锡及其化合物

1、.1锡及其化合物2011级化基班：刘航.2 1812年5月9日，法军60万人兵临莫斯科。俄国沙皇采取了坚壁清野的措施，这使法军陷入粮荒之中。然而，几周后的冷空气则给拿破仑大军带来了致命的诅咒。在饥寒交迫下，1812年冬天，拿破仑大军被迫从莫斯科撤退，沿途60万士兵被活活冻死，到12月初，60万拿破仑大军只剩下了不到1万人。是什么打败了不可一世的拿破仑？原来，法军的制服上，采用的都是锡制纽扣，而在寒冷的气候中，锡制锡制纽扣会发生化学变化成为粉末。由于衣服上没有了纽扣，数十万拿破仑大军在寒风暴雪中形同敞胸露怀，许多人被活活冻死。一名俄国人这么描述拿破仑军队撤退：“那些男人就如同是一群魔鬼，他们裹着

2、女人的斗篷、奇怪的地毯碎片或者烧满小洞的大衣。”毫无疑问，毫无疑问，1812冬天的寒冷冬天的寒冷温度是造成拿破仑征俄大军崩溃的主要因素温度是造成拿破仑征俄大军崩溃的主要因素。为什么锡制的纽扣在寒冷的气温下会变成粉末？学习完为什么锡制的纽扣在寒冷的气温下会变成粉末？学习完，相信你就会找到答案！，相信你就会找到答案！.3.4二、锡单质二、锡单质 在常压下锡有3种同素异形体。以灰锡灰锡(锡)、白锡白锡(锡)或脆锡脆锡的状态存在。 灰锡灰锡呈粉末状，属金刚石型等轴晶系，为金刚石形立方晶系，密度5.75克/立方厘米。 白锡白锡属于四方晶系，密度为5.75克/立方厘米：白锡很软，将锡条弯曲时，由于晶体间的

3、摩擦，放出唧唧的响声，称为“锡鸣”，它没有延性，不能拉成细丝：但富有展性，可压成极薄的锡箔。当白锡处于低于291K的环境中时，它会转化为灰锡，但转化速率极慢，225K左右转化的很快。灰锡本身是这个转化反应的催化剂，因此一经转变，速率大为加快。锡制品长期处于低温而毁坏成粉末，就是因为这个性质，这种现象称为“锡疫锡疫”。最早由亚里士多德亚里士多德发现。可以通过在锡中加入铋铋或锑锑，可以有效地抑制锡的退化。 当锡处于高温状态时，例如接近熔点，它的特性又会进一步改变，延展性变得较弱，在这个状态，锡块容易断裂，叫做脆锡脆锡。脆锡为正交晶系，密度6.54克/立方厘米。白锡的晶白锡的晶体结构体结构物理性质物

4、理性质：锡疫锡疫.5化学性质化学性质常温下锡表面形成保护膜，所以锡在空气中和水中是最稳定的。若在铁皮的表面镀上锡，也就是我们常见的马口铁马口铁，可以起到防腐的作用。1、锡能与酸碱反应。它与盐酸反应生成SnCl2: Sn + 2HCl = SnCl2 + H22、与稀HNO3和浓HNO3反应产物分别为Sn(NO3)2和-锡酸（组成不固定的含水二氧化锡）:Sn + 8HNO3(稀) = 3Sn(NO3)2 +2NO+ 4H2O Sn + 4HNO3(浓) = H2SnO3 + 4NO2+ H2O -锡酸不溶于酸和碱。3、锡和浓硫酸反应生成SnSO4: Sn + 2H2SO4(浓) = SnSO4

5、+ SO2+ 2H2O4、锡与热的建业反应生成羟基配合物： Sn + 2KOH + 4H2O = K2 Sn(OH)6 + 2H25、在室温下，锡与Cl2、Br2反应，在微热时，与F2、I2反应生成SnX4: Sn + 2X2 = SnX4锡的应用锡的应用锡具有较好的耐腐蚀性，大量应用于制造合金（比如马口铁），其合金具有良好的抗蚀性和及机械性能，因此，这类合金用于机械制造业。高纯锡广泛用于电子工业，半导体工业和制造超导合金（比如Nb3Sn）。锡的历史锡的历史锡是古代五金之一，青铜的组成部分。早在前36世纪，锡就被用来硬化铜。约从前7世纪开始人类认识到纯的锡。于战国时期就开始用作武器的主要材料。

6、无锡即以此命名，相传无锡于战国时期盛产锡，到了锡矿用尽之时，人们就以无锡来命名这地方，作为天下没有战争的寄望。.6三、三、Sn(Sn(、) ) 的性质的性质、Sn(Sn() )的还原性的还原性 酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质SnOSnO2 2 -0.088 SnO -0.104 Sn Sn(OH) -0.088 SnO -0.104 Sn Sn(OH)6 62-2- -0.93 SnOOH -0.93 SnOOH- - -0.91 Sn -0.91 SnSnSn4+ 4+ 0.15 Sn0.15 Sn2+ 2+ -0.137-0.137请与常见还原剂的电极电势相对比： 酸性介质酸性介质 碱

7、性介质碱性介质FeFe3+3+ 0.771 Fe 0.771 Fe2+2+、HgHg2+2+ 0.905 Hg 0.905 Hg2 22+ 2+ 0.799 Hg S0.799 Hg S -0.508 S-0.508 S2- 2- 、SOSO4 42-2- -0.93 SO -0.93 SO3 32-2- 从电极电势中可以看出，Sn()在酸性和碱性介质中均具有还原性，而在碱性介质中更为突出。Sn2+与Fe3+、Hg2+反应分别生成Sn4+、Fe2+及Sn4+、Hg22+或Hg。 2Hg22+Sn2+2Cl-=Hg2Cl2(白色)+Sn4+ ； Hg2Cl2+Sn2+=2Hg(黑色)+Sn2+2

8、Cl- 在碱性介质中，Sn()可将Bi()还原成金属Bi:3Sn(OH)3+2Bi3+9OH-=3Sn(0H)62-+2Bi、Sn2+ 、Sn4+ 的氢氧化物的氢氧化物 Sn(OH)2能存在于pH=5以下的酸性溶液中，且具有明显的两性。在酸性介质中以Sn2+存在；在碱性介质中以Sn(OH)3 的形式存在。 Sn4+的离子势极大，它只能存在于pH=1.2以下的强酸性溶液中。它的氢氧化物是未知的。Sn()能水解得到组成不固定的二氧化锡水合物xSnO2y H2O，称为锡酸，有两种变体锡酸和锡酸。前者能溶于酸和碱，后者不溶于酸和碱。前者是由四价锡盐在低温下水解制得，后者通常在高温下水解制得。.7四、锡

9、的氧化物四、锡的氧化物锡的氧化物主要有SnO、SnO2、SnO的性质 SnO具有两种变体，型是黑色的，属于四方晶系：型是红色的，属于正交晶型。型转变为型需要在真空中550温度中完成。SnO是一种偏碱性的两性氧化物，不溶于水。1、加热条件下，氢气可还原一氧化锡为单质；2、SnO在空气中热至150迅速被氧化为SnO2并发光：2SnO + O2 = SnO2；3、SnO与F2共热至200时开始反应，500时反应完全；与Cl2、Br2反应则相应的需要更高的温度： 2SnO + 2Cl2 = SnO2 + SnCl2；4、SnO与HCl（g）在室温下相遇生成SnCl2;、SnO2的性质 SnO2晶体有四

10、方晶系及正交晶系两种变体，一般为白色、淡灰色或淡黄色粉末。SnO2在高于1800时升华而无熔点，密度为6.95g/cm3，SnO2在自然界以锡石的形式存在。SnO2是一种偏酸性的两性氧化物。1、在加热条件下，SnO2能被氢气还原为SnO或Sn；2、SnO2在400时就可与CO开始反应：SnO2(s) + CO(g) = SnO(g) + CO2(g)SnO(g) + CO(g) = Sn(l) + CO2(g)3、SnO2与F2在温度升到500时反应为SnF4和O2；而与Cl2反应热则需要更高的温度： SnO2 + 2Cl2 = SnCl4 + O2（800）4、SnO2与HCl气体只需咋40

11、0以下就可以开始反应，生成SnCl4和水；SnO2金红石型结构金红石型结构.85、在隔绝空气的条件下，把SnO溶于苛性钠中，可以获得NaSn(OH)3。SnO + NaOH + H2O = NaSn(OH)36、FeS与SnO混合并热到575时，SnO将部分Fe（）氧化为Fe（）: 4SnO + 3FeS = 3SnS + Fe3O4 + Sn 7、 SnO的制备：由甲酸亚锡酸热分解可得：S n ( H C O O )2= = = S n O + 2 C O + H2O (250350)热分解Sn(OH)2也可获得SnO。8、用途： 用作还原剂，制备亚锡盐，还用于电镀和玻璃工业。5、SnO2难

12、溶于酸和碱溶液中，在较稀的酸和碱中均稳定，浓度较高时，可溶解很少的SnO2,其反应式为：SnO2 + 2H2O + OH- = Sn(OH)5- (反应可逆)；红热的SnO2能少量溶于浓盐酸中，SnO2溶于不同浓度的浓硫酸生成SnSO4；与熔融的苛性碱反应生成锡酸盐，其反应为：SnO2 + 2NaOH = Na2SnO3 + H2O6、SnO2和碳酸钠、硫磺混合并加热，发生反应，生成硫代锡（）酸钠：SnO2+2NaCO3+4S=Na2SnS3+Na3SO4+ 2CO27、SnO2的制备：大量制备的方法为：把金属Sn置于空气流中高温灼烧，Sn被氧化为SnO2；在N2中，加热SnSO4到378时热

13、分解为SnO2。 8、用途 主要用作珐琅釉及乳白玻璃的原料。.9五、锡的卤化物五、锡的卤化物、SnClSnCl2 2的性质的性质 SnCl2是一种具有油状光泽的白色晶体，属于正交晶系。密度为3.95g/cm3。1、氧气与SnCl2一接触即生成SnOCl，当温度升至220时，SnCl2无论是在氧气中还是在空气中都生成SnO2和SnCl4: 2SnCl2+O2=SnO2+SnCl4 ；2、在210605时，锡能被H2还原成Sn； 3、SnCl2能被Cl2氧化为SnCl4。4、SnCl2是一种路易斯酸，在浓的盐酸中能生成SnCl3-配离子。在室温下与NH3反应能生成加合物SnCl2NH3和SnCl2

14、2NH3。5、SnCl2的水溶液具有还原性及水解性：它能吸收空气中的氧气生成氯氢氧化锡及四氯化锡： 6Sn2+O2+4HCl=2SnCl4+4Sn(OH)Cl；干燥的ZnCl2在空气中也会因发生水解而变质，在水溶液中会水解为为Sn(OH)Cl。、SnClSnCl4 4的性质的性质1、氢气可以将SnCl4还原为SnCl2和锡。2、SnCl4极易水解，水解的产物很复杂，但主要是锡酸，所以配制SnCl4时要先用盐酸酸化。3、SnCl4是弱的路易斯酸：它溶于盐酸或其他可溶性氯化物水溶液，可生成氯锡阴离子SnCl62-；它溶于液态H2S中，可生成加合物SnCl42H2S及SnCl44H2S；它吸收干燥的

15、氨气，形成白色固体氨合物SnCl42NH3；等等。.10六、锡的硫化物六、锡的硫化物锡的硫化物中最重要的是SnS(暗棕)，SnS2(黄)。它们通常由它们的盐通H2S来制备。锡的硫化物都难溶于水。低价态的硫化物通常偏碱性、高价态显酸性或两性偏酸。、SnS的性质的性质1、室温下SnS可与F2反应生成SnF4和SF6，常温下与Cl2也能反应，与Br2、I2的反应需要在加热的条件下。2、SnS与气态HCl在加热条件下反应，生成SnCl2和H2S。3、较强的氧化剂（如CuCl2，FeCl3）能把SnS氧化为Sn4+：4CuCl2 + SnS = SnCl4 + 2Cu2Cl2 + S4FeCl3 + SnS = SnCl4 + 4FeCl2 + S4、Sn()不能形成硫代锡（）酸盐，只有被氧化为Sn()时才可以。因此SnS不溶于（NH4）2S水溶液，但却可以溶于（NH4）2S2水溶液，原因是多硫离子具有氧化性，可以把Sn()氧化为Sn(),进而形成硫代锡酸盐（NH4）2SnS3,其反应为：