性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)方程式的計算等知識點，明確實驗原理、物質(zhì)性質(zhì)、實驗基本操作等是解本題關(guān)鍵，知道各個裝置作用及可能發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．