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金属锌的化学性质及锌的主要化合物

时间:2014-05-09 14:22:18

作者:世邦机器

金属锌的化学性质:

锌具有较好的抗腐蚀性能,在常温下不被干燥的空气、不含二氧化碳的空气或干燥的氧所氧化。但与湿空气接触时表面生产一层灰白致密的碱式碳酸锌(ZnCO3?3Zn(OH)2)薄膜,保护内部锌不再被腐蚀。锌在铅锌矿加工熔融时与铁形成化合物,冷却后保留在铁表面上,保护钢铁免受侵蚀。

纯锌不溶于浓度的硫酸或盐酸中。商品锌由于含有少量杂质,极易溶于硫酸或盐酸中并放出氢气,溶解的速率视杂质量的多少而定。由于锌的结晶不同,铸锌较辊轧加工所得锌难溶解。锌也可溶于碱中,但溶解速读较在酸中慢。

常温下无空气的水对锌没有作用,但在红热的温度下,锌在铅锌矿生产工艺流中易分解水蒸气生成氧化锌。金属锌在空气中加热至505℃,即可燃烧生成非晶形的氧化锌。二氧化碳与水蒸气的混合气体可使锌蒸气迅速氧化,生成氧化锌及一氧化碳。

锌的主要化合物:

A氧化锌( ZnO)

俗称锌白,为白色粉末,但在加热时会发黄,可溶解于酸和氨液中,氧化锌的真密度为5.78g/cm3,,熔点为1973℃。氧化锌在1000℃以上开始挥发,1400℃以上挥发激烈。

氧化锌为两性氧化Si0可与酸和强碱反应生成相应的盐类,在高温下可与酸性氧化物、碱性氧化物,如SiO2、Fe2O3、Na2O等,生成硅酸锌、铁酸锌、锌酸钠。氧化锌能被碳和一氧化碳还原成为金属锌。

B硫化锌( ZnS)

纯硫化锌为白色物质,但工业上用的硫化锌由于内部含有方铅矿、赤铁矿、黄铁矿等杂质常带褐色、褐黑色、褐黄色、灰红色。硫化锌在自然界常以闪锌矿出现。闪锌矿的真密度为4.083g/cm3,。硫化锌在常压下不熔化,在高温下经过液相阶段直接气化挥发。硫化锌在空气中加热易氧化生成氧化锌,在温度为600℃时反应已较剧烈。在氮气流中1200℃即可显著挥发,如在氧化气氛中加热时由于挥发后的硫化锌蒸气氧化生成氧化锌和二氧化硫,更加速了硫化锌挥发的进行,这对硫化锌精矿的沸腾焙烧有重要意义。

硫化锌可溶于盐酸和浓硫酸溶液中,但不溶于稀硫酸,可以采用氧化剂,如高铁离子Fe3+将溶液中的硫离子S2-氧化成元素硫(S)即硫磺,降低溶液中S2-浓度,使溶解过程加快进行。硫化锌精矿直接酸浸的可能性就在于此。

C硫酸锌( ZnSO4)

硫酸锌极易水化,通常生成含有7个结晶水的水化合物七水硫酸锌ZnSO4.7H20,锌矾、硫酸锌溶液蒸发结晶时或加热脱水时按控制的温度不同可形成一系列水化合物,其中主要有ZnSO4.7H2O、ZnSO4?6H2O、ZnSO4?H2O等。全脱水和部分脱水后的硫酸锌吸水能力很强。

硫酸锌加热时首当其冲生成碱式硫酸锌2ZnSO4?ZnO,随后进一步分解成ZnO,硫酸锌约在650℃开始离解,在750℃以上离解将激烈进行。硫酸锌离解压和温度的关系如下:

温度/℃ 674 690 720 750 775 800

离解压/kPa 0.71 0.81 3.24 8.11 15.20 252.3

硫酸锌在水中的溶解度很大,在20℃和l00℃时其在水中的溶解度(以100g水中溶解的物质的克数表示)。

D碳酸锌与碱式碳酸锌

碳酸锌是炼锌原料之一,自然界以菱锌矿的状态存在,在350 ~ 400℃开始分解,易溶于稀硫酸、碱和氨水中。

碱式碳酸锌ZnCO3?2Zn( OH)2?H2O为白色细微无定形粉末,密度4.42 -4. 45g/cm3,无臭无味,加热到300℃分解生成ZnO。不溶于水、醇、酮,微溶于氨水、铵盐,能溶于稀酸、强碱。

碱式碳酸锌主要用作轻型收敛剂,作炉甘石原料,也用作皮肤的保护剂;也是生产乳胶薄膜、橡胶、人造丝、氧化锌及锌盐的重要原料。

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