Цинк. Соединения цинка

I. Цинк.

Цинк – довольно активный металл, но на воздухе он устойчив, так как покрывается тонким слоем оксида, предохраняющим его от дальнейшего окисления. При нагревании цинк реагирует с простыми веществами (исключением является азот):

2Zn + О₂ 2ZnО

Zn + Сl₂ ZnCl₂

3Zn + 2Р Zn₃Р₂

Zn + S ZnS

а также с оксидами неметаллов и аммиаком:

3Zn + SO₂ 2ZnO + ZnS

Zn + CO₂ ZnO + CO

3Zn + 2NH₃ Zn₃N₂ + 3H₂

При нагревании цинк окисляется под действием водяных паров:

Zn + H₂O_(пар) ZnO + H₂

Цинк реагирует с растворами кислот серной и соляной кислот, вытесняя из них водород:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

Как активный металл цинк реагирует с кислотами-окислителями:

Zn + 2H₂SO₄₍_конц_.) = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

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

Zn + 4HNO₃₍_конц_.)→ Zn(NO₄)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

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

При сплавлении цинка с щелочами образуется цинкат:

Zn + 2NаОН_{(крист.)} Nа₂ZnО₂ + Н₂

Цинк хорошо растворяется в растворах щелочей:

Zn + 2KOH + 2H₂O = K₂[Zn(OH)₄] + H₂

В отличие от алюминия, цинк растворяется и в водном растворе аммиака:

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

Цинк восстанавливает многие металлы из растворов их солей:

CuSO₄ + Zn = Zn SO₄+ Cu

Pb(NO₃)₂+ Zn = Zn(NO₃)₂+ Pb

4Zn + KNO₃+ 7KOH = NН₃ + 4K₂ZnO₂ + 2H₂O

4Zn + 7NaOH + 6H₂O + NaNO₃ = 4Na₂[Zn(OH)₄] + NH₃

3Zn + Na₂SO₃ + 8HCl = 3ZnCl₂ + H₂S + 2NaCl + 3H₂O

Zn + NaNO₃ + 2HCl = ZnCl₂ + NaNO₂ + H₂O

II. Соединения цинка (соединения цинка ядовиты).

1) Оксид цинка.

Оксид цинка обладает амфотерными свойствами.

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

ZnO + 2NaOH Na₂ZnO₂ + H₂O

ZnO + Na₂O Na₂ZnO₂

ZnO + SiO₂ ZnSiO₃

ZnO + BaCO₃ BaZnO₂ + СО₂

Цинк восстанавливают из оксидов действием сильных восстановителей:

ZnO + С_(кокс) Zn + СО

ZnO + СО Zn + СО₂

2) Гидроксид цинка.

Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами.

Zn(OН)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

Zn(OН)₂ + 2NaOH Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Zn(OН)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄]

2Zn(OН)₂ + СО₂ = (ZnOH)₂СО₃ + H₂O

Zn(OН)₂ + 4(NH₃· H₂O) = [Zn(NH₃)₄](OH)₂

Гидроксид цинка термически неустойчив:

Zn(OН)₂ ZnO + H₂O

3) Соли.

СaZnO₂ + 4HCl _{(избыток)} = CaCl₂ + ZnCl₂ + 2H₂O

Na₂ZnO₂ + 2H₂O = Zn(OH)₂ + 2NaHCO₃

Na₂[Zn(OH)₄] + 2CO₂ = Zn(OH)₂ + 2NaHCO₃

Zn(NO₃)₂ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃

2ZnSO₄ 2ZnO + 2SO₂ + O₂

2Zn(NO₃)₂ 2ZnO + 4NO₂ + O₂

Zn(NO₃)₂ + Mg = Zn + Mg(NO₃)₂

ZnS + 4H₂SO₄₍_конц_.) = ZnSO₄ + 4SO₂ + 4H₂O

ZnS + 8HNO₃₍_конц_.) = ZnSO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

ZnS + 4NaOH + Br₂ = Na₂[Zn(OH)₄] + S + 2NaBr

Цинк. Соединения цинка.

1. Оксид цинка растворили в растворе хлороводородной кислоты и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. Выделившееся студенистое вещество белого цвета отделили и обработали избытком раствора щелочи, при этом осадок полностью растворился. нейтрализация полученного раствора кислотой, например, азотной, приводит к повторному образованию студенистого осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте и в полученный раствор добавили избыток щелочи, получив прозрачный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

3. Соль, полученную при взаимодействии оксида цинка с серной кислотой, прокалили при температуре 800°С. Твердый продукт реакции обработали концентрированным раствором щелочи, и через полученный раствор пропустили углекислый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Нитрат цинка прокалили, продукт реакции при нагревании обработали раствором едкого натра. Через образовавшийся раствор пропустили углекислый газ до прекращения выделения осадка, после чего обработали избытком концентрированного нашатырного спирта, при этом осадок растворился. Напишите уравнения описанных реакций.

5. Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте, полученный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Продукты реакции смешали с коксом и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

6. Несколько гранул цинка растворили при нагревании в растворе едкого натра. В полученный раствор небольшими порциями добавляли азотную кислоту до образования осадка. Осадок отделили, растворили в разбавленной азотной кислоте, раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

7. В концентрированную серную кислоту добавили металлический цинк. образовавшуюся соль выделили, растворили в воде и в раствор добавили нитрат бария. После отделения осадка в раствор внесли магниевую стружку, раствор профильтровали, фильтрат выпарили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

8. Сульфид цинка подвергли обжигу. Полученное твердое вещество полностью прореагировало с раствором гидроксида калия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ до выпадения осадка. Осадок растворили в соляной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

9. Некоторое количество сульфида цинка разделили на две части. Одну из них обработали соляной кислотой, а другую подвергли обжигу на воздухе. При взаимодействии выделившихся газов образовалось простое вещество. Это вещество нагрели с концентрированной азотной кислотой, причем выделился бурый газ. Напишите уравнения описанных реакций.

10. Цинк растворили в растворе гидроксида калия. Выделившийся газ прореагировал с литием, а к полученному раствору по каплям добавили соляную кислоту до прекращения выпадения осадка. Его отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

1) ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + 2NaCl

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄]

Na₂[Zn(OH)₄] + 2HNO_{3(недостаток)} = Zn(OH)₂↓ + 2NaNO₃ + 2H₂O

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

HNO₃ + NaOH = NaNO₃ + H₂O

NH₄NO₃ + NaOH = NaNO₃ + NH₃↑ + H₂O

Zn(NO₃)₂ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃

3) ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

2ZnSO₄ 2ZnO + 2SO₂ + O₂

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

Na₂[Zn(OH)₄] + 2CO₂ = Zn(OH)₂↓ + 2NaHCO₃