Question

19．鈰、鉻、錫雖不是中學階段常見的金屬元素，但在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用．
（1）二氧化鈰（CeO₂）是一種重要的稀土氧化物，在平板電視顯示屏中有著重要應用．CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，CeO₂在該反應中作氧化劑．
（2）自然界鉻（Cr）主要以+3價和+6價存在．+6價的Cr能引起細胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價的鉻．完成并配平下列離子方程式：
1Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺□═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O
（3）實驗室配制SnCl₂溶液時往往因為生成Sn（OH）Cl而變渾濁，該過程的化學反應方程式為SnCl₂+H₂0?Sn（OH）Cl+HCl．氯氣與金屬錫在加熱時可制得SnCl₄，SnCl₄的熔點為-33℃，沸點為114℃，SnCl₄極易水解，在潮濕的空氣中有發(fā)煙現(xiàn)象．實驗室可以通過如圖所示裝置制備SnCl₄（夾持裝置略）．

①裝置Ⅰ中發(fā)生反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②裝置Ⅱ中的最佳試劑為飽和氯化鈉溶液，裝置Ⅶ的作用為防止空氣中水蒸氣進入Ⅵ中，SnCl₄水解．
③Ⅳ中加熱的作用之一是促進氯氣與錫粉反應，加熱的另一作用為加熱促進SnCl₄氣化，便于分離．
④為測定實驗中所用錫粉的純度（雜質(zhì)不參與下列反應）：取質(zhì)量為m g的錫粉溶于足量稀硫酸中，向生成的SnSO₄溶液中加入過量的Fe₂（SO₄）₃溶液，用物質(zhì)的量濃度為c mol•L^-1的K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，共用去K₂Cr₂O₇溶液的體積為V L，則錫粉中Sn的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{3cVM}{M}$（已知Fe³⁺可將Sn²⁺氧化為Sn⁴⁺，酸性環(huán)境下Cr₂O₇^2-可被還原為Cr³⁺）．

Answer 1

分析 （1）CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，Ce元素的化合價由+4價降低為+3價；
（2）從質(zhì)量守恒、電荷守恒和電子守恒的角度配平方程式；
（3）由裝置圖可知裝置Ⅰ應為制備氯氣裝置，涉及離子反應為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ為飽和食鹽水，裝置Ⅲ為濃硫酸，氯氣經(jīng)除雜，干燥后與錫在裝置Ⅳ中反應生成SnCl₄，經(jīng)冷卻后在裝置Ⅵ中收集，因SnCl₄極易水解，應防止空氣中的水蒸氣進入裝置Ⅵ中，
①A為制備氯氣裝置，在加熱條件下進行，應為濃鹽酸和二氧化錳的反應；
②B為飽和食鹽水，C為濃硫酸，氯氣經(jīng)除雜，干燥后與錫在D中反應生成SnCl₄，因SnCl₄極易水解，F(xiàn)可起到防止空氣中的水蒸氣進入E中；
③加熱促進SnCl₄氣化，便于分離；
④用已知濃度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，根據(jù)原子守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒可得關系式：Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇，據(jù)此計算．

解答 解：（1）CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，Ce元素的化合價由+4價降低為+3價，則CeO₂在反應中作氧化劑，
故答案為：氧化；
（2）反應中Cr元素化合價由+6價降低到+3價，S元素化合價由+4價升高到+6價，則最小公倍數(shù)為12，由電子守恒和原子守恒、電荷守恒可知配平后的離子方程式為Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂0，
故答案為：1；3；8H⁺；2；3；4；
（3）SnCl₂在溶液中發(fā)生水解生成Sn（OH）Cl，其反應方程式為：SnCl₂+H₂0?Sn（OH）Cl+HCl；
故答案為：SnCl₂+H₂0?Sn（OH）Cl+HCl；
由裝置圖可知裝置Ⅰ應為制備氯氣裝置，涉及離子反應為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，裝置Ⅱ為飽和食鹽水，裝置Ⅲ為濃硫酸，氯氣經(jīng)除雜，干燥后與錫在裝置Ⅳ中反應生成SnCl₄，經(jīng)冷卻后在裝置Ⅵ中收集，因SnCl₄極易水解，應防止空氣中的水蒸氣進入裝置Ⅵ中，
①裝置Ⅰ中濃鹽酸與MnO₂在加熱時發(fā)生反應產(chǎn)生氯氣．發(fā)生反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②由于鹽酸有揮發(fā)性，所以在制取的氯氣中含有雜質(zhì)HCl，在與金屬錫反應前要除去，因此裝置Ⅱ中的最佳試劑為除去HCl同時還可以減少氯氣消耗的飽和食鹽水；SnCl₄極易水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙．為了防止鹽水解，所以要防止起水解．裝置Ⅶ的作用為防止空氣中的水蒸氣進入Ⅵ中使SnCl₄水解，
故答案為：飽和氯化鈉溶液；防止空氣中水蒸氣進入Ⅵ中，SnCl₄水解；
③如果沒有裝置Ⅲ，則在氯氣中含有水蒸汽，所以在Ⅳ中除生成SnCl₄外，還會生成SnCl₄水解產(chǎn)生的含錫的化合物Sn（OH）₄或SnO₂，加熱促進SnCl₄氣化，便于分離，
故答案為：加熱促進SnCl₄氣化，便于分離；
④令錫粉中錫的質(zhì)量分數(shù)為x，則：
Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇
M g                    $\frac{1}{3}$mol
mx g                     cV mol
故 M g：mx g=$\frac{1}{3}$mol：cV mol
解得x=$\frac{3cVM}{M}$，
故答案為：$\frac{3cVM}{M}$．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，涉及儀器的識別、氯氣的實驗室制取方法、實驗操作的目的、鹽的水解、物質(zhì)產(chǎn)率的計算等知識，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握題給信息，結合物質(zhì)的性質(zhì)設計實驗步驟，題目難度不大．