Question

（18分）锡是一种银白色而又柔软的金属, 2000年前人类就已开始使用锡。金属锡为排列在白金，黄金及银后面的第四种贵金属，它富有光泽、无毒、不易氧化变色，具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。请回答下列有关锡的问题：
（1）锡在自然界几乎都以锡石的形式存在，此外还有极少量的锡的硫化物矿。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____________。
（2）锡的氯化物有SnCl₂和SnCl₄。SnCl₂是生产和化学实验中常用的还原剂，易发生水解；SnCl₄常温下是无色液体，在空气中极易水解，熔点—36℃，沸点114℃。
Ⅰ．若实验室中以SnCl₂固体配制SnCl₂溶液，试简述操作方法     。
Ⅱ．某实验小组拟利用下图中的仪器，设计组装一套实验装置，用熔融的金属锡与干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡(此反应过程放出大量的热)，已知金属锡的熔点为231℃。请回答下列各问题:

①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)____接____、____接____、____接____、____接____、____接____。
②装置Ⅵ的作用是___________；装置Ⅳ的作用是___________。
③冷凝管里冷却水的流向是从___________进入，从___________流出。
④试验时点燃Ⅰ处酒精灯，加热温度应大于         ℃，待                   即可停止加热。
⑤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_______________。
⑥该实验装置中还存在的一个问题是                                 。

Answer 1

（1）SnO₂+CSn+CO  Sn²⁺+2e^-="Sn"
（2）Ⅰ先将SnCl₂固体溶解在少量浓盐酸中，再加水稀释，同时在新配制好的溶液中加少量金属Sn，以防止被氧化。
Ⅱ①B、J；I、K；A、C；D、G；H、E（或F）
②除去Cl₂中的HCl和水气；防止空气中水蒸气进入收集SnCl₄瓶内。
③Q；P
④231℃，锡粒熔化
⑤有白雾产生
⑥缺少最后的尾气吸收装置，应用盛有NaOH（或碱）溶液的烧杯吸收多余Cl₂

本题插图应该是：

（1）焦炭与锡石在高温下发生氧化还原反应生成锡，炭被氧化为CO（高温下碳的低价氧化物稳定），即：SnO₂+CSn+CO
金属的精炼时，纯锡做阴极，溶液中的锡离子得电子析出：Sn²⁺+2e^-="Sn"
（2）Ⅰ．综合题目所给信息，SnCl₂易水解、易氧化，故应将SnCl₂固体溶解在少量浓盐酸中，抑制其水解，加水稀释后，加金属锡，以防止其氧化：Sn⁴⁺+Sn=2Sn²⁺
Ⅱ．①制取四氯化锡首先得制取干燥纯净的氯气，所需装置为II、VI，用饱和食盐水吸收HCl气体，用浓硫酸干燥，气流遵循“长进短出”，接口顺序为B、J；I
装置I为四氯化锡的制取装置，由于反应放大量的热，过量的氯气及气化的四氯化锡混合从运管A口逸出，随后需要冷凝管（装置III）进行冷却，经冷凝的四氯化锡液体收集要装置V中，接口顺序为I、K；A、C；D、G；H
为防止空气中的水蒸气进入装置V中（四氯化锡极易水解，保证其无水环境），H接口后应连接装置IV，其中的CaCl₂可阻止空气的水分；
综合可知，接口顺序为B、J；I、K；A、C；D、G；H、E
②装置Ⅵ的作用是除去Cl₂中的HCl和水气；装置Ⅳ的作用是防止空气中水蒸气进入收集SnCl₄瓶内；
③为保证冷凝水的冷凝效果，应从低口Q进，高口P出，使热气遇到的一直是冷水
④加热温度只需超过金属锡的熔点为231℃即可，由于反应大量放热，待锡粒熔化后即可停止加热
⑤四氯化锡少许暴露于空气，与水水解，生成大量的极易溶于水的HCl气体，形成白雾
⑥由于氯气有毒，而本实验缺少尾气吸收装置，应用盛有NaOH（或碱）溶液的烧杯吸收多余Cl₂