Question

锡(Sn)是一种重要的金属，纯锡可用于作超导材料、半导体。锡元素位于周期表第5周期，第IVA族。

⑴锡在化合物中常见的化合价有两种：+2和_________。

⑵锡既能与盐酸也能与NaOH溶液反应，生成的盐都是含+2价的锡，写出锡与NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________。

⑶如图是工业冶炼锡的基本流程：

①炼前处理包含锡精矿（主要含锡、铁、铜、铅的硫化物和砷化物）在空气中焙烧及流程，使硫和砷元素转化为易挥发的SO₂和As₂O₃，请写出砷磁黄铁矿（FeAsS₂）焙烧生成红棕色固体的化学方程式______________，生成的气体用过量的NaOH溶液吸收，则溶液中的浓度最大的含氧酸根离子是_______

②还原熔炼的反应原理为：SnO₂(s)+2CO(g)Sn(s)+2CO₂(g)，一定温度下，在固定容积的密闭容器中，SnO₂与CO反应，平衡后容器内气体的平均摩尔质量为37.6，该温度下的平衡常数K=____________

③粗锡中主要含有Fe、Cu、Pb、Sb金属，常采用电解精炼方法获得精锡。其中SnSO₄溶液作电解液，精锡连接电源的______极，检测可知电解后阳极泥中含有Sb、Cu、PbSO₄等，则电解过程中阳极电极反应式为________________________________________。

④精炼后产生的渣及还原熔炼产生的硬头中一定含有的元素是________。

Answer

+4Sn+2OH– = SnO22– + H2↑2FeAsS2+7O2 Fe2O3+ As2O3+ 4SO2SO32-2.25负Fe－2e– =Fe2+ 、Sn－2e–=Sn2+ 、 Pb+SO42–－2e- =PbSO4Sn

【解析】

⑴锡元素位于周期表第5周期，第IVA族，则锡有+2和+4价两种化合价；

⑵锡有类似Al的两性性质，既能与盐酸也能与NaOH溶液反应，生成的盐都是含+2价的锡，其中锡与NaOH溶液反应生成氢气和Na2SnO2的离子方程式为Sn+2OH– = SnO22– + H2↑ ；

⑶①FeAsS2在空气中焙烧生成SO2和As2O3和红棕色固体Fe2O3，根据氧化还原反应的电子守恒及原子守恒可知此反应化学方程式为2FeAsS2+7O2 Fe2O3+ As2O3+ 4SO2；生成的SO2用过量的NaOH溶液吸收得Na2SO3溶液，SO32-在溶液中水解，但是部分水解，则溶液中的浓度最大的含氧酸根离子仍是SO32-；

②混合气体为CO和CO2，平均摩尔质量为37.6，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则28x+44y=37.6×（x+y），解得：x︰y=2:3，平衡后容器内气体的该温度下的平衡常数K==()2=2.25；

③粗锡精炼时，精锡作阴极，连接电源的负极，检测可知电解后阳极泥中含有Sb、Cu、PbSO4等，说明Fe、Sn、Pb均在阳极发生氧化反反应，Sb、Cu未氧化，电解过程中阳极电极反应式为 Fe－2e– =Fe2+ 、Sn－2e–=Sn2+ 、 Pb+SO42–－2e- =PbSO4 ；

④由图示可知，精炼后产生的渣及还原熔炼产生的硬头会重新还原熔炼，说明其中一定仍含有Sn元素是。