Пособие-репетитор по химии занятие 24

10-й класс (первый год обучения)

Цинк и его соединения

П л а н

1. Положение в таблице Д.И.Менделеева, строение атома.

2. Происхождение названия.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Нахождение в природе.

6. Основные методы получения.

7. Оксид и гидроксид цинка – свойства и методы получения.

 

Цинк расположен в побочной подгруппе II группы таблицы Д.И.Менделеева. Его электронная формула 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s². Цинк является d-элементом, проявляет в соединениях единственную степень окисления +2 (т.к. третий энергетический уровень в атоме цинка полностью заполнен электронами). Являясь амфотерным элементом с преобладанием металлических свойств, в соединениях цинк чаще входит в состав катиона, реже – аниона. Например,

Предполагают, что название цинка происходит от древнегерманского слова «цинко» (белый, бельмо). В свою очередь, это слово восходит к арабскому «харасин» (металл из Китая), что указывает на место выработки цинка, завезенного в средние века в Европу из Китая.

Ф и з и ч е с к и е  с в о й с т в а

Цинк – металл белого цвета; на воздухе покрывается оксидной пленкой, и его поверхность тускнеет. На холоде это довольно хрупкий металл, но при температуре 100–150 °С цинк легко обрабатывается, образует сплавы с другими металлами.

Х и м и ч е с к и е  с в о й с т в а

Цинк – металл средней химической активности, однако он более активен, чем железо. Цинк после разрушения оксидной пленки проявляет следующие химические свойства.

Н₂ (+):

Zn + H₂  ZnH₂.

О₂ (+):

2Zn + O₂  2ZnO.

Металлы (–).

Неметаллы (+):

Zn + Cl₂  ZnCl₂,

Zn + S  ZnS,

3Zn + 2P  Zn₃P₂.

Н₂О (+):

Zn + 2H₂O  Zn(OH)₂ + H₂.

Основные оксиды (–).

Кислотные оксиды (–).

Основания (+):

Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂,

Zn + 2NaOH (расплав) = Na₂ZnO₂ + H₂.

Кислоты-неокислители (+):

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

Кислоты-окислители (+):

3Zn + 4H₂SO₄ (конц.) = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O.

4Zn + 5H₂SO₄ (конц.) = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O,

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

Соли (+/–):*

Zn + CuCl₂ = Cu + ZnCl₂,

Zn + NaCl  нет реакции.

В  п р и р о д е  цинк встречается в виде соединений, важнейшими из которых являются сфалерит, или цинковая обманка (ZnS), смитсонит, или цинковый шпат (ZnCO₃), красная цинковая руда (ZnO).

В промышленности д л я п о л у ч е н и я цинка производят обжиг цинковой руды с целью получения оксида цинка, который затем восстанавливают углеродом:

2ZnS + 3O₂2ZnO + 2SO₂,

2ZnO + C2Zn + CO₂.

К важнейшим соединениям цинка относятся его о к с и д (ZnO) и г и д р о к с и д (Zn(OH)₂). Это кристаллические вещества белого цвета, проявляют амфотерные свойства:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O,

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄],

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O,

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄].

Оксид цинка можно получить окислением цинка, разложением гидроксида цинка или обжигом цинковой обманки:

2Zn + O₂2ZnO,

Zn(OH)₂ZnO + H₂O,

2ZnS + 3O₂2ZnO + 3SO₂.

Гидроксид цинка получают реакцией обмена между раствором соли цинка и щелочи:

ZnCl₂ + 2NaOH (недостаток) = Zn(OH)₂ + 2NaCl.

Эти соединения н а д о  з а п о м н и т ь: цинковая обманка (ZnS), цинковый купорос (ZnSO₄•7H₂O).