首页 百科知识 锌族元素重要的化合物

锌族元素重要的化合物

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:HgCl2是白色针状晶体,易升华,称为升汞,剧毒,致死量约0.2g。HgCl2可溶于水,但在水中以分子形式存在,称为假盐,可溶于乙醇与乙醚,是分子晶体。在酸性溶液中,HgCl2有较强的氧化性。

10.6.2 锌族元素重要的化合物

1.氧化物 锌族元素氧化物几乎都不溶于水。ZnO和CdO的生成焓较小,较稳定,加热升华而不分解。HgO加热到573K时,分解为汞与氧:

锌、镉、汞的氧化物都是共价型化合物,共价性依Zn、Cd、Hg的顺序而增强。

2.氢氧化物 在锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱,可以得到它们的氢氧化物:

MCl2+2NaOH=M(OH)2↓+2NaCl

汞盐溶液与碱反应,生成黄色的HgO,因Hg(OH)2不稳定:

Hg2++2OH-=HgO↓+H2O

氢氧化锌是两性氢氧化物,溶于强酸成锌盐,溶于强碱而成为四羟基配合物或锌酸盐。

Cd(OH)2的酸性特别弱,只能缓慢溶于热、浓的强碱中。

氢氧化锌和氢氧化镉还可溶于氨水中,生成氨配离子:

M(OH)2+4NH3=[M(NH3)4]2++2OH-

Zn(OH)2和Cd(OH)2加热时都容易脱水变为ZnO和CdO。

3.硫化物 在锌、镉、汞盐溶液中分别通入H2S,会产生相应的硫化物沉淀。

由于硫化锌的溶度积较大,中性锌盐溶液中通以H2S气体,沉淀过程中产生的H阻碍了ZnS的进一步沉淀,使ZnS沉淀。

CdS是一种亮黄色沉淀,溶度积更小,不溶于稀酸,但能溶于浓酸。所以控制溶液的酸度,可以使锌、镉分离。

CdS+4HCl=H2[CdCl4]+H2S↑

黑色HgS变体加热到659K转变为比较稳定的红色变体。硫化汞是溶解度最小的金属硫化物,在浓硝酸中也难溶解,但可溶于过量的浓Na2S溶液中,生成二硫合汞(Ⅱ)酸钠:

HgS(s)+Na2S(浓溶液)=Na2[HgS2]

实验室常用王水溶解HgS:

3HgS+12HCl+2HNO3=3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O

ZnS是常见难溶硫化物中唯一呈白色的,可用作白色颜料。它与BaSO4沉淀形成的混合晶体ZnS·BaSO4叫锌钡白,俗称立德粉,是一种优良的白色颜料。CdS呈亮黄色,称镉黄,是名贵的黄色颜料,颜色鲜亮而经久不变,实验室利用这种特征颜色鉴定Cd2+

4.氯化物

(1)氯化锌:无水氯化锌是白色容易潮解的固体,其熔点不高(638K),在酒精和其他有机溶剂中能溶解,这说明它有明显的共价性。

ZnCl2在水中的溶解度特别大,10℃时100g水可溶363g,80℃时可溶541g。ZnCl2的浓溶液由于生成配合酸——羟基二氯合锌酸而具有显著的酸性,它能溶解金属氧化物:

ZnCl2+H2O=H[ZnCl2(OH)]

FeO+2H[ZnCl2(OH)]=Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O

在焊接金属时,用ZnCl2清除金属表面的氧化物就是根据这一性质。

欲制得无水ZnCl2,可将含水ZnCl2和SOCl2(氯化亚砜)一起加热:

ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+2xHCl+xSO2

ZnCl2主要用作有机合成工业的脱水剂、缩合剂及催化剂、印染业的媒染剂,也用作石油净化剂和活性炭活化剂。此外,ZnCl2还用于干电池、电镀、医药、木材防腐和农药等方面。

(2)氯化汞:将HgO溶于盐酸可以制得HgCl2,通常是将HgSO4和NaCl的混合物加热而制得:

HgSO4+NaCl=HgCl2+Na2SO4

HgCl2是白色针状晶体,易升华,称为升汞,剧毒,致死量约0.2g。HgCl2可溶于水,但在水中以分子形式存在,称为假盐,可溶于乙醇乙醚,是分子晶体。配制水溶液时应加入适量盐酸以抑制水解

HgCl2+H2O=Hg(OH)Cl(白色)↓+HCl

类似地,HgCl2也可以发生氨解反应,生成白色的氨基氯化汞沉淀:

HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl(白色)↓+NH4Cl

在酸性溶液中,HgCl2有较强的氧化性。向HgCl2溶液中加入适量SnCl2溶液,有Hg2Cl2白色沉淀生成:

2HgCl2+SnCl2=Hg2Cl2(白色)↓+SnCl4

SnCl2过量时可进一步反应,沉淀由白转灰,最后变为黑色:

Hg2Cl2+SnCl2=2Hg(黑色)↓+SnCl4

在分析化学中利用此反应鉴定Hg(Ⅱ)或Sn(Ⅱ)。

(3)氯化亚汞:Hg2Cl2是难溶于水的白色沉淀,无毒,略有甜味,称为甘汞;可溶于乙醇与乙醚,是分子晶体。Hg2Cl2见光缓慢分解,生成毒性很大的HgCl2与Hg。Hg2Cl2应存放于棕色瓶中。

Hg2Cl2常用来做甘汞电极(参比电极)。

5.汞的硝酸盐 汞的硝酸盐有硝酸汞和硝酸亚汞,都溶于水,并水解生成碱式盐沉淀:

2Hg(NO3)2+H2O=HgO·Hg(NO3)2↓+HNO3

Hg2(NO3)2+H2O=Hg2(OH)NO3↓+HNO3

在配制Hg(NO3)2和Hg2(NO3)2溶液时,应先溶于稀硝酸中。

在Hg(NO3)2溶液中加入氨水,可得碱式氨基硝酸汞白色沉淀:

2Hg(NO3)2+4NH3+H2O=HgO·NH2HgNO3↓+3NH4NO3

而在硝酸亚汞溶液中加入氨水,不仅有上述白色沉淀产生,同时有汞析出:

2Hg2(NO3)2+4NH3+H2O=HgO·NH2HgNO3(白色)↓+2Hg(黑色)↓+3NH4NO3

Hg(NO3)2是实验室常用的化学试剂,用它制备汞的其他化合物。Hg2(NO3)2溶液与空气接触时易被氧化为Hg(NO3)2,可在Hg2(NO3)2溶液中加入少量金属汞防止。

Hg2(NO3)2+O2+4HNO3=4Hg(NO3)2+2H2O

6.配合物 由于锌族的离子为18电子层结构,具有很强的极化力与明显的变形性,因此比相应主族元素有较强的形成配合物的倾向。

[Zn(CN)4]2-用于电镀工艺,它和[Cu(CN)4]3-的混合液用于镀黄铜(Cu-Zn合金)。由于

铜、锌配合物电对的标准电极电势接近,它们的混合液在电解时,Zn、Cu在阴极可同时析出。

(3)其他配合物:Hg2+离子可以与卤素离子和SCN-离子形成一系列配位数为4的配离子,与卤素离子形成配合物的稳定性依Cl—Br—I顺序增强。

Hg2+与过量的KI反应,首先产生红色碘化汞沉淀,沉淀溶于过量的KI中,生成无色的碘配离子:

Hg2++2I-=HgI2(红色)↓

HgI2+2I-=[HgI4]2-(无色)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈