专题十一 第五讲 主族金属——锡及其化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义

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锡及其化合物
【核心知识梳理】
1．铅(Pb)的原子结构——50Pb
电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2
简化电子排布式 [Kr]4d105s25p2
原子结构示意图
价层电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 5s25p2
周期表中的位置 第六周期第ⅣA族
2．锡(Sn)：锡和铝化学性质相似，既能与酸反应，又能与碱反应
(1)与稀盐酸缓慢作用，与浓盐酸在加热条件下反应加快：Sn＋2HCl(浓)SnCl2＋H2↑
(2)与氢氧化钠反应生成亚锡酸钠和氢气：Sn＋2NaOH===Na2SnO2＋H2↑
3．氢氧化锡[Sn(OH)2]：氢氧化锡是两性氢氧化物
(1)与酸反应：Sn(OH)2＋2HCl===SnCl2＋2H2O
(2)与碱反应：Sn(OH)2＋2NaOH===Na2SnO2＋2H2O
4．Sn2+与Sn4+：Sn2+与Sn4+均易水解
(1)Sn2+水解：SnCl2＋H2OSn(OH)Cl(白色)＋HCl；故配制SnCl2溶液要使用盐酸，抑制Sn2+水解
(2)Sn2+在空气中被氧气氧化：2Sn2+＋O2＋4H+===2Sn4+＋2H2O，要加入单质Sn，防止Sn2+被氧化
(4)Sn4+水解：SnCl4＋4H2OSn(OH)4↓＋4HCl；故配制SnCl4溶液要使用盐酸，抑制Sn4+水解
【巩固练习】
1．锡为ⅣA族元素，四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4，熔点114.5℃，沸点364.5℃，易水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn+2I2SnI4制备SnI4，装置如图(夹持、加热装置略去)。下列说法正确的是( )
A．SnI4不溶于CCl4
B．装置Ⅰ中b为冷凝水进水口
C．加入碎瓷片的目的是防止暴沸
D．装置Ⅱ的主要作用是吸收挥发的I2
2．与Si处于同一、主族，由于锡具有一定的抗腐蚀性，镀锡的铁皮常用于制作罐头盒。下列说法不合理的是( )
A．原子半径：Sn＞Si B．金属性：Rb(铷)＞Sn
C．Sn位于第四周期第IVA族，p区 D．镀锡铁皮的镀层破损后，铁更容易被腐蚀
3．碘化锡(SnI4)主要用于制造有机锡配合物。某小组利用单质锡和碘制备碘化锡，其主要实验流程如下(反应装置见下图，夹持仪器略去)
已知：①无水碘化锡为橙红色立方晶体，空气中受潮易水解，熔点145.7℃，沸点364.5℃
②碘化锡在丙酮和热的石油醚中溶解度较大，在冷的石油醚中溶解度小
③石油醚的沸点为60～90℃，碘单质的升华温度为45～77℃
请回答：
(1)反应装置中仪器X的名称是_________
(2)下列说法不正确的是_________
A．将锡片剪成细小碎片、碘磨细的原因是充分反应，同时提高反应速率
B．仪器X的作用是吸收石油醚，防止石油醚扩散到空气中
C．步骤可以不转移反应液，直接在原反应装置(圆底烧瓶)中进行后续操作
D．步骤采用蒸发结晶比冷却结晶更好
(3)反应装置中，为使紫色碘蒸气上升不高于冷凝管的中间部位，可采取的措施是___________________________。判断“反应装置”中的反应已完全的实验现象是_____________________________________________
(4)步骤，圆底烧瓶中还附着四碘化锡晶体，处理的方法是____________________________________
(5)产品中的杂质可以进一步采用重结晶法提纯。请从下列选项中选择最佳选项并进行排序。
取碘化锡样品放入烧杯中____________
a．加入适量的热水
b．加入适量的热的石油醚
c．用冷水浴冷却结晶
d．趁热过滤
e．加入适量的冷的石油醚
(6)该小组对制备的碘化锡产品进行性质和组成上的研究。
①取适量的产品溶解在2 mL丙酮中配成溶液，再加入1 ml蒸馏水，产生白色无定型沉淀，写出反应的化学方程式____________________________________
②本实验可以通过测定某些物理量来确定碘化锡的化学式，需测定的物理量有________________________
4．四氯化锡(SnCl4)是合成有机锡化合物的原料，其熔点为－33℃，沸点为114℃，在潮湿的空气中强烈水解产生有刺激性的白色烟雾，产物之一为SnO2。实验室制备四氯化锡的操作是：将金属锡熔融，然后泼入冷水，制成锡花；将干燥的锡花加入反应器中，再向反应器中缓慢地通入干燥的氯气。(装置C中的试剂Ⅹ未画出)
I．图1为实验室制备干燥氯气的实验装置(夹持装置已略)
(1)该装置制备氯气选用的药品为漂粉精固体[主要成分Ca(ClO2]和浓盐酸，A中发生反应的化学方程式为____________________________________
(2)装置B中的饱和食盐水能够除去Cl2中的HCl，此外还有___________作用
(3)试剂Ⅹ可能为__________
A．无水氯化钙 B．浓硫酸 C．五氧化二磷 D．碱石灰
(4)用锡花代替锡粒的目的是_________________________________
(5)四氯化锡在潮湿空气中水解的化学方程式为_________________________________
Ⅱ．图2是蒸馏SnCl4的装置
(6)该装置尚有两处不当之处，它们分别是____________________、______________________
(7)实验用的锡花中含有金属铜。某同学设计下列实验测定锡花的纯度：
第一步：称取7.500g锡花溶于足量稀硫酸中，充分反应后过滤；
第二步：向滤液中加入过量Fe2(SO4)3，将生成的Sn2+氧化成Sn4+；
第三步：用0.9500mol·L－1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，发生反应的方程式为
6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O
若达到滴定终点时共消耗21.00mLK2Cr2O7溶液，试计算锡花中锡的百分含量：___________(结果保留4位有效数字)
5．硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的能溶于水的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。研究小组设计SnSO4制备路线如下：
查阅资料：Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化
Ⅱ．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡
回答下列问题：
(1)操作Ⅰ的步骤为____________、____________、过滤、洗涤、干燥。对沉淀进行洗涤的方法是_______________
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因_____________________
(3)加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH；②____________________________________
(4)酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是_________________________
(5)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)：取ag锡粉溶于盐酸中，向生成的SnCl2中加入过量的FeCl3溶液，用bmol·L－1K2Cr2O7滴定生成的Fe2+(已知酸性环境下，Cr2O72—可被还原为Cr3+)，共用去K2Cr2O7溶液mmL。则锡粉中锡的质量分数是　　　(Sn的摩尔质量为Mg·mol－1，用含a、b、m、M的代数式表示)
6．硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的能溶于水的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下。回答下列问题：
查阅资料：I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化
Ⅱ．SnC12易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]
(1)操作I是____________
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因__________________
(3)加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH；②__________________________
(4)反应I得到沉淀SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是________________
(5)酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是____________________________
(6)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)
①试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑
②加入过量的FeC13
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：
6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O
取1.226g锡粉，经上述各步反应后共用去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液32.0 mL。锡粉中锡的质量分数是________(保留三位有效数字)
7．四氯化锡在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂，在电镀和电子工业等方面也有应用。熔融的金属锡在300℃左右能与严格干燥过的氯气作用生成无水四氯化锡。实验室制取无水四氯化锡的装置如下图所示。
已知：金属锡的熔点为231℃；四氯化锡的熔点为-33℃，沸点为114.1℃，极易水解。
请回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中仪器a的名称是__________，其中发生反应的离子方程式为______________________________
(2)为得到严格干燥的氯气，装置II和装置Ⅲ中试剂相同，均应为____________________
(3)实验时，先点燃装置I的煤气灯，观察到__________，再点燃装置Ⅳ的煤气灯
(4)装置Ⅴ中冷凝管的作用是__________，冷凝水应从_____口通入。
(5)装置VI中球形干燥管内试剂为碱石灰，若缺少该仪器，产生的影响是 。
(6)SnCl4遇水反应生成白色粉末状SnO2 xH2O，并释放出HCl而呈现白色烟雾，该反应的化学方程式为_________，收集少量白色粉末并称量，质量为m g，然后加热至恒重时质量为n g，则x＝ (用m、n表示)
【锡及其化合物】答案
1．C。解析：A．根据题干中SnI4的熔沸点，从组成分析可知SnI4与CCl4为同族形成的同类物质，依据“相似相溶原理”可知SnI4可溶于CCl4中，故A错误；B．冷凝管的冷凝水为“下进上出”，所以装置Ⅰ中a为泠凝水进水口，故B错误；C．液体加热时，加入碎瓷片目的是防止暴沸，故C正确；D．由题可知：SnI4，易水解，所以装置Ⅱ的主要作用是防止水蒸气进入装置使SnI4水解，故D错误；故选C。
2．C。解析：A．锡(50Sn)与Si处于同一主族，同主族原子半径从上至下逐渐增大，原子半径：Sn>Si，A正确；
B．同周期从左至右金属性逐渐减弱，金属性：Rb(铷)>Sn，B正确；C．Sn的价电子排布式为：5s25p2位于第五周期第IVA族，p区，C错误；D．镀锡铁皮的镀层破损后，形成原电池，铁做负极，铁更容易被腐蚀，D正确；
答案选C。
3．(1)干燥管
(2)CD
(3)调节冷凝管的进水速度 I2蒸气的紫色消失
(4)用1-2mL热的石油醚洗涤内壁，一起转移到小烧杯中
(5)bdc
(6)SnI4＋4H2O===Sn(OH)4↓＋4HI 加入锡片的总质量，剩余锡片质量，加入碘的质量
解析：(1)由反应装置图，反应装置中仪器X的名称是干燥管；
(2)A．将锡片剪成细小碎片、碘磨细，增大了反应物之间的接触面积，可以使反应物充分反应，同时提高反应速率，A正确；B．装置中冷凝管连接两个干燥器，第一个即图中X的作用是是吸收石油醚，防止石油醚扩散到空气中，第二个是防止由水蒸气进入装置内与产物反应，B正确；C．由于Sn过量，如果不转移反应液，直接在原反应装置(圆底烧瓶)中进行后续操作，会导致产品中有Sn杂质，C错误；D．由于碘化锡在热的石油醚中溶解度较大，步骤Ⅳ采用蒸发结晶可能导致析出的晶体较少，产率低，D错误；故不正确的选CD；
(3)反应装置中，为使紫色碘蒸气上升不高于冷凝管的中间部位，可采取的措施是调节冷凝管的进水速度，通过加快进水速度加强冷却效果，由于Sn过量，碘会被反应完，故判断“反应装置”中的反应已完全的实验现象是I2蒸气的紫色消失；
(4)由于碘化锡在热的石油醚中溶解度较大，故圆底烧瓶中还附着的四碘化锡晶体可以用1-2mL热的石油醚洗涤内壁，一起转移到小烧杯中；
(5)重结晶就是将粗产品重新溶解并结晶，故需要加入适量的热的石油醚溶解，趁热过滤滤去不容杂质，最后用冷水浴冷却结晶，故选择的最佳选项并进行排序为b→d→c；
(6)①由于无水碘化锡受潮易水解，故取适量的产品溶解在2mL丙酮中配成溶液，再加入1ml蒸馏水，发生水解，产生白色无定型沉淀为Sn(OH)4，反应的化学方程式为SnI4+4H2O=Sn(OH)4↓+4HI；
②本实验可以通过测定加入锡片的总质量，剩余锡片质量，加入碘的质量，从而得出参与反应的锡和碘的物质的量之比，确定碘化锡的化学式。
4．(1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(2)安全瓶
(3)AC
(4)增大与氯气的接触面积，加快反应速率
(5)SnCl4＋2H2O===SnO2＋4HCl
(6)温度计水银球位置不对 Ⅱ和Ⅲ之间缺少干燥装置
(7)94.96%
5．(1)加热浓缩　冷却结晶　将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀,使水自然流下，重复操作2～3次
(2)SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解
(3)防止Sn2+被氧化
(4)Sn2+＋H2O2＋2H+===Sn4+＋2H2O
(5)
解析：(1)操作1最终得到SnSO4晶体，而过滤之前是加热浓缩、冷却结晶，沉淀的洗涤方法是将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2～3次；
(2)SnCl2加盐酸的目的是防止其水解:SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl；
(3)根据资料Ⅰ的信息可知，酸溶后的溶液含Sn4+，加Sn的目的还有防止Sn2+被氧化或还原Sn4+的作用；
(4)SnSO4有还原性,可还原过氧化氢：Sn2+＋H2O2＋2H+===Sn4+＋2H2O；
(5)根据3Sn～3SnCl2～6FeCl3～Cr2O
3×M 1
x bm×10－3
x＝3Mbm×10－3,
则质量分数为 ×100%＝。
6．(1)加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(2)SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解
(3)防止Sn2+被氧化
(4)Sn2+＋CO===SnO↓＋CO2↑
(5)Sn2+＋H2O2＋H+===Sn4+＋2H2O
(6)93.2%
7．(1)蒸馏烧瓶 MnO2＋4H+＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
(2)浓硫酸
(3)装置IV中充满黄绿色气体
(4)将四氯化锡蒸气冷凝液化 c
(5)产物四氯化锡与空气中的水蒸气发生水解反应；尾气中的氯气污染空气。
(6)SnCl4＋(x＋2)H2O===4HCl＋SnO2 xH2O
解析：从实验装置图可知，装置Ⅰ为氯气的生成装置根据第二小问可知，装置Ⅱ和Ⅲ中试剂相同，则装置Ⅱ和Ⅲ中都为浓硫酸，用途为干燥氯气，装置Ⅳ中金属锡与Cl2在300°C条件下反应生成SnCl4，生成的SnCl4沸点为114.1℃，会蒸出因此需要用冷凝管冷凝，进水口为c，Ⅵ为SnCl4的收集装置， 球形干燥管中试剂为碱石灰，用途为防止空气中的水蒸气进入Ⅵ，从而防止SnCl4与水反应，也能除去多余的氯气。
(1)图中装置Ⅰ中仪器a的名称是蒸馏烧瓶，MnO2与浓盐酸共热时发生反应生成氯气，反应的离子方程式为
MnO2＋4H+＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2。
(2)装置Ⅱ和装置Ⅲ的作用是除去氯气中混有的水蒸气，使之严格干燥，其中盛放的试剂均应为浓硫酸；
(3)在装置中添加药品之后，应先点燃装置Ⅰ的煤气灯，发生反应生成氯气，待装置Ⅳ中充满黄绿色气体后点燃该处煤气灯，以避免金属锡与空气中的氧气发生反应；
(4)装置Ⅴ中冷凝管的作用是将四氯化锡蒸气冷凝液化，冷凝水应从c口通入；
(5)装置Ⅵ中球形干燥管内试剂为碱石灰，其作用是除去尾气中的Cl2，防止污染空气；防止四氯化锡与空气中的水蒸气发生水解反应。若缺少该仪器，产物四氯化锡与空气中的水蒸气发生水解反应；尾气中的氯气污染空气；
(6)SnCl4遇水反应生成SnO2 xH2O和HCl，根据质量守恒配平该反应的化学方程式为SnCl4＋(x＋2)H2O===4HCl＋SnO2 xH2O。依据题意列方程式＝ ，解得x＝。
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