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第三节 锌副族元素

第十二章 过渡元素（一）. 第三节 锌副族元素. 1 、熟悉锌副族通性，掌握锌副族元素单质性质 2 、掌握锌、汞的氧化物、氢氧化物及重要盐类的性质了解镉和汞的污染和防治 重点： 单质及化合物性质 难点： 单质及化合物性质. 本节基本要求. 一、锌副族元素的通性和单质. 1.ⅡB 族 ： Zn   Cd   Hg 2. 价层电子构型 ： （ n-1 ） d 10 ns 2 ，共有的氧化值为 +2 ；汞有 +2 和 +1 ： Hg 2 2+ 3. 低熔性 ： 汞是唯一 液态 金属；并且能与多种金属形成汞齐。

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第三节 锌副族元素

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  1. 第十二章 过渡元素（一） 第三节 锌副族元素

  2. 1、熟悉锌副族通性，掌握锌副族元素单质性质1、熟悉锌副族通性，掌握锌副族元素单质性质 2、掌握锌、汞的氧化物、氢氧化物及重要盐类的性质了解镉和汞的污染和防治 重点： 单质及化合物性质 难点： 单质及化合物性质 本节基本要求

  3. 一、锌副族元素的通性和单质 1.ⅡB族：Zn   Cd   Hg 2.价层电子构型：（n-1）d10ns2，共有的氧化值为+2；汞有+2和+1：Hg22+ 3.低熔性：汞是唯一液态金属；并且能与多种金属形成汞齐。 例：黄铜：Zn和Cu的合金 Zn-Hg：用于催化氢化 Na-Hg：具有Na的性质，但比Na反应平缓

  4. 4.单质的一些性质 (1)锌:

  5. (2)镉： 银白色有光泽的金属，熔点320.9℃，沸点765℃，密度8650 kg/m。有韧性和延展性。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽，加热时表面形成棕色的氧化物层。镉可溶于酸，但不溶于碱。镉的氧化态为＋1、＋2。

  6. (3)汞: 又称水银，在各种金属中，汞的熔点是最低的，只有-38.87℃，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。比重13.595，蒸气比重6.9。它的化学符号来源于拉丁文，原意是“液态银”。氧化态为＋1、＋2

  7. 二、锌的化合物 1.氧化锌和氢氧化锌 (1)氧化锌(ZnO)： ZnO为不溶于水的白色粉未，两性氧化物，既溶于酸又溶于碱 ZnO + 2HCl ─→ ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH ─→ Na2ZnO2 + H2O 又称锌白或锌氧粉，因遇硫化氢不变黑，为优良的白色颜料。因无毒且具有收敛性和一定的杀菌能力，故常用作医用橡皮软高。

  8. （2）氢氧化锌[Zn（OH）2]： 具有与氢氧化铝相类似的两性氢氧化物。随着pH的逐渐升高, 在pH≈6.5时开始出现氢氧化锌沉淀; pH在8时沉淀完全, 升高到11左右时,又开始溶解, 当pH≥12.6时完全溶解. 2.锌盐: （1）氯化锌(ZnCl2): 白色熔块, 极易吸潮。无水氯化锌通常由金属锌与氯气直接合成。其浓溶液能形成配位酸而使溶液显酸性。

  9. ZnCl2 + H2O H[ZnCl2（OH）] 2 H[ZnCl2（OH）] + FeO ─→ Fe[ZnCl2（OH）]2 + H2O （2）硫酸锌（ZnSO4·7H2O）: 俗称皓矾，被大量用作锌钡白（“立德粉”）。锌钡白是一种白色颜料。实际上是ZnSO4和BaS的混合物，可由BaS和ZnSO4经复分解而得： ZnSO4 + BaS ─→ ZnS·BaSO4↓ 这种白色颜料遮盖力强，无毒，大量用于油漆工业。

  10. 三、镉的化合物和含镉废水的处理 1.镉的化合物 镉能与氧、硫、卤素等非金属直接化合形成氧化值为+2的化合物。镉与酸作用，只能顺利地溶于HNO3，在HCl和H2SO4中反应缓慢，工业生产中需用其他氧化剂，如H2O2： Cd＋2HCl＋H2O2 → CdCl2＋ 2H2O Cd＋H2SO4＋H2O2 → CdSO4＋2H2O 镉与浓HNO3反应： Cd＋4HNO3→Cd(NO3)2＋2NO2↑＋2 H2O

  11. 在镉盐溶液中加入碱，即得Cd(OH)2(白色)。它的两性不如Zn(OH)2明显，易溶于酸，只在浓碱液中稍有溶解，生成[Cd(OH)4]2-。Cd(OH)2易溶于氨水或NaCN，生成[Cd(NH3)4]2+，[Cd(CN)4]2-等配合物。在镉盐溶液中加入碱，即得Cd(OH)2(白色)。它的两性不如Zn(OH)2明显，易溶于酸，只在浓碱液中稍有溶解，生成[Cd(OH)4]2-。Cd(OH)2易溶于氨水或NaCN，生成[Cd(NH3)4]2+，[Cd(CN)4]2-等配合物。 在Cd2+盐中加入Na2CO3得CdCO3，此物受热分解即得CdO：

  12. CdO常由上法制得。它为棕色粉末，用作催化剂、陶瓷釉彩。CdO常由上法制得。它为棕色粉末，用作催化剂、陶瓷釉彩。 在Cd 2+盐溶液中通人H2S得CdS： CdS＋H2S→ CdS＋2H+ CdS为黄色，俗称镉黄，用作颜料。纯品是制备荧光物质的重要基质。

  13. 由于 在溶液中不会歧化分解成Hg 2+和Hg。相反，Hg 2+与Hg发生逆歧化反应而生成Hg的倾向则稍大： 四、汞的化合物 汞和锌、镉不同，有氧化值为+l和+2两类化合物，Hg(I)的化合物通常称为亚汞化合物，如氯化亚汞Hg2Cl2、硝酸亚汞Hg(NO3)2等。Hg2Cl2的分子结构是Cl－Hg－Hg－C1，故分子式不是HgCl而是Hg2Cl2，亚汞离子是 汞的元素电势图如下：

  14. 实验表明，在溶液中只要有Hg存在，就会将Hg2+还原成 ，这就是由金属汞和汞(Ⅱ)盐制备汞(I)盐的基础。 1.氧化汞 氧化汞有两种不同颜色的变体。一种是黄色氧化汞，一种是红色氧化汞。前者受热即变成红色，二者的晶体结构相同，只是晶粒大小不同，黄色细小。它们都不溶于水。有毒﹗500℃时分解为金属汞和氧气。

  15. 黄色HgO可由湿法制得，即反应在溶液中进行。在HgCl2或Hg(NO3)2溶液中加入NaOH即得黄色HgO：黄色HgO可由湿法制得，即反应在溶液中进行。在HgCl2或Hg(NO3)2溶液中加入NaOH即得黄色HgO： HgCl2＋2NaOH → HgO↓(黄色) ＋ 2NaCl ＋H2O 红色HgO可由干法制得。通常由Hg(NO3)2加热分解： 2Hg(NO3)2   2HgO↓(红色) ＋4NO2↑＋O2↑ 操作时严格控制温度，否则氧化汞会进一步分解成金 属汞。

  16. 2.氯化汞和氯化亚汞 (1) 氯化汞(HgCl2):又称升汞，白色(略带灰色)针状结晶或颗粒粉末。熔点低(280℃)，易气化。有毒。 HgCl2为共价型化合物，氯原子和汞原子以共价键结合成直线型分子Cl—Hg－Cl。它稍溶于水，但在水中的离解度很小。 ＋Cl - 与氨水作用，产生氨基氯化汞白色沉淀： HgCl2＋2NH3→ Hg(NH2)Cl↓＋NH4+

  17. 在含有过量NH4C1的氨水中，HgCl2也可与NH3形成配合物：在含有过量NH4C1的氨水中，HgCl2也可与NH3形成配合物： HgCl2＋2NH3→[Hg(NH3)2Cl2] [Hg(NH3)2Cl2] ＋ 2NH3 → [Hg(NH3)4]Cl2 HgCl2在酸性溶液中是较强的氧化剂。当与适量SnCl2作用时，生成白色丝状的Hg2Cl2，SnCl2过量时，Hg2Cl2会进一步被还原为金属汞，沉淀变黑： 2HgCl2＋Sn 2+＋4Cl -→ Hg2Cl2↓（白）＋[SnCl6]2- Hg2Cl2＋Sn 2+＋4Cl -→ 2Hg↓（黑）＋[SnCl6]2– 分析化学常用上述反应鉴定Hg 2+或Sn 2+。

  18. (2)氯化亚汞(Hg2Cl2)  又称甘汞,微溶于水，无毒，味略甜。 制备： Hg2Cl2不如HgCl2稳定，见光易分解应保存在棕色瓶中。 Hg2Cl2与氨水反应可生成氨基氯化汞和汞： Hg2Cl2＋2NH3→ Hg(NH2)Cl↓＋Hg↓＋NH4Cl 白色的氨基氯化汞和黑色的金属汞微粒混在一起，使沉淀呈黑灰色。这个反应可用来鉴定 的存在。但在 离子存在下，Hg2Cl2与氨水作用得[Hg(NH3)4] 2+和Hg。

  19. 3.硝酸汞和硝酸亚汞 Hg(NO3)2和Hg2(NO3)2都可由金属汞和HNO3作用制得，主要在于两种原料的比例不同：使用65％的浓HNO3，并且过量，在加热下反应，得到Hg(NO3)2： Hg＋ 4HNO3（浓） →Hg(NO3)2＋ 2NO2↑＋ 2 H2O 反之，用冷的稀HNO3与过量Hg作用则得Hg2(NO3)2： 6Hg＋ 8HNO3（稀）→ 3Hg2(NO3)2＋ 2NO↑＋ 4 H2O

  20. 无论是Hg2Cl2还是Hg2(NO3)2，都不会形成Hg Hg(NO3)2也可由HgO溶于HNO3制得： HgO＋ 2HNO3→Hg(NO3)2＋H2O 将Hg(NO3)2溶液与金属汞一起振荡也可得Hg2(NO3)2： Hg(NO3)2＋Hg → Hg2(NO3)2 Hg(NO3)2易溶于水，是常用的化学试剂，是制备其他含汞化合物的主要原料。 的配离子。

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