研究锌族元素的通性.ppt

锌、镉、汞的标准元素电势图如下
酸性溶液中
Zn2+ -0.7626 Zn
Cd2+ >-0.6 Cd22+ <-0.6 Cd
│
│
│
-0.403
│
└──────────
Hg2+ +0.911 Hg22+ +0.7960 Hg
│
│
│
0.8535
│
└────────── ─┘
HgCl2 0.63 Hg2Cl2 0.2682 Hg
谢谢！
现在较先进的湿法是本世纪80年代出现的， 直接将精矿加压浸出的“全湿法”工艺：
2ZnS + 2H2SO4 + O2 ─→ 2ZnSO4 + 2H2O + 2S↑所得的ZnSO4溶液经净化后 电解可得99.5%纯度的锌。再经熔炼可获 得纯度为99.9999%的锌。
锌族元素基本性质如下：
第一电 第二电 第三电 M2+(g)水
小结：锌族元素的M2+均无色，所以它们 的许多化合物也无色。但是，由于M2+具 有18电子构型外壳，其极化能力和变形 性依Zn2+ →Cd2+ →Hg2+ 的顺序而增强， 以致Cd2+ 特别是Hg2+ 与易变形的阴离 子形成的化合物，往往显色并具有较低 的溶解度。
锌族元素一般都能形成较稳定的配 合物。
3299
-1833
+1， +2
锌族元素的价层电子构型为(n1)d10ns2,由于(n-1)d电子未参与成
键，故锌族元素的性质与典型过渡元 素有较大区别，而与p区(四、五、六 周期)元素接近，如氧化数主要为+2， 汞有+1(总是以双聚离子[-Hg-Hg-]2+ 形式存在),离子无色，金属键较弱而 硬度、熔点较低等。
2Zn + O2 –高温--- 2ZnO
2HgO + O2 ====2HgO
锌在潮湿空气中，表面生成的一层致密碱式碳酸 盐Zn(OH)2·ZnCO3起保护作用，使锌有防腐蚀的性 能，故铜铁等制品表面常镀锌防腐。
2Zn + O2+ H2O + CO2 ─→ Zn(OH)2·ZnCO3
锌与铝相似，具有两性，即可溶于酸，也可溶于 碱： Zn + 2H+ ─→ Zn2+ + H2↑ Zn + 2OH- +2H2O ─→ [Zn(OH)4]2- + H2↑与铝 不同的是，锌与氨水能形成配离子而溶解： Zn + 4NH3 + 2H2O ─→ [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ 汞与硫粉直接研磨时，由于汞呈液态，接触面积 较大，且二者亲和力较强，可以形成硫化汞。
熔点 沸点 离能
离能
离能
合热 氧化
(K) (K) (kJ·mol- (kJ·mol- (kJ·mol- (kJ·mol- 态
1)
1)
1)
1)
Zn
693
118 2
915
1743 3837 -2054 +2
Cd
594
103 8
873
1641 3616 -1316 +2
Hg 234 648 1013
1820
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锌族单质
锌、镉、汞均为银白色金属，其中锌略带蓝白色。本族元 素的单质熔、沸点较低，按Zn-Cd-Hg的顺序降低，这与p区 金属类似，而比d区和铜族金属低得多。常温下，汞是唯一 液态金属，有“水银”之称。汞受热均匀膨胀且不润湿玻 璃，故用于制造温度计。室内空气中即使含有微量的汞蒸 气，都有害于人体健康。若不慎将汞撒落，可用锡箔把它 “沾起”(形成锡汞齐)，再在可能有残汞的地方撒上硫粉 以形成无毒的HgS。应采用铁罐或厚瓷瓶作容器贮存汞，汞 的上面加水封，以防汞蒸发。
Zn、Cd、Hg之间或和其他金属可形成合金。大量金属锌用于制 锌铁板(白铁皮)和干电池，锌与铜形成合金(黄铜)应用也很广 泛。在冶金工业上，锌粉作为还原剂应用于金属镉、金、银的 冶炼。
汞能溶解许多金属形成汞齐，汞齐是汞的合金。钠汞齐与水反 应放出氢，在有机合成中常用作还原剂。利用汞与某些金属形 成汞齐的特点，自矿石中提取金、银等；银锡合金用汞溶解制 得银锡汞齐，它能在很短的时间内硬化，并有很好的强度，故 作补牙的充填材料 锌和镉的化学性质相似，而汞的化学活泼性差得多。锌在加 热条件下可以和绝大多数非金属发生化学反应，在1000℃时， 锌在空气中燃烧生成氧化锌，汞需加热至沸才缓慢与氧作用 生成氧化汞，它在500℃以上又重新分解成氧和汞：
锌族元素位于周期表ds区 ⅡB族
锌族元素包括锌(Zn)、镉 (Cd)、汞(Hg)及Uub(112 号)放射性元素
锌主要以氧化物或硫化物存在于自然 界，重要的矿石有闪锌矿(ZnS)、红锌 矿(ZnO)、菱锌矿(ZnCO3)等。我国锌 矿资源丰富，著名的锌矿产地为湖南 长宁水口山和临湘桃林。闪锌矿含锌 量低，经浮选法得含ZnS到40～60%的 精矿，然后焙烧为氧化锌，用焦炭在 1200～1300℃下还原并蒸馏出Zn：
(饱和溶液)
碱性溶液中
Zn(OH)2 -1.249 Zn [Zn(OH)4]2- -1.249 Zn
[Cd(OH)4]2- -0.622 Cd
HgO 0.0724 Hg2O +0.123 Hg
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│
│
0.8535
│
└──────────┘
由元素电势图可看出，锌族元素的金属 活泼性比铜族强，除Hg外，Zn、Cd是较 活泼金属。活泼性依Zn-Cd-Hg次序减弱， Zn和Cd化学性质较接近，汞和它们相差 较大，类似于铜族元素。