鎘
銅臭 / 2022-08-04
一、鎘的存在和冶煉
鎘在自然界與鋅共生。閃鋅礦等都含有隔，不過即使精礦最 多也只含鰨1%，一般含 0.2%-0.4%。
焙燒鋅礦時(shí)，煙道灰中含有2.5%的鎘，用稀硫酸處理后加入鋅粉可將鎘置換出來。另外還可用電解法，鎘的沉積電壓比鋅低，控制電壓為2.6伏，鎘先析出。這樣制得的鎘純度為99.95%。用在標(biāo)準(zhǔn)電池中的鎘，純度要求更高，需經(jīng)過反復(fù)的電解和在其空中升華等純化過程。
二、鎘的性質(zhì)和用途
鎘是白色金屬，比鋅軟一些，有展性。
鎘能和其他金屬形成合金，如在銅中加入少量鎘，能增加銅的機(jī)械強(qiáng)度，但不降低銅的導(dǎo)電性。把鎘鍍在金屬表面上可防止生銹。此外，鎘現(xiàn)在也用在原子反應(yīng)堆中作控制棒，因?yàn)樗罩凶拥男矢摺?/span>
鎘在潮濕空氣中綬慢地氧化，如加熱則燃燒而發(fā)生紅色火焰。 鎘與鹵素在高溫下作用劇烈，與硫也可直接化合。 在鹽酸和硫酸中溶解慢;與硝酸作用較快。與鋅不同，鎘不能溶于強(qiáng)堿中。
三、鎘的化合物
鎘在化合物中主要表現(xiàn)為+2價(jià)。大多數(shù)的鎘鹽是白色，并且易溶于水?？扇艿柠}有毒。鎘形成絡(luò)合物的傾向很顯著。
1.氧化鎘和氫氧化鎘
在空氣中燃燒鎘，得到棕色的氧化鎘。由于制備的方法不同，顏色也各異，如在250°，將氨氧化鎘加熱，得到綠黃色的氧化鎘，在800°加熱，則得到藍(lán)黑色的氧化鎘。它可以升華，而不分解。和氧化鋅不同，它具有氯化鈉型晶格，不溶于水，與酸作用形成鎘鹽。
將氨氧化鈉加大鎘鹽溶液中，即有白色的氫氧化鎘Cd(OH)?析出。它溶于酸，但不溶于堿。氫氧化鎘 也和Zn(OH)?一樣溶于氨水中形成貉離子:
Cd(OH)?+4NH?=[Ca(NH?)?]??+2OH?
2.鹵化鎘
在隔鹽常液中加入須化銨，有氟化鎘析出。其它的鹵化物均以氫氧化鎘和氫鹵酸作用而制得。
氟化鎘和氯化鎘是白色，溴化鎘是黃色而碘化鎘是棕色，其中以氟化鎘的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)為最高(表20-5)。除氟化鎘微溶于水外，其他鹵化編在水中易溶，溶解度依Cl-I的順序而降低。氟化鋸和碘化鎘為無水化合物。在不同的秸晶條件下，氯化鎘和溴化鎘 形成各種水合物，最常見的是CdCl?·2.5H?O和CdBr?·4H?O。
電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)證明，鹵化鎘在水溶液中電離并不完全:
CdX?⇔CdX?+X?
而且在濃溶液中有明顯的自絡(luò)合傾向:
2CdX?⇔Cd??+[CdX?]?
表20-5 鹵化鎘的性質(zhì)
| 性質(zhì) |
CdF?
|
CdCl?
|
CdBr?
|
CdI?
|
|
顏色
熔點(diǎn)，°C
沸點(diǎn)，°C
比重
溶解度，克分子/升
水合物，水分子數(shù)
|
白
1100
1747
6.6
0.29（25°）
—
|
白
868
960
4.1
7.7（20°）
4、2.5、1
|
黃
568
1136
5.2
4.2（20°C）
4、2
|
棕
387
升華
5.7
2.3（20°C）
—
|
鹵化鎘與堿金局鹵化物在溶液中形成絡(luò)合物，主要的是M???[CdX?]塑其大還有M????[CaX?]型和M????[CaX?]型。
3.硫酸鎘
將碳酸鋸溶于稀硫酸中得硫酸解。最常見的水合物為 3CdSO?·8H?O還有CdSO?·H?O。七水合物CdSO?·7H?O是介穩(wěn)定。水合物的轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變溫度列于下式:
鎘的無水硫酸鹽的溶解度比鋅大，在25°每100克水溶77.2克鹽。溫度的變化對于它的溶解度影響不大，故用于制備標(biāo)準(zhǔn)電池。和硫酸鋅相似，它與堿金屬硫酸鹽形成復(fù)鹽，M??SO?·CdSO?·6H?O。電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)表明在濃的溶液中它也發(fā)生自絡(luò)合作用。
4.硫化鎘
在自然界存在的是硫鎘礦Cds。以硫化氫通大鎘鹽溶液中，有黃色的硫化鎘Cds析出:
Cd??+H?S=CdS+2H?
它微溶于水，溶度積為3.6×10?²?(18°C)，比硫化鋅的溶解度小，在稀鹽酸中不溶解，而只溶于濃鹽酸或硫酸中。與稀硝酸共熱時(shí)，S?被氧化為S:
3CaS+2NO??+8H?=3Cd??+2NO+3S+4H?O
硫化鎘是有用的顏料，稱為鎘黃。在制備蟄光體時(shí)，也用到硫化鎘。
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