Question

SnCl₄的制备需分两步进行，第一步是金属Sn的制备，第二步由Sn和Cl₂反应生成SnCl₄．
第一步：金属Sn的制备--以锡石SnO₂为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡，该反应的化学方程式为：______，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式为______．
第二步：SnCl₄的制备--用干燥、纯净的Cl₂与熔融的Sn反应制SnCl₄，同时放出大量的热．已知SnCl₄常温下是无色液体，沸点114℃，遇潮湿空气便发生水解反应，Sn的熔点：231℃，右图是制取SnCl₄的实验装置．
试回答以下问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为______；
（2）当反应生成SnCl₄时，应熄灭______处的酒精灯，理由是______；
（3）装置B的主要缺点是______，装置D的主要缺点是______；
（4）即使装置B和装置D进行改进后，老师说该实验装置设计仍不完整，请你协助该研究小组设计出所缺装置（须标出试剂的名称）并在下边方框中画出．

Answer 1

解：利用质量守恒定律和写出化学方程式，应为SnO₂+2CSn+2CO；电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极发生还原反应生成Sn，电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极 Sn²⁺+2e^-=Sn．故答案为：SnO₂+2CSn+2CO；Sn²⁺+2e^-=Sn；
（1）A为实验室制备氯气的反应，化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O故答案为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂；
（2）该反应放热，停止加热B装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；故答案为：B；依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（3）反应需控制在一定温度范围之内，需要温度计；根据题意知SnCl₄遇潮湿空气便发生水解反应，生成物应干燥，在装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管可达到目的，故答案为：缺少温度计；装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管；
（4）A制得的氯气没有除杂和干燥，会导致SnCl₄水解，不利于SnCl₄制备，则在A、B之间加除杂和干燥装置，故答案为：．
分析：根据反应物和生成物，利用质量守恒定律和写出化学方程式，应为SnO₂+2CSn+2CO；电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极发生还原反应生成Sn，电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极 Sn²⁺+2e^-=Sn．
（1）A为实验室制备氯气的反应，化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）根据题意，该反应放热，停止加热B装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（3）反应需控制在231℃以上，需要温度计；SnCl₄遇潮湿空气便发生水解反应，生成物应干燥；
（4）A制得的氯气没有除杂和干燥，会导致SnCl₄水解．
点评：本题考查较为综合，涉及到物质的制备、电解、除杂等问题实验方案的设计和评价．