Металлический цинк не взаимодействует с раствором
Обновлено: 05.10.2024
Задания Д6 № 9620Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует цинк.
1) азотная кислота (р-р)
2) гидроксид железа (II)
3) сульфат магния (р-р)
4) гидроксид натрия (р-р)
5) хлорид алюминия (р-р)
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Цинк реагирует с азотной кислотой и с гидроксидом натрия, не вытесняет более активные металлы (магний и алюминий) из растворов их солей и не реагирует с гидроксидом железа.
Так цинк это металл средней активности значит будет выделяться N2 или N20 у разбавленной а уконц будет диоксид азота выделяться
Зависит от концентрации. В дынном случае это не принципиально, хотя я бы написал NO для разбавленного.
Задания Д6 № 20342Какие простые вещества растворимы в щелочах?
Из предложенных веществ в щелочах будут растворяться фосфор (он диспропорционирует), а также амфотерный цинк.
Задания Д6 № 20377Какие простые вещества растворимы в соляной кислоте?
Из предложенных веществ в соляной кислоте будут растворяться марганец и цинк (металлы, способные вытеснять водород).
(Со свинцом реакция пойдёт при нагревании и с большим трудом, так как при этом образуется малорастворимый дихлорид свинца, и из-за его плёнки реакция идет медленно.)
Задания Д6 № 10421Из предложенного списка выберите два вещества, разбавленные растворы которых реагируют с медью при обычных условиях.
2) нитрат серебра
4) гидроксид калия
5) хлорид железа (III)
Медь с раствором хлороводорода реагировать не будет т. к. в ряду активности металлов стоит после водорода.
Медь с раствором нитрата серебра вступает в реакцию, т. к. в ряду активности металлов стоит левее серебра и может вытеснить его из раствора соответствующей соли.
С раствором хлорида цинка медь в реакцию не вступает, т. к. является менее активным металлом и не может вытеснить цинк из соответствующей соли.
Медь не реагирует с разбавленным раствором гидроксида калия.
С раствором хлорида железа (III) медь вступает в следующую реакцию:
Тип 24 № 25321Установите соответствие между формулой иона и качественной реакцией на этот ион: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
1) При добавлении щёлочи выпадает чёрно-бурый осадок.
2) При добавлении подкисленного раствора, содержа-щего , выпадает белый осадок.
3) При добавлении щёлочи выпадает белый осадок, растворимый в избытке щёлочи.
4) Под действием кислоты выделяется газ c неприятным запахом, обесцвечивающий раствор .
5) При добавлении хлорной воды раствор окрашивается в светло-жёлтый цвет.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А. Под действием кислоты образуется сероводород, который окисляется перманганатом калия и обесцвечивает раствор (4).
Б. Цинк — амфотерный металл и способен растворяться в щёлочи (3).
В. Бромид-ион окисляется хлором, выделяется молекулярный бром (5).
Г. Образуется нестабильный гидроксид серебра, который разлагается на оксид серебра(I) и воду (1).
Тип 0 № 2133Верны ли следующие суждения об окислительно-восстановительных реакциях?
А. При взаимодействии аммиачного раствора оксида серебра с глицерином при нагревании серебро восстанавливается до простого вещества.
Б. При погружении гранулы цинка в раствор серной кислоты водород восстанавливается на её поверхности.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
Аммиачный раствор оксида серебра - реактив на альдегиды, поэтому с глицерином он не реагирует.
Цинк стоит левее водорода в ряду напряжений металлов, поэтому при погружении гранулы цинка в раствор серной кислоты водород действительно восстанавливается на её поверхности.
Задания Д6 № 26269Цинк является амфотерным металлом и способен растворяться в щелочах. Фосфор и сера способны диспропорционировать в щелочах при нагревании. Железо и марганец растворяются в разбавленной серной кислоте, а в щелочах нет.
Задания Д26 № 600В оцинкованном сосуде нельзя хранить раствор
Более активный металл реагирует с раствором соли менее активного металла. Цинк вытесняет медь из раствора соли. происходит разрушение оцинкованного сосуда.
Задания Д26 № 1245 Задания Д26 № 2782Только электролизом расплава соли в промышленности можно получить
Натрий очень активный металл, поэтому получение его в водном растворе невозможно.
Задания Д26 № 3790Какую ёмкость нельзя использовать для приготовления раствора медного купороса?
Цинк находится левее меди в ряду напряжений металлов, поэтому будет реагировать с медным купоросом.
Задания Д6 № 7843Из предложенного перечня выберите два элемента, которые не реагируют с водой даже при нагревании.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Серебро и платина это малоактивные металлы, которые стоят в ряду напряжений металлов правее водорода, поэтому они не вытесняют водород из воды и растворов кислот.
Тип 17 № 8068Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми сульфат меди (II) в водном растворе вступает в окислительно-восстановительную реакцию.
В данном случае окислительно-восстановительной реакцией будет реакция замещения на цинк, а также реакция с йодидом калия.
Тип 24 № 13555Установите соответствие между двумя веществами, взятыми в виде водных растворов, и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую
позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с медью выделится бесцветный газ — оксид азота (II), тогда как в ходе реакции меди с разбавленной серной кислотой (при нагревании и в присутствии кислорода воздуха) образуются соль и вода. (5)
Б. Хлорид алюминия даёт кислую реакцию среды (лакмус покраснеет), а хлорид калия — нейтральную (лакмус фиолетовый). (4)
В. Соляная кислота не будет реагировать с хлоридом меди (II), а вот иодоводород — будет (в ходе реакции образуется иодид меди (I), кристаллический иод и соляная кислота). (2)
Г. Так как в ряду активности металлов медь стоит левее ртути, то медь будет вытеснять ртуть из её солей. С хлоридом цинка реакция не пойдёт, т. к. цинк активнее меди. (5)
Тип 24 № 13891Установите соответствие между формулами веществ и реагентом, с помощью которого можно различить их водные растворы: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
А. Различить разбавленные серную и азотные кислоты можно с помощью меди: с азотной кислотой реакция пойдёт, а в случае с серной кислотой — нет. (5)
Б. Хлорид алюминия — соль слабого основания и сильной кислоты, гидролиз по катиону, кислая реакция среды. лакмусовая бумажка покраснеет. Хлорид натрия — соль сильной кислоты и сильного основания, не гидролизуется, нейтральная реакция среды, лакмус фиолетовый (4).
В. Между хлоридом меди(II) и иодоводородом будет протекать ОВР, в результате которой образуется иод. С соляной кислотой реакция не идёт (2).
Г. Медь как более активный металл будет вытеснять ртуть из её солей, а вот цинк активнее меди, и реакция в таком случае не пойдёт (5).
Задания Д6 № 28037Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует железо.
1) разбавленная азотная кислота
Железо способно растворятся в кислотах, например в разбавленной азотной кислоте, а также реагирует с серой при высоких температурах.
Тип 5 № 30239Среди предложенных формул/названий веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы/названия: А) двухосновной кислоты; Б) средней соли; В) амфотерного гидроксида.
| 1. | 2. | 3. |
| 4. | 5. Фосфин | 6. |
| 7. Цинк | 8. Аммиачная селитра | 9. |
Запишите в таблицу номера ячеек, в которых расположены выбранные вещества, под соответствующими буквами.
А. К группе двухосновных кислот относятся такие кислоты, которые при диссоциации в водном растворе образуют два иона Из предложенных соединений к группе двухосновных кислот относится
Б. Средние соли — продукты полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты, т. е. вещества, в состав которых входит катион металла или аммония и кислотный остаток без атомов водорода. К средним солям относится нитрат аммония
В. Амфотерный гидроксид — гидроксид амфотерного элемента, который в зависимости от условий может проявлять как кислотные, так и основные свойства. Из предложенных соединений к группе амфотерных гидроксидов относится гидроксид цинка
Соли цинка
Нитрат цинка при нагревании разлагается на оксид цинка, оксид азота (IV) и кислород:
Сульфат цинка при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид цинка, сернистый газ и кислород:
Комплексные соли цинка
Для описания свойств комплексных солей цинка — гидроксоцинкатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоцинкат на две отдельные частицы — гидроксид цинка и гидроксид щелочного металла.
Например , тетрагидроксоцинкат натрия разбиваем на гидроксид цинка и гидроксид натрия:
Na2[Zn(OH)4] разбиваем на NaOH и Zn(OH)2
Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.
Таким образом, гидроксокомплексы цинка реагируют с кислотными оксидами .
Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО2 реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО2), а амфотерный гидроксид цинка не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:
Аналогично тетрагидроксоцинкат калия реагирует с углекислым газом:
А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид цинка реагирует с сильными кислотами.
Например , с соляной кислотой:
Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида цинка кислоты не будет хватать:
Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид цинка:
Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-цинкат:
Гидролиз солей цинка
Растворимые соли цинка и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:
I ступень: Zn 2+ + H2O = ZnOH + + H +
II ступень: ZnOH + + H2O = Zn(OH )2 + H +
Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.
Цинкаты
Соли, в которых цинк образует кислотный остаток (цинкаты) — образуются из оксида цинка при сплавлении с щелочами и основными оксидами:
Для понимания свойств цинкатов их также можно мысленно разбить на два отдельных вещества.
Например, цинкат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид цинка и оксид натрия.
Na2ZnO2 разбиваем на Na2O и ZnO
Тогда нам станет очевидно, что цинкаты реагируют с кислотами с образованием солей цинка :
Под действием избытка воды цинкаты переходят в комплексные соли:
Сульфид цинка
Сульфид цинка — так называемый «белый сульфид». В воде сульфид цинка нерастворим, зато минеральные кислоты вытесняют из сульфида цинка сероводород (например, соляная кислота):
ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S
Под действием азотной кислоты сульфид цинка окисляется до сульфата:
(в продуктах также можно записать нитрат цинка и серную кислоту).
Концентрированная серная кислота также окисляет сульфид цинка:
При окислении сульфида цинка сильными окислителями в щелочной среде образуется комплексная соль:
ZnS + 4NaOH + Br2 = Na2[Zn(OH)4] + S + 2NaBr
Цинк — общая характеристика элемента, химические свойства цинка и его соединений
Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
В четвертом периоде цинк является последним d-элементом, его валентные электроны 3d 10 4s 2 . В образовании химических связей участвуют только электроны внешнего энергетического уровня, поскольку конфигурация d 10 является очень устойчивой. В соединениях для цинка характерна степень окисления +2.
Цинк – химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства.
Взаимодействие цинка с неметаллами
При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:
2Zn + O 2 → 2ZnO.
При поджигании энергично реагирует с серой:
Zn + S → ZnS.
С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:
Zn + Cl 2 → ZnCl 2 .
При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:
Zn + 2P → ZnP 2 или 3Zn + 2P → Zn 3 P 2 .
С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.
Взаимодействие цинка с водой
Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:
Zn + H 2 O → ZnO + H 2 .
Взаимодействие цинка с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 ;
Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 .
Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония:
4Zn + 10HNO 3 → 4Zn(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.
Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:
Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
Zn + 4HNO 3 → Zn(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Взаимодействие цинка со щелочами
Реагирует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2
при сплавлении образует цинкаты:
Zn + 2KOH → K 2 ZnO 2 + H 2 .
Взаимодействие с аммиаком
С газообразным аммиаком при 550–600°С образует нитрид цинка:
3Zn + 2NH 3 → Zn 3 N 2 + 3H 2 ;
растворяется в водном растворе аммиака, образуя гидроксид тетраамминцинка:
Zn + 4NH 3 + 2H 2 O → [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + H 2 .
Взаимодействие цинка с оксидами и солями
Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:
Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4 ;
Zn + CuO → Cu + ZnO.
Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску. Плотность 5,7 г/см 3 , температура возгонки 1800°С. При температуре выше 1000°С восстанавливается до металлического цинка углеродом, угарным газом и водородом:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO 2 ;
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O.
С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O;
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4 ].
При сплавлении с оксидами металлов образует цинкаты:
ZnO + CoO → CoZnO 2 .
При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:
2ZnO + SiO 2 → Zn 2 SiO 4 ,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2 ) 2 .
Гидроксид цинка (II) Zn(OH) 2 – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество. Плотность 3,05 г/см 3 , при температуре выше 125°С разлагается:
Zn(OH) 2 → ZnO + H 2 O.
Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O;
Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 [Zn(OH) 4 ];
также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:
Zn(OH) 2 + 4NH 3 → [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 .
Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:
ZnCl 2 + 2NaOH → Zn(OH) 2 + 2NaCl.
Цинк. Химия цинка и его соединений
Цинк расположены в побочной подгруппе II группы (или в 12 группе в современной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Электронное строение цинка и свойства
Электронная конфигурация цинка в основном состоянии :
+30Zn 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2
3s 3dХарактерная степень окисления цинка в соединениях +2.
Физические свойства
Цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (быстро тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
Температура плавления цинка 420°С, температура кипения 906°С, плотность 7,13 г/см 3 .
Нахождение в природе
Среднее содержание цинка в земной коре 8,3·10 -3 мас.%. Основной минерал цинка: сфалерит (цинковая обманка) ZnS..
Цинк играет важную роль в процессах, протекающих в живых организмах.
В природе цинк как самородный металл не встречается.
Способы получения
Цинк получают из сульфидной руды. На первом этапе руду обогащают, повышая концентрацию сульфидов металлов. Сульфид цинка обжигают в печи кипящего слоя:
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
Чистый цинк из оксида получают двумя способами.
При пирометаллургическом способе , который использовался издавна, оксид цинка восстанавливают углём или коксом при 1200—1300 °C:
ZnO + С → Zn + CO
Далее цинк очищают от примесей.
В настоящее время основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический) . При этом сульфид цинка обрабатывают серной кислотой:
При это получаемый раствор сульфата цинка очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу.
При электролизе чистый цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его удаляют и подвергают плавлению в индукционных печах. Таким образом можно получить цинк с высокой чистотой (до 99,95 %).
Качественные реакции
Качественная реакция на ионы цинка — взаимодействие избытка солей цинка с щелочами . При этом образуется белый осадок гидроксида цинка.
Например , хлорид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl
При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид цинка растворяется с образованием комплексной соли тетрагидроксоцинката:
Обратите внимание , если мы поместим соль цинка в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида цинка не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения цинка сразу переходят в комплекс:
Химические свойства
1. Цинк – сильный восстановитель . Цинк – довольно активный металл, но на воздухе он устойчив, так как покрывается тонким слоем оксида, предохраняющим его от дальнейшего окисления. При нагревании цинк реагирует со многими неметаллами .
1.1. Цинк реагируют с галогенами с образованием галогенидов:
Реакция цинка с иодом при добавлении воды:
1.2. Цинк реагирует с серой с образованием сульфидов:
Zn + S → ZnS
1.3. Цинк реагируют с фосфором . При этом образуется бинарное соединение — фосфид:
1.4. С азотом цинк непосредственно не реагирует.
1.5. Цинк непосредственно не реагирует с водородом, углеродом, кремнием и бором.
1.6. Цинк взаимодействует с кислородом с образованием оксида:
2Zn + O2 → 2ZnO
2. Цинк взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Цинк реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:
Zn 0 + H2 + O → Zn +2 O + H2 0
2.2. Цинк взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой и др.). При этом образуются соль и водород.
Например , цинк реагирует с соляной кислотой :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Демонстрация количества выделения водорода при реакции цинка с кислотой:
Цинк реагирует с разбавленной серной кислотой:
2.3. Цинк реагирует с концентрированной серной кислотой . В зависимости от условий возможно образование различных продуктов. При нагревании гранулированного цинка с концентрированной серной кислотой образуются оксид серы (IV), сульфат цинка и вода:
Порошковый цинк реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием сероводорода, сульфата цинка и воды:
2.4. Аналогично: при нагревании гранулированного цинка с концентрированной азотной кислотой образуются оксид азота (IV) , нитрат цинка и вода :
При нагревании цинка с очень разбавленной азотной кислотой образуются нитрат аммония , нитрат цинка и вода :
2.5. Цинк – амфотерный металл, он взаимодействует с щелочами. При взаимодействии цинка с раствором щелочи образуется тетрагидроксоцинкат и водород:
Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2
Цинк реагирует с расплавом щелочи с образованием цинката и водорода:
В отличие от алюминия, цинк растворяется и в водном растворе аммиака:
2.6. Цинк вытесняет менее активные металлы из оксидов и солей .
Например , цинк вытесняет медь из оксида меди (II):
Zn + CuO → Cu + ZnO
Еще пример : цинк восстанавливает медь из раствора сульфата меди (II):
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
И свинец из раствора нитрата свинца (II):
Восстановительные свойства цинка также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: нитратами и сульфитами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):
Оксид цинка
Оксид цинка можно получить различными методами :
1. Окислением цинка кислородом:
2. Разложением гидроксида цинка при нагревании:
3. Оксид цинка можно получить разложением нитрата цинка :
Химические свойства
Оксид цинка — типичный амфотерный оксид . Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.
1. При взаимодействии оксида цинка с основными оксидами образуются соли-цинкаты.
Например , оксид цинка взаимодействует с оксидом натрия:
2. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—цинкаты, а в растворе – комплексные соли . При этом оксид цинка проявляет кислотные свойства.
Например , оксид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием цинката натрия и воды:
Оксид цинка растворяется в избытке раствора щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:
3. Оксид цинка не взаимодействует с водой.
ZnO + H2O ≠
4. Оксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами . При этом образуются соли цинка. В этих реакциях оксид цинка проявляет основные свойства.
Например , оксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:
5. Оксид цинка взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием солей.
Например , оксид цинка реагирует с соляной кислотой:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
6. Оксид цинка проявляет слабые окислительные свойства .
Например , оксид цинка при нагревании реагирует с углеродом и угарным газом:
ZnO + С(кокс) → Zn + СО
ZnO + СО → Zn + СО2
7. Оксид цинка — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.
Например , из карбоната бария:
Гидроксид цинка
1. Гидроксид цинка можно получить пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоцинката натрия:
Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить исходное вещество Na2[Zn(OH)4] на составные части: NaOH и Zn(OH)2. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Zn(OH)2 не реагирует с СО2, то мы записываем справа Zn(OH)2 без изменения.
2. Гидроксид цинка можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли цинка.
Например , хлорид цинка реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида цинка и хлорида калия:
1. Гидроксид цинка реагирует с растворимыми кислотами .
Например , гидроксид цинка взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата цинка:
2. Гидроксид цинка взаимодействует с кислотными оксидами .
Например , гидроксид цинка взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата цинка:
3. Гидроксид цинка взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—цинкаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид цинка проявляет кислотные свойства.
Например , гидроксид цинка взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием цинката калия и воды:
Гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоцинката:
4. Г идроксид цинка разлагается при нагревании :
Соли цинка
Нитрат и сульфат цинка
Z nS + 4NaOH + Br2 = Na2[Zn(OH)4] + S + 2NaBr
Общие характеристики цинка, его реакции с разбавленной и концентрированной серной кислотой
[Deposit Photos]
Общая характеристика элемента
Цинк располагается во второй группе, побочной подгруппе периодической системы Менделеева и является переходным металлом. Порядковый номер элемента — 30, масса — 65,37. Электронная конфигурация внешнего слоя атома — 4s2. Единственная и постоянная степень окисления равна «+2». Для переходных металлов характерно образование комплексных соединений, в которых они выступают в качестве комплексообразователя с разными координационными числами. Это относится и к цинку. Существует 5 устойчивых в природе изотопов с массовыми числами от 64 до 70. При этом изотоп 65Zn является радиоактивным, период его полураспада составляет 244 дня.
[Wikimedia]
Цинк — это серебристо-голубой металл, который на воздухе быстро покрывается защитной оксидной пленкой, скрывающей его блеск. При удалении оксидной пленки цинк проявляет свойства металлов — сияние и характерный яркий блеск. В природе цинк содержится в составе многих минералов и руд. Самые распространенные: клейофан, цинковая обманка (сфалерит), вюрцит, марматит, каламин, смитсонит, виллемит, цинкит, франклинит.
Смитсонит [Wikimedia]
В составе смешанных руд цинк встречается со своими постоянными спутниками: таллием, германием, индием, галлием, кадмием. В земной коре содержится 0,0076% цинка, а 0,07 мг/л этого металла содержится в морской воде в виде солей. Формула цинка как простого вещества — Zn, химическая связь — металлическая. У цинка гексагональная плотная кристаллическая решетка.
Физические и химические свойства цинка
Температура плавления цинка — 420 °С. При нормальных условиях это хрупкий металл. При нагревании до 100-150 °С ковкость и пластичность цинка повышается, возможно изготовление из металла проволоки и прокатка фольги. Температура кипения цинка — 906 °С. Этот металл — отличный проводник. Начиная от 200 °С, цинк легко растирается в серый порошок и теряет пластичность. У металла хорошая теплопроводность и теплоемкость. Описанные физические параметры позволяют использовать цинк в соединениях с другими элементами. Латунь — наиболее известный сплав цинка.
Духовые инструменты из латуни [Deposit Photos]
При обычных условиях поверхность цинка мгновенно покрывается оксидом в виде серо-белого тусклого налета. Он образуется из-за того, что кислород воздуха окисляет чистое вещество. Цинк как простое вещество реагирует с халькогенами, галогенами, кислородом, фосфором, щелочами, кислотами, аммонием (его солями), аммиаком. Цинк не взаимодействует с азотом, водородом, бором, углеродом и кремнием. Химически чистый цинк не реагирует с растворами кислот и щелочей. Цинк — металл амфотерный, и при реакциях со щелочами образует комплексные соединения — гидроксоцинкаты. Нажмите здесь, чтобы узнать, какие опыты на изучение свойств цинка можно провести дома.
Реакция серной кислоты с цинком и получение водорода
Взаимодействие разбавленной серной кислоты с цинком — основной лабораторный способ получения водорода. Для этого используется чистый зерненый (гранулированный) цинк либо технический цинк в виде обрезков и стружек.
Если взяты очень чистые цинк и серная кислота, то водород выделяется медленно, особенно в начале реакции. Поэтому к остывшему после разбавления раствору иногда добавляют немного раствора медного купороса. Осевшая на поверхности цинка металлическая медь ускоряет реакцию. Оптимальный способ разбавить кислоту для получения водорода — разбавить водой концентрированную серную кислоту плотностью 1,19 в соотношении 1:1.
Реакция концентрированной серной кислоты с цинком
В концентрированной серной кислоте окислителем является не катион водорода, а более сильный окислитель — сульфат-ион. Он не проявляет себя как окислитель в разбавленной серной кислоте из-за сильной гидратации, и, как следствие, малоподвижности.
То, как концентрированная серная кислота будет реагировать с цинком, зависит от температуры и концентрации. Уравнения реакций:
Zn + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O
3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + S + 4H₂O
4Zn + 5H₂SO₄ = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O
Концентрированная серная кислота является сильным окислителем благодаря степени окисления серы (S⁺⁶). Она взаимодействует даже с малоактивными металлами, то есть с металлами до и после водорода, и, в отличие от разбавленной кислоты, никогда не выделяет водород при этих реакциях. В реакциях концентрированной серной кислоты с металлами всегда образуются три продукта: соль, вода и продукт восстановления серы. Концентрированная серная кислота — это такой сильный окислитель, что окисляет даже некоторые неметаллы (уголь, серу, фосфор).
Читайте также: