錫及其化合物

1、.1錫及其化合物2011級化基班：劉航.2 1812年5月9日，法軍60萬人兵臨莫斯科。俄國沙皇采取了堅(jiān)壁清野的措施，這使法軍陷入糧荒之中。然而，幾周后的冷空氣則給拿破侖大軍帶來了致命的詛咒。在饑寒交迫下，1812年冬天，拿破侖大軍被迫從莫斯科撤退，沿途60萬士兵被活活凍死，到12月初，60萬拿破侖大軍只剩下了不到1萬人。是什么打敗了不可一世的拿破侖？原來，法軍的制服上，采用的都是錫制紐扣，而在寒冷的氣候中，錫制錫制紐扣會發(fā)生化學(xué)變化成為粉末。由于衣服上沒有了紐扣，數(shù)十萬拿破侖大軍在寒風(fēng)暴雪中形同敞胸露懷，許多人被活活凍死。一名俄國人這么描述拿破侖軍隊(duì)撤退：“那些男人就如同是一群魔鬼，他們裹著

2、女人的斗篷、奇怪的地毯碎片或者燒滿小洞的大衣?！焙翢o疑問，毫無疑問，1812冬天的寒冷冬天的寒冷溫度是造成拿破侖征俄大軍崩潰的主要因素溫度是造成拿破侖征俄大軍崩潰的主要因素。為什么錫制的紐扣在寒冷的氣溫下會變成粉末？學(xué)習(xí)完為什么錫制的紐扣在寒冷的氣溫下會變成粉末？學(xué)習(xí)完，相信你就會找到答案！，相信你就會找到答案！.3.4二、錫單質(zhì)二、錫單質(zhì) 在常壓下錫有3種同素異形體。以灰錫灰錫(錫)、白錫白錫(錫)或脆錫脆錫的狀態(tài)存在。 灰錫灰錫呈粉末狀，屬金剛石型等軸晶系，為金剛石形立方晶系，密度5.75克/立方厘米。 白錫白錫屬于四方晶系，密度為5.75克/立方厘米：白錫很軟，將錫條彎曲時，由于晶體間的

3、摩擦，放出唧唧的響聲，稱為“錫鳴”，它沒有延性，不能拉成細(xì)絲：但富有展性，可壓成極薄的錫箔。當(dāng)白錫處于低于291K的環(huán)境中時，它會轉(zhuǎn)化為灰錫，但轉(zhuǎn)化速率極慢，225K左右轉(zhuǎn)化的很快?；义a本身是這個轉(zhuǎn)化反應(yīng)的催化劑，因此一經(jīng)轉(zhuǎn)變，速率大為加快。錫制品長期處于低溫而毀壞成粉末，就是因?yàn)檫@個性質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為“錫疫錫疫”。最早由亞里士多德亞里士多德發(fā)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^在錫中加入鉍鉍或銻銻，可以有效地抑制錫的退化。 當(dāng)錫處于高溫狀態(tài)時，例如接近熔點(diǎn)，它的特性又會進(jìn)一步改變，延展性變得較弱，在這個狀態(tài)，錫塊容易斷裂，叫做脆錫脆錫。脆錫為正交晶系，密度6.54克/立方厘米。白錫的晶白錫的晶體結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)物

4、理性質(zhì)：錫疫錫疫.5化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)常溫下錫表面形成保護(hù)膜，所以錫在空氣中和水中是最穩(wěn)定的。若在鐵皮的表面鍍上錫，也就是我們常見的馬口鐵馬口鐵，可以起到防腐的作用。1、錫能與酸堿反應(yīng)。它與鹽酸反應(yīng)生成SnCl2: Sn + 2HCl = SnCl2 + H22、與稀HNO3和濃HNO3反應(yīng)產(chǎn)物分別為Sn(NO3)2和-錫酸（組成不固定的含水二氧化錫）:Sn + 8HNO3(稀) = 3Sn(NO3)2 +2NO+ 4H2O Sn + 4HNO3(濃) = H2SnO3 + 4NO2+ H2O -錫酸不溶于酸和堿。3、錫和濃硫酸反應(yīng)生成SnSO4: Sn + 2H2SO4(濃) = SnSO4

5、+ SO2+ 2H2O4、錫與熱的建業(yè)反應(yīng)生成羥基配合物： Sn + 2KOH + 4H2O = K2 Sn(OH)6 + 2H25、在室溫下，錫與Cl2、Br2反應(yīng)，在微熱時，與F2、I2反應(yīng)生成SnX4: Sn + 2X2 = SnX4錫的應(yīng)用錫的應(yīng)用錫具有較好的耐腐蝕性，大量應(yīng)用于制造合金（比如馬口鐵），其合金具有良好的抗蝕性和及機(jī)械性能，因此，這類合金用于機(jī)械制造業(yè)。高純錫廣泛用于電子工業(yè)，半導(dǎo)體工業(yè)和制造超導(dǎo)合金（比如Nb3Sn）。錫的歷史錫的歷史錫是古代五金之一，青銅的組成部分。早在前36世紀(jì)，錫就被用來硬化銅。約從前7世紀(jì)開始人類認(rèn)識到純的錫。于戰(zhàn)國時期就開始用作武器的主要材料。

6、無錫即以此命名，相傳無錫于戰(zhàn)國時期盛產(chǎn)錫，到了錫礦用盡之時，人們就以無錫來命名這地方，作為天下沒有戰(zhàn)爭的寄望。.6三、三、Sn(Sn(、) ) 的性質(zhì)的性質(zhì)、Sn(Sn() )的還原性的還原性 酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) 堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)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請與常見還原劑的電極電勢相對比： 酸性介質(zhì)酸性介質(zhì) 堿

7、性介質(zhì)堿性介質(zhì)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- 從電極電勢中可以看出，Sn()在酸性和堿性介質(zhì)中均具有還原性，而在堿性介質(zhì)中更為突出。Sn2+與Fe3+、Hg2+反應(yīng)分別生成Sn4+、Fe2+及Sn4+、Hg22+或Hg。 2Hg22+Sn2+2Cl-=Hg2Cl2(白色)+Sn4+ ； Hg2Cl2+Sn2+=2Hg(黑色)+Sn2+2

8、Cl- 在堿性介質(zhì)中，Sn()可將Bi()還原成金屬Bi:3Sn(OH)3+2Bi3+9OH-=3Sn(0H)62-+2Bi、Sn2+ 、Sn4+ 的氫氧化物的氫氧化物 Sn(OH)2能存在于pH=5以下的酸性溶液中，且具有明顯的兩性。在酸性介質(zhì)中以Sn2+存在；在堿性介質(zhì)中以Sn(OH)3 的形式存在。 Sn4+的離子勢極大，它只能存在于pH=1.2以下的強(qiáng)酸性溶液中。它的氫氧化物是未知的。Sn()能水解得到組成不固定的二氧化錫水合物xSnO2y H2O，稱為錫酸，有兩種變體錫酸和錫酸。前者能溶于酸和堿，后者不溶于酸和堿。前者是由四價(jià)錫鹽在低溫下水解制得，后者通常在高溫下水解制得。.7四、錫

9、的氧化物四、錫的氧化物錫的氧化物主要有SnO、SnO2、SnO的性質(zhì) SnO具有兩種變體，型是黑色的，屬于四方晶系：型是紅色的，屬于正交晶型。型轉(zhuǎn)變?yōu)樾托枰谡婵罩?50溫度中完成。SnO是一種偏堿性的兩性氧化物，不溶于水。1、加熱條件下，氫氣可還原一氧化錫為單質(zhì)；2、SnO在空氣中熱至150迅速被氧化為SnO2并發(fā)光：2SnO + O2 = SnO2；3、SnO與F2共熱至200時開始反應(yīng)，500時反應(yīng)完全；與Cl2、Br2反應(yīng)則相應(yīng)的需要更高的溫度： 2SnO + 2Cl2 = SnO2 + SnCl2；4、SnO與HCl（g）在室溫下相遇生成SnCl2;、SnO2的性質(zhì) SnO2晶體有四

10、方晶系及正交晶系兩種變體，一般為白色、淡灰色或淡黃色粉末。SnO2在高于1800時升華而無熔點(diǎn)，密度為6.95g/cm3，SnO2在自然界以錫石的形式存在。SnO2是一種偏酸性的兩性氧化物。1、在加熱條件下，SnO2能被氫氣還原為SnO或Sn；2、SnO2在400時就可與CO開始反應(yīng)：SnO2(s) + CO(g) = SnO(g) + CO2(g)SnO(g) + CO(g) = Sn(l) + CO2(g)3、SnO2與F2在溫度升到500時反應(yīng)為SnF4和O2；而與Cl2反應(yīng)熱則需要更高的溫度： SnO2 + 2Cl2 = SnCl4 + O2（800）4、SnO2與HCl氣體只需咋40

11、0以下就可以開始反應(yīng)，生成SnCl4和水；SnO2金紅石型結(jié)構(gòu)金紅石型結(jié)構(gòu).85、在隔絕空氣的條件下，把SnO溶于苛性鈉中，可以獲得NaSn(OH)3。SnO + NaOH + H2O = NaSn(OH)36、FeS與SnO混合并熱到575時，SnO將部分Fe（）氧化為Fe（）: 4SnO + 3FeS = 3SnS + Fe3O4 + Sn 7、 SnO的制備：由甲酸亞錫酸熱分解可得：S n ( H C O O )2= = = S n O + 2 C O + H2O (250350)熱分解Sn(OH)2也可獲得SnO。8、用途： 用作還原劑，制備亞錫鹽，還用于電鍍和玻璃工業(yè)。5、SnO2難

12、溶于酸和堿溶液中，在較稀的酸和堿中均穩(wěn)定，濃度較高時，可溶解很少的SnO2,其反應(yīng)式為：SnO2 + 2H2O + OH- = Sn(OH)5- (反應(yīng)可逆)；紅熱的SnO2能少量溶于濃鹽酸中，SnO2溶于不同濃度的濃硫酸生成SnSO4；與熔融的苛性堿反應(yīng)生成錫酸鹽，其反應(yīng)為：SnO2 + 2NaOH = Na2SnO3 + H2O6、SnO2和碳酸鈉、硫磺混合并加熱，發(fā)生反應(yīng)，生成硫代錫（）酸鈉：SnO2+2NaCO3+4S=Na2SnS3+Na3SO4+ 2CO27、SnO2的制備：大量制備的方法為：把金屬Sn置于空氣流中高溫灼燒，Sn被氧化為SnO2；在N2中，加熱SnSO4到378時熱

13、分解為SnO2。 8、用途 主要用作琺瑯釉及乳白玻璃的原料。.9五、錫的鹵化物五、錫的鹵化物、SnClSnCl2 2的性質(zhì)的性質(zhì) SnCl2是一種具有油狀光澤的白色晶體，屬于正交晶系。密度為3.95g/cm3。1、氧氣與SnCl2一接觸即生成SnOCl，當(dāng)溫度升至220時，SnCl2無論是在氧氣中還是在空氣中都生成SnO2和SnCl4: 2SnCl2+O2=SnO2+SnCl4 ；2、在210605時，錫能被H2還原成Sn； 3、SnCl2能被Cl2氧化為SnCl4。4、SnCl2是一種路易斯酸，在濃的鹽酸中能生成SnCl3-配離子。在室溫下與NH3反應(yīng)能生成加合物SnCl2NH3和SnCl2

14、2NH3。5、SnCl2的水溶液具有還原性及水解性：它能吸收空氣中的氧氣生成氯氫氧化錫及四氯化錫： 6Sn2+O2+4HCl=2SnCl4+4Sn(OH)Cl；干燥的ZnCl2在空氣中也會因發(fā)生水解而變質(zhì)，在水溶液中會水解為為Sn(OH)Cl。、SnClSnCl4 4的性質(zhì)的性質(zhì)1、氫氣可以將SnCl4還原為SnCl2和錫。2、SnCl4極易水解，水解的產(chǎn)物很復(fù)雜，但主要是錫酸，所以配制SnCl4時要先用鹽酸酸化。3、SnCl4是弱的路易斯酸：它溶于鹽酸或其他可溶性氯化物水溶液，可生成氯錫陰離子SnCl62-；它溶于液態(tài)H2S中，可生成加合物SnCl42H2S及SnCl44H2S；它吸收干燥的

15、氨氣，形成白色固體氨合物SnCl42NH3；等等。.10六、錫的硫化物六、錫的硫化物錫的硫化物中最重要的是SnS(暗棕)，SnS2(黃)。它們通常由它們的鹽通H2S來制備。錫的硫化物都難溶于水。低價(jià)態(tài)的硫化物通常偏堿性、高價(jià)態(tài)顯酸性或兩性偏酸。、SnS的性質(zhì)的性質(zhì)1、室溫下SnS可與F2反應(yīng)生成SnF4和SF6，常溫下與Cl2也能反應(yīng)，與Br2、I2的反應(yīng)需要在加熱的條件下。2、SnS與氣態(tài)HCl在加熱條件下反應(yīng)，生成SnCl2和H2S。3、較強(qiáng)的氧化劑（如CuCl2，F(xiàn)eCl3）能把SnS氧化為Sn4+：4CuCl2 + SnS = SnCl4 + 2Cu2Cl2 + S4FeCl3 + SnS = SnCl4 + 4FeCl2 + S4、Sn()不能形成硫代錫（）酸鹽，只有被氧化為Sn()時才可以。因此SnS不溶于（NH4）2S水溶液，但卻可以溶于（NH4）2S2水溶液，原因是多硫離子具有氧化性，可以把Sn()氧化為Sn(),進(jìn)而形成硫代錫酸鹽（NH4）2SnS3,其反應(yīng)為：