鋅、鎘、汞在加熱時(shí)與氧反應(yīng),可以得到氧化物。鋅、鎘的碳酸鹽加熱也可以制得ZnO和CdO。
ZnCO3=(568K)ZnO+CO2
CdCO3=(600K)CdO+CO2
表20-10 鋅族元素氧化物的性質(zhì)
氧化物 性質(zhì) |
ZnO | CdO | HgO |
顏色 | 白色粉末 | 棕灰色粉末 | 紅色晶體或黃色晶體 |
生成熱/(kJ·mol-1) | -348.0 | -256.9 | -90.9 |
這些氧化物都幾乎不溶于水。它們常被用作顏料。ZnO俗名鋅白,用作白色顏料。它的優(yōu)點(diǎn)是遇到H2S氣體不變黑,因?yàn)閆nS也是白色。ZnO還用作健化劑。因ZnO有收斂性和一定的殺菌力,在醫(yī)藥上常調(diào)制成軟膏應(yīng)用。ZnO和CdO的生成熱較大,較穩(wěn)定,加熱升華而不分解。HgO加熱到573K時(shí),分解為汞與氧:
2HgO=(573K)2Hg+O2↑
所以辰砂HgS在空氣中焙燒時(shí),可以不經(jīng)過HgO而直接得到汞和二氧化硫。
在鋅鹽和鎘鹽溶液中加入適量強(qiáng)堿,可以得到它們的氫氧化物,如
ZnCl2+2NaOH=Zn(OH)2↓+2NaCl
CdCl2+2NaOH=Cd(OH)2↓+2NaCl
汞鹽溶液與堿反應(yīng),析出的不是Hg(OH)2,而是黃色的HgO、因Hg(OH)2不穩(wěn)定,立即分解:
Hg2++2OH-=HgO↓+H2O
氫氧化鋅是兩性氫氧化物,溶于強(qiáng)酸成鋅鹽,溶于強(qiáng)堿而成為四羥基化物,有的稱為鋅酸鹽。
Zn(OH)2+2H+=Zn2++2H2O
Zn(OH)2+2OH-=Zn(OH)42-
因?yàn)樵赯n(OH)2的飽和溶液中存在如下平衡:
Zn2++2OH-=Zn(OH)2=(+2H2O)2H++[Zn(OH)4]2-
加酸,平衡向左移動(dòng),生成Zn2+。加堿,平衡向右移動(dòng),生成四經(jīng)基化物。和Zn(OH)2不同,Cd(OH)2的酸性特別弱,不易溶于強(qiáng)堿中(只緩慢溶于熱、濃的強(qiáng)堿中)。
氫氧化鋅和氫氧化鎘還可溶于氨水中,這一點(diǎn)與Al(OH)3不同,能溶解是由于生成了氨配離子:
Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH-
Cd(OH)2+4NH3=[Cd(NH3)4]2++2OH-
Zn(OH)2和Cd(OH)2加熱時(shí)都容易脫水變?yōu)閆nO和CdO。鋅、鎘、汞的氧化物和氫氧化物都是共價(jià)型化合物,共價(jià)性依Zn、Cd、Hg的順序而增強(qiáng)。