工业上如何制得硫酸锰、硫酸亚锰

32.（16分）（1）第五周期（1分）；  （2）蒸发浓缩、冷却结晶（2分）； （3） 抑制Sn 2+ 的水解（2分）；   （4）防止Sn 2+ 被氧化（2分）； （5）SnCl 2 + Na 2 CO 3 =" SnO↓+" CO 2 ↑+ 2NaCl（3分，未写↓和↑符号共扣1分，未配平扣1分） （6）Sn 2+ + H 2 O 2 +2H + = Sn 4 + + 2H 2 O （3分，未配平扣1分） （7）③ 6  1  14  6   2   2  7 H 2 O（3分，化学式H 2 O给1分，系数全对2分）

试题分析: 解：（1）锡元素与碳元素属于同一主族，处于ⅣA族，原子核电荷数为50，则：50-2-8-8-18=14，故Sn处于第五周期。 （2）由流程图可知，操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到。 （3）由信息可知，SnCl 2 易水解生成碱式氯化亚锡，存在水解平衡SnCl 2 +H 2 O Sn(OH)Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn 2+ 水解。 （4）由信息可知，Sn 2+ 易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn 2+ 被氧化；  （5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合价为变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳，反应方程式为：SnCl 2 + Na 2 CO 3 =" SnO↓+" CO 2 ↑+ 2NaCl。 （6）酸性条件下，SnSO 4 还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn 2+ 易被氧化为Sn 4+ ，自身被还原为水，离子方程式为：Sn 2+ +H 2 O 2 +2H + ═Sn 4+ +2H 2 O。 （7）反应物中有H元素，所以在酸性条件下生成物必为H 2 O，所以根据的是电子守恒配平的方程式为：6FeCl 2 +K 2 Cr 2 O 7 +14HCl═6FeCl 3 +2KCl+2CrCl 3 +7H 2 O

有以下两种工艺：

1、浸镀锡

浸镀是把工件浸入含有欲镀出金属盐的溶液中，按化学置换原理在工件表面沉积出金属镀层。这与一般的化学镀原理不同，因其镀液中不含还原剂。

与接触镀也不一样，接触镀是把工件浸入欲镀出金属盐溶液中时必须与一活泼金属紧密连接，该活泼金属为阳极进入溶液放出电子，溶液中电位较高的金属离子得到电子后沉积在工件表面。浸镀锡只在铁、铜、铝及其各自的合金上进行。

2、化学镀锡

铜或镍自催化沉积用的还原剂均不能用来还原锡。最简单的解释是因为锡表面上析氢过电位高，而上述还原剂均为析氢反应，所以不可能将锡离子还原为锡单质。要化学镀锡就必须选择另一类不析氢的强还原剂，如Ti3+,V2+,Cr2+等，只有用T3+/Ti4+系的报导。

如何选择镀锡工艺：

根据应用或用途的特性和要求、材料成本、效率、所需时间、工艺优缺点等选择工艺。

酸性镀锡工艺的特点是溶液稳定、镀层光亮度高、镀液电流效率高，操作简便，但镀液的分散能力差、二价锡易水解等。

碱性镀锡液稳定且均镀能力好，缺点是工作温度高，电流效率低，不光亮等。甲基磺酸体系以其沉积速率高，废水容易处理等优点而被应用到连续电镀生产中。

氟硼酸盐镀锡液成本比硫酸盐镀液高，还存在着氟化物的污染等缺点，几乎不被使用。

实际生产中应用较多的是硫酸盐、甲基磺酸体系的酸性光亮镀锡工艺。

扩展资料

锡镀层广泛用于食品加工设备和容器，以及装运设备、泵部件、轴承、阀门、汽车活塞、镀锡铜线和 CP 线、电子元器件和印制线路板等。

锡镀层在食品加工业的应用是由于无毒性、良好延展性（韧性）和抗蚀性。锡镀层优良的延展性可使镀锡金属板能加工成各种形状而不破坏锡镀层，锡镀层用于保护钢板必须是无孔隙的，否则，在潮湿空气中基底钢板将严重腐蚀。

参考资料来源：百度百-镀锡

19%硫酸亚锡溶液配制的时候，硫酸亚锡和硫酸的比例很难掌握，配制时候很容易沉淀，Sn2+在溶液中极易水解：

Sn2+ +2H2O===Sn(OH)2 +2H+

虽然水解反应可逆，但相对于其他的金属阳离子，它的水解程度较大，生成的氢氧化亚锡较多，所以就会浑浊，较好的方法是用稀硫酸溶液来配硫酸亚锡溶液，来抑制它的水解，另外这种溶液温度越高越容易浑浊，因为水解程度会增大；(中镀科技)好像生产19%硫酸亚锡溶液 他们家用的也是进口硫酸亚锡

SnCl2粉末加浓盐酸进行溶解得到酸性溶液，此时溶液中含有Sn2+、Sn4+，向其中加入Sn粉，Sn粉可以和H+发生反应，使溶液酸性减弱，调节了溶液pH值，另外Sn可以将被氧化生成的Sn4+还原成Sn2+，即防止Sn2+被氧化为Sn4+，过滤得SnCl2溶液，向其中加碳酸钠，将Sn元素以SnO形式沉淀，过滤洗涤得纯净的SnO，加稀硫酸，得SnSO4溶液，加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，制得SnSO4晶体；

（1）SnCl2在水中发生水解反应：SnCl2+H2O═Sn（OH）Cl+HCl（可逆反应，应该用可逆号），生成难溶物Sn（OH）Cl，溶液含有杂质，若加入HCl，可使平衡向逆反应方向移动，抑制Sn2+水解；

故答案为：加入盐酸，使水解平衡向左移动，抑制Sn2+水解；

（2）由于在酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化，加入Sn粉，Sn粉可以和H+发生反应，使溶液酸性减弱，调节了溶液pH，另外Sn可以将被氧化生成的Sn4+还原成Sn2+，即防止Sn2+被氧化为Sn4+；

故答案为：防止Sn2+被氧化；

（3）反应Ⅰ为向SnCl2溶液中加碳酸钠，得到的沉淀为SnO，该沉淀经过滤后，表面附着着Cl-，要想检验滤渣是否洗涤干净，只要检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-，若没有，则证明已经洗涤干净，否则没有洗涤干净，用AgNO3溶液检验Cl-，方法：取最后一次洗涤液，向其中加入AgNO3溶液，若无沉淀，则说明已洗涤干净，

故答案为：取最后一次洗涤液，向其中加入AgNO3溶液，若无沉淀，则说明已洗涤干净；

（4）反应Ⅱ已经得到SnSO4溶液，由溶液得到晶体的方法、步骤为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，

故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；

（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，即SnSO4在酸性条件下和双氧水反应，Sn2+有还原性，双氧水有氧化性，产物应该是：Sn4+和H2O，方程式为：Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O，

故答案为：Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O；

（6）①②③发生的反应分别为Sn+2HCl→SnCl2+H2↑①，SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2②，6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl→6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O6Sn～K2Cr2O7③由方程式①②③得知K2Cr2O7～6FeCl2～3SnCl2～3Sn，

n（Sn）=3n（K2Cr2O7）=3×0.1000mol/L×0.032L=0.0096mol，m（Sn）=n（Sn）×M（Sn）=0.0096mol×119g/mol=1.1424g，

锡粉样品中锡的质量分数=

m(Sn)

m(样品)

×100%=

1.1424g

1.226g

×100%=93.18%，

故答案为：93.18%．

锡镀层稳定性好，耐腐蚀、抗变色能力强，镀层无毒、柔软，有很好的可焊性和延展性，因此在工业上有广泛的应用。在钢铁制件上镀锡是阴极性镀层，只有当镀层基本无孔时才能抵抗大多数形式的腐蚀，但在密封的情况下，微薄的锡层能有良好的保护作用并且与有机物生成的产物没有毒，因此镀锡常用于钢带材的生产和制罐行业。早期的镀锡常采用热浸工艺，这种生产方式需消耗较多能源，不仅较难获得均匀光洁的镀层，而且易造成锡的浪费，相继人们成功地研究了碱性镀锡、中性镀锡和酸性镀锡并稳定地运用于生产实践中。以锡酸钠为主的碱性镀锡溶液通常采用氢氧化钠和氢氧化钾作络合剂进行电镀，自20世纪40年代以来，几乎取代了所有的较古老的镀锡工艺；随着添加剂研究和开发的深入，特别是装饰性的晶纹镀锡的广泛使用，酸性硫酸亚锡镀锡有了很大的发展。在简单的硫酸及硫酸亚锡溶液中加入抗氧化剂和其他附加剂可获得质量良好的无光或光亮的镀层。氟硼酸盐镀锡工艺虽然有优越性，但是由于环境保护的原因，现在已经不推荐使用。另外，为了在铅基或锌基上获得结合良好的锡镀层，使得中性镀锡电解液也得到一定的运用和发展。

步骤1、制备镀液开缸剂

称取纯净水80kg，纯硫酸20kg，纯硫酸亚锡2kg，并分别准备好光亮剂20ml，添加剂3ml、JH稳定剂5ml（后三者五金市场购买，要求为镀锡用即可，一般光亮剂多采用C10H10O，苄叉丙酮）；

将硫酸加入到80kg纯净水中，待自然冷却后，依次加入上述所述光亮剂、添加剂和稳定剂，配制成镀液。

步骤2、镀锡

将上述一定量溶液作为开缸剂加入到镀锡槽中，将同业依次连续、匀速地进行如下步骤：

A、 退火

B、 清洗：将退火后的铜带引入清洗槽，清洗槽内设酸性清洗液，PH值为0.5—1

C、 铜带镀锡：将清洗后的铜带引入镀锡槽，镀锡槽内镀液按照上述配方配制，且镀锡槽内固定锡块，锡块与直流电源正端相接，铜线通过阴极接电源负端。直流电电流为0.5-2A/DM2.

D、 镀锡铜带中和：将镀好锡的铜带引入具有碱性溶液的中和槽，中和后PH值约为6

E、 铜带烘干：将中和好的镀锡铜带引入烤箱烘干