Химические свойства цинка

Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.

· Взаимодействие с простыми веществами.

1. Взаимодействие с неметаллами

а) При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:                   2Zn + O₂ = 2ZnO.

б) При поджигании энергично реагирует с серой:      Zn + S = ZnS.

в) С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:                    Zn + Cl₂ = ZnCl₂.

г) При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды: Zn + 2P = ZnP₂ или

                                                                                                           3Zn + 2P = Zn₃P₂.

д) Цинк не взаимодействует: с водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом.

· Взаимодействие со сложными веществами.

1. Взаимодействие с водой - при нагревании, с парами воды: Zn + H₂O_(пар) = ZnO + H₂↑

2. Взаимодействие с сероводородом: при нагревании:  Zn + H₂S = ZnS + H₂↑

3. Взаимодействие с кислотами:

а) вытесняет водород из неокисляющих кислот:     Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂;

                                                      Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂.

б) взаимодействует с разбавленной азотной кислотой:                                                                                             

                              4Zn + 10HNO₃ = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O.

в) реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами:

Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O;

Zn + 4HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

4. Взаимодействие со щелочами: Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:                      Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

при сплавлении образует цинкаты: Zn + 2KOH = K₂ZnO₂ + H₂.

Взаимодействие с аммиаком

а) С газообразным - при 550–600°С образуя нитрид цинка: 3Zn + 2NH₃ = Zn₃N₂ + 3H₂;

б) в водном растворе - образуя гидроксид тетраамминцинка:

Zn + 4NH₃ + 2H₂O = [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + H₂.

Взаимодействие с оксидами и солями

Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:                          Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄;

         Zn + CuO = Cu + ZnO.

Способы получения цинка

Для получения металлического цинка используют гидро- и пирометаллургический процесс.

При переработке цинковых руд в результате их обогащения получают цинковый концентрат, который подвергают обжигу: 2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

Затем из оксида цинка получают металлический цинк двумя способами.

Пирометаллургический процесс

Оксид цинка восстанавливают коксом при температуре 1250–1350°С: ZnO + C = Zn + CO;         

Гидрометаллургический процесс

Оксид цинка растворяют в серной кислоте:   ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O;

Полученный раствор сульфата цинка подвергают электролизу, на катоде выделяется цинк:

ZnSO₄ + 2H₂O Zn + O₂ + Н₂ + H₂SO₄.

.

Соединения цинка

Оксид цинка (II) ZnO

– белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску. Тугоплавкий (t_пл =2000⁰C). Плохо растворим в воде.

Химические свойства. ZnO – амфотерный оксид. С водой не взаимодействует.

· Реагирует с растворами кислот и щелочей:                  ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O;

                                                                 ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄].

· При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:      ZnO + CoO = CoZnO₂.

· При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли: 2ZnO + SiO₂ = Zn₂SiO₄,

                                                                                            ZnO + B₂O₃ = Zn(BO₂)₂.

· При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:       ZnO + C = Zn + CO;

                                            ZnO + CO = Zn + CO₂;

                                            ZnO + H₂ = Zn + H₂O.

Получение.

· При горении металлического цинка:        2Zn + O₂ = 2ZnO;

· При термическом разложении солей:       ZnCO₃ = ZnO + CO₂.

Применение. Оксид цинка применяется в качестве белого пигмента красок, является активатором вулканизации и наполнителем в резиновой промышленности, используется в косметической промышленности и в медицине.

 

Гидроксид цинка (II) Zn(OH)₂ – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. Плотность 3, 05 г/см³, при температуре выше 125°С разлагается:

                                     Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O.

Химические свойства. Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства

· Растворяется в кислотах и щелочах:

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂O;

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄];

· легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:

Zn(OH)₂ + 4NH₃ = [Zn(NH₃)₄](OH)₂.

Получение.

Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂ + 2NaCl.

 

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: