Оксид цинка: химические свойства и способы получения

Оксид цинка (ZnO) — это белый амфотерный оксид, который не растворяется в воде.

Способы получения.

1. Окисление цинка.

• цинк + кислород = оксид цинка:

2Zn + O₂ = 2ZnO

2. Термическое разложение гидроксида цинка.

• гидроксид цинка = оксид цинка + вода:

Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O

3. Взаимодействие цинка с парами воды при нагревании.

• цинк + вода = оксид цинка + водород:

Zn + H₂O = ZnO + H₂↑

4. Взаимодействие цинка с оксидами менее активных металлов.

• цинк + оксид меди (II) = оксид цинка + медь:

Zn + CuO = ZnO + Cu

• цинк + оксид железа (II) = оксид цинка + железо:

Zn + FеO = ZnO + Fe

5. Взаимодействие цинка с углекислым газом при нагревании.

• цинк + углекислый газ = оксид цинка + угарный газ:

Zn + СO₂ = ZnO + СO↑

6. Обжиг сульфида цинка.

• сульфид цинка + кислород = оксид цинка + сернистый газ:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂↑

7. Разложение нитрата цинка.

• нитрат цинка = оксид цинка + оксид азота (IV) + кислород:

2Zn(NO₃)₂ =  2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑

8. Разложение карбоната цинка.

• карбонат цинка = оксид цинка + углекислый газ:

ZnCO₃​ = ZnO + CO₂↑

Химические свойства.

Оксид цинка (ZnO) обладает амфотерными свойствами.

Он реагирует с кислотами, щелочами, кислотными и основными оксидами!

1. Взаимодействие с кислотами с образованием соответствующих солей и воды.

При взаимодействии с кислотами образуются соответствующие соли и вода.

Оксид цинка проявляет при этом свойства основного оксида!

• оксид цинка + азотная кислота = нитрат цинка + вода:

ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O

• оксид цинка + серная кислота = сульфат цинка + вода:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

• оксид цинка + соляная кислота = хлорид цинка + вода:

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂О

• оксид цинка + сероводородная кислота = сульфид цинка + вода:

ZnO + Н₂S = ZnS + H₂O

Обратите внимание: концентрация кислоты не имеет значения!

Набор продуктов останется неизменным!

2. Взаимодействие с щелочами.

1. Сплавление оксида цинка с твердыми щелочами.

При сплавлении оксида цинка с твердыми щелочами, он проявляет свойства кислотного оксида, образуя соответствующие соли и воду.

• оксид цинка + гидроксид натрия = цинкат натрия + вода:

ZnO + 2NaOH (тв) = Na₂ZnO₂ + H₂O

• оксид цинка + гидроксид калия = цинкат калия + вода:

ZnO + 2КOH (тв) = К₂ZnO₂ + H₂O

• оксид цинка + гидроксид бария = цинкат бария + вода:

ZnO + Вa(OH)₂ (тв) = ВaZnO₂ + H₂O

• оксид цинка + гидроксид кальция = цинкат кальция + вода:

ZnO + Сa(OH)₂ (тв) = СaZnO₂ + H₂O

2. Взаимодействие оксида цинка с водными растворами щелочей.

При взаимодействии с водными растворами щелочей образуются комплексные соли.

Оксид цинка проявляет при этом свойства кислотного оксида.

• оксид цинка + гидроксид калия = тетрагидроксоцинкат калия + вода:

ZnO + 2КOH + H₂O = К₂[Zn(OH)₄]

• оксид цинка + гидроксид натрия = тетрагидроксоцинкат натрия + вода:

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

• оксид цинка + гидроксид кальция = тетрагидроксоцинкат кальция + вода:

ZnO + Сa(OH)₂ + H₂O = Сa[Zn(OH)₄]

• оксид цинка + гидроксид бария = тетрагидроксоцинкат бария + вода:

ZnO + Вa(OH)₂ + H₂O = Вa[Zn(OH)₄]

3. Взаимодействие с водным раствором аммиака.

При взаимодействии с водным раствором аммиака оксид цинка растворяется и образует комплексный гидроксид тетрааминцинка!

• оксид цинка + аммиак + вода = гидроксид тетрааминцинка:

ZnO + 4NH₃ + H₂O = [Zn(NH₃​)₄​](OH)₂

4. Взаимодействие с кислотными оксидами.

При взаимодействии оксида цинка с кислотными оксидами образуются соответствующие соли.

Оксид цинка проявляет при этом основные свойства!

• оксид цинка + оксид серы (VI) = сульфат цинка:

ZnO + SO₃ = ZnSO₄

• оксид цинка + оксид азота (V) = нитрат цинка:

ZnO + N₂O₅ = Zn(NO₃)₂

• оксид цинка + оксид кремния (IV) = силикат цинка:

ZnO + SiO₂ = ZnSiO₃

• оксид цинка + оксид фосфора (V) = фосфат цинка:

3ZnO + P₂O₅ = Zn₃(PO₄)₂

5. Взаимодействие с основными оксидами.

При взаимодействии оксида цинка с основными оксидами образуются соответствующие соли.

Оксид цинка проявляет при этом кислотные свойства!

• оксид цинка + оксид натрия = цинкат натрия:

ZnO + Na₂O = Na₂ZnO₂

• оксид цинка + оксид калия = цинкат калия:

ZnO + К₂O = К₂ZnO₂

• оксид цинка + оксид бария = цинкат бария:

ZnO + ВаO = ВаZnO₂

• оксид цинка + оксид кальция = цинкат кальция:

ZnO + СаO = СаZnO₂

6. Взаимодействие с восстановителями.

При взаимодействии с восстановителями (С, СО, H₂, более активный металл) оксид цинка способен восстанавливаться до металла!

• оксид цинка + углерод = цинк + угарный газ:

ZnO + C = Zn + CO↑

• оксид цинка + угарный газ = цинк + углекислый газ:

ZnO + CО = Zn + CO₂↑

• оксид цинка + водород = цинк + вода:

ZnO + H₂ = Zn + H₂O

• оксид цинка + алюминий = цинк + оксид алюминия:

3ZnO + 2AI = 3Zn + AI₂О₃

7. Взаимодействие с солями карбонатами и сульфитами.

При сплавлении с солями карбонатами или сульфитами оксид цинка образует соль и соответствующий газ — углекислый или сернистый!

• оксид цинка + сульфит калия = цинкат калия + сернистый газ:

ZnO + К₂SO₃ = К₂ZnO₂ + SO₂↑

• оксид цинка + карбонат натрия = цинкат натрия + углекислый газ:

ZnO + Na₂CO₃ ​= Na₂ZnO₂ ​+ CO₂↑

• оксид цинка + сульфит бария = цинкат бария + сернистый газ:

ZnO + ВаSO₃ ​= ВаZnO₂ + SO₂↑

• оксид цинка + карбонат кальция = цинкат кальция + углекислый газ:

ZnO + СаCO₃ ​= СаZnO₂ + CO₂↑

Оксид цинка НЕ реагирует:

• с водой
• с азотом N₂
• с солями (кроме карбонатов и сульфитов)
• с менее активными металлами, чем цинк
• с амфотерными оксидами и гидроксидами

и другими веществами, не указанными в этой статье!

Учите химию и будьте внимательны!

Продолжение следует!

Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤

Подписывайтесь на мой канал https://dzen.ru/ovs_2024?share_to=link, я рада каждому из Вас!

Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!