锡及其化合物(课堂PPT).ppt

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周四,你知道吗？,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,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，,1812,冬天的寒冷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,锡及其化合物,，相信你就会找到答案！,2,一、锡的基础特性,3,二、锡单质,在常压下锡有,3,种同素异形体。以,灰锡,(,锡,),、,白锡,(,锡,),或,脆锡,的状态存在。,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,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,”。最早由,亚里士多德,发现。可以通过在锡中加入,铋,或,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,。脆锡为正交晶系，密度,6.54,克,/,立方厘米。,白锡的晶体结构,物理性质,：,锡疫,4,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,，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,SnCl,2,:,Sn+2HCl=SnCl,2,+H,2,2,、,与稀,HNO,3,和浓,HNO,3,反应产物分别为,Sn(NO,3,),2,和,-,锡酸（组成不固定的含水二氧化锡）,:,Sn+8HNO,3,(,稀,)=3Sn(NO,3,),2,+2NO,+4H,2,O,Sn+4HNO,3,(,浓,)=H,2,SnO,3,+4NO,2,+H,2,O,-,锡酸不溶于酸和碱。,3,、,锡和浓硫酸反应生成,SnSO,4,:,Sn+2H,2,SO,4,(,浓,)=SnSO,4,+SO,2,+2H,2,O,4,、,锡与热的建业反应生成羟基配合物：,Sn+2KOH+4H,2,O=K,2,Sn(OH),6,+2H,2,5,、,在室温下，锡与,Cl,2,、,Br,2,反应，在,微热时,，,与,F,2,、,I,2,反应生成,SnX,4,:,Sn+2X,2,=SnX,4,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,Nb,3,Sn,）,。,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。,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。,5,三、,Sn(,、,),的性质,、,Sn(,),的还原性,酸性介质,碱性介质,SnO,2,-0.088 SnO -0.104 Sn Sn(OH),6,2-,-0.93 SnOOH,-,-0.91 Sn,Sn,4+,0.15 Sn,2+,-0.137,请与常见还原剂的电极电势相对比：,酸性介质,碱性介质,Fe,3+,0.771 Fe,2+,、,Hg,2+,0.905 Hg,2,2+,0.799 Hg S,-0.508 S,2-,、,SO,4,2-,-0.93 SO,3,2-,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。,Sn,2+,与,Fe,3+,、,Hg,2+,反应分别生成,Sn,4+,、,Fe,2+,及,Sn,4+,、,Hg,2,2+,或,Hg,。,2Hg,2,2+,+Sn,2+,+2Cl,-,=Hg,2,Cl,2,(,白色,)+Sn,4+,；,Hg,2,Cl,2,+Sn,2+,=2Hg(,黑色,)+Sn,2+,+2Cl,-,在碱性介质中，,Sn(,),可将,Bi(,),还原成金属,Bi:3Sn(OH),3,+2Bi,3+,+9OH,-,=3Sn(0H),6,2-,+2Bi,、,Sn,2+,、,Sn,4+,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,Sn,2+,存在；在碱性介质中以,Sn(OH),3,的形式存在。,Sn,4+,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,xSnO,2,y H,2,O,，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。,6,四、锡的氧化物,锡的氧化物主要有,SnO,、,SnO,2,、,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,SnO,2,并发光：,2SnO+O,2,=SnO,2,；,3,、,SnO,与,F,2,共热至,200,时开始反应，,500,时反应完全；与,Cl,2,、,Br,2,反应则相应的需要更高的温度：,2SnO+2Cl,2,=SnO,2,+SnCl,2,；,4,、,SnO,与,HCl,（,g,）,在室温下相遇生成,SnCl,2,;,、,SnO,2,的性质,SnO,2,晶体有四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。,SnO,2,在高于,1800,时升华而无熔点，密度为,6.95g/cm,3,，,SnO,2,在自然界以锡石的形式存在。,SnO,2,是一种偏酸性的两性氧化物。,1,、,在加热条件下，,SnO,2,能被氢气还原为,SnO,或,Sn,；,2,、,SnO,2,在,400,时就可与,CO,开始反应：,SnO,2,(s)+CO(g)=SnO(g)+CO,2,(g),SnO(g)+CO(g)=Sn(l)+CO,2,(g),3,、,SnO,2,与,F,2,在温度升到,500,时反应为,SnF,4,和,O,2,；而与,Cl,2,反应热则需要更高的温度：,SnO,2,+2Cl,2,=SnCl,4,+O,2,（,800,）,4,、,SnO,2,与,HCl,气体只需咋,400,以下就可以开始反应，生成,SnCl,4,和水；,SnO,2,金红石型结构,7,5,、,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+H,2,O=NaSn(OH),3,6,、,FeS,与,SnO,混合并热到,575,时，,SnO,将部分,Fe,（,）氧化为,Fe,（,）,:,4SnO+3FeS=3SnS+Fe,3,O,4,+Sn,7,、,SnO,的制备：由甲酸亚锡酸热分解可得：,Sn(HCOO),2,=SnO+2CO+H,2,O(250,350,),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,、,SnO,2,难溶于酸和碱溶液中，在较稀的酸和碱中均稳定，浓度较高时，可溶解很少的,SnO,2,其反应式为：,SnO,2,+2H,2,O+OH,-,=Sn(OH),5,-,(,反应可逆,),；,红热的,SnO,2,能少量溶于浓盐酸中，,SnO,2,溶于不同浓度的浓硫酸生成,SnSO,4,；与熔融的苛性碱反应生成锡酸盐，其反应为：,SnO,2,+2NaOH=Na,2,SnO,3,+H,2,O,6,、,SnO,2,和碳酸钠、硫磺混合并加热，发生反应，生成硫代锡（）酸钠：,SnO,2,+2NaCO,3,+4S=Na,2,SnS,3,+Na,3,SO,4,+,2CO,2,7,、,SnO,2,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,SnO,2,；,在,N,2,中，加热,SnSO,4,到,378,时热分解为,SnO,2,。,8,、用途,主要用作珐琅釉及乳白玻璃的原料。,8,五、锡的卤化物,、,SnCl,2,的性质,SnCl,2,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/cm,3,。,1,、,氧气与,SnCl,2,一接触即生成,SnOCl,，当温度升至,220,时，,SnCl,2,无论是在氧气中还是在空气中都生成,SnO,2,和,SnCl,4,:2SnCl,2,+O,2,=SnO,2,+SnCl,4,；,2,、在,210,605,时，锡能被,H,2,还原成,Sn,；,3,、,SnCl,2,能被,Cl,2,氧化为,SnCl,4,。,4,、,SnCl,2,是一种路易斯酸，在浓的盐酸中能生成,SnCl,3,-,配离子。在室温下与,NH,3,反应能生成加合物,SnCl,2,NH,3,和,SnCl,2,2NH,3,。,5,、,SnCl,2,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：,6Sn,2+,+O,2,+4HCl=2SnCl,4,+4Sn(OH)Cl,；,干燥的,ZnCl,2,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,。,、,SnCl,4,的性质,1,、,氢气可以将,SnCl,4,还原为,SnCl,2,和锡。,2,、,SnCl,4,极易水解，水解的产物很复杂，但主要是锡酸，所以配制,SnCl,4,时要先用盐酸酸化。,3,、,SnCl,4,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,SnCl,6,2-,；它溶于液态,H,2,S,中，可生成加合物,SnCl,4,2H,2,S,及,SnCl,4,4H,2,S,；它吸收干燥的氨气，形成白色固体氨合物,SnCl,4,2NH,3,；等等。,9,六、锡的硫化物,锡的硫化物中最重要的是,SnS(,暗棕,),，,SnS,2,(,黄,),。它们通常由它们的盐通,H,2,S,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,1,、,室温下,SnS,可与,F,2,反应生成,SnF,4,和,SF,6,，常温下与,Cl,2,也能反应，与,Br,2,、,I,2,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,SnCl,2,和,H,2,S,。,3,、,较强的氧化剂（如,CuCl,2,，,FeCl,3,）能把,SnS,氧化为,Sn,4+,：,4CuCl,2,+SnS=SnCl,4,+2Cu,2,Cl,2,+S,4FeCl,3,+SnS=SnCl,4,+4FeCl,2,+S,4,、,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（,NH,4,）,2,S,水溶液，但却可以溶于（,NH,4,）,2,S,2,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（,NH,4,）,2,SnS,3,其反应为：,SnS+(NH,4,),2,S,2,=(NH,4,),2,SnS,3,、,SnS,2,的性质,1,、,SnS,2,在空气中加热能被氧化为,SnO,2,；,2,、,适当温度下，,SnS,能被,H,2,还原成锡单质；,3,、,SnS,2,与热的,CuCl,2,溶液、,HCl,气体、,HBr,气体会发生复分解反应：,SnS,2,+2CuCl,2,=SnCl,4,+2CuS,4,、,SnS,2,溶于,Na,2,S,及（,NH,4,）,2,S,溶液，形成相应的硫代锡酸盐,10,11,12,13,谢谢观看,14,15,16,