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释义 xin
锌(卷名:化学)
zinc
  一种化学元素,化学符号Zn,原子序数30,原子量65.39,属周期系ⅡB族。
  发现  13世纪印度最早冶炼出纯锌,15世纪中国开始用锌铸币,16世纪已能大规模生产。约在1637年(中国明代),宋应星著《天工开物》中记载了用炉甘石(主要含碳酸锌)制“倭铅(即金属锌)”的方法:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,以渐砑干,勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火锻红,罐中炉甘石熔化成团,冷定毁罐取出,每十耗其二,即倭铅也。此物无铜收伏,入火即成烟飞去。以其似铅而性猛,故名之曰‘倭’云。”这是最早关于制取锌的描述。1740年英国出现商品锌。
  存在  锌在地壳中的含量约为0.005%~0.02%,主要以闪锌矿ZnS、红锌矿ZnO、菱锌矿ZnCO3、硅锌矿ZnSiO4、锌铁尖晶石(Zn,Fe,Mn)O·(Fe,Mn)2O3等形式存在,还常与方铅矿共生,称为铅锌矿。大多数食物中都含有锌,蛋白质中含锌最高,肉类含锌平均30ppm,鲜牡蛎含锌大于1000ppm, 人体中平均含锌量约2克。已知锌有15种同位素,其中质量数为64、66、67、68和70的是稳定同位素。
  物理性质  纯锌的新磨光表面呈蓝白色,有光泽,在潮湿空气中变成浅灰色;熔点419.58°C,沸点907°C,密度7.14克/厘米3,莫氏硬度2.5(金刚石为10)。纯锌有延展性,少量杂质会使它变脆。温度0.9K时,锌是电的超导体。纯锌无铁磁性。
  化学性质  锌的电子构型为(Ar)3d104s2,氧化态+2。锌是较活泼的金属,锌粉在空气中能着火燃烧,产生蓝绿色火焰和氧化锌烟雾,纯锌不能或极慢地与稀酸反应。痕量硫酸铜的存在,或使锌表面与镍或铂等金属接触,能加快锌与酸的反应,放出氢气。锌与冷稀硝酸反应,产生二氧化氮。锌也能溶解在强碱性溶液中。锌具有两性,在中性和酸性溶液中,以水合离子Zn(H2O)嵆存在;在碱性条件下,沉淀为氢氧化锌Zn(OH)2;在过量碱中,氢氧化锌溶解,形成配离子Zn(OH)娸。锌离子在水溶液中形成的配离子,大多数配位数为4,其配离子呈四面体;以螯合剂如乙二胺等为配体形成的配离子,其配位数为6,呈八面体。
  重要的锌化合物有:氯化锌、氧化锌、硫化锌、硫酸锌等。
  制法  锌矿含锌低。可先用浮选法得到精矿,再焙烧成氧化锌,将氧化锌与焦炭混合加热至1100°C, 使锌蒸发,冷凝即得。也可用电解法制锌,将粗氧化锌溶解于稀硫酸中,用锌粉置换出镉、钴、镍、铜、银等杂质,再用硫酸锌作电解液,铅作阳极,铝作阴极,即可制得纯锌。
  应用  锌主要用于制造合金和做其他金属的保护层,还可用于干电池如碳-锌电池、锌-汞电池和碱性锌-锰电池等。锌是许多化学反应的催化剂和还原剂。放射性锌65在医学上用来了解锌的代谢过程,也用来测定锌合金的磨损率。
  毒性  锌中痕量的砷、铅、镉或锑有毒。镀锌槽产生的烟雾和氯化锌烟雾都有毒,内服大剂量的硫酸锌能导致器官损伤和死亡。
  参考书目
 J.C.Bailar, ed., Comprehensive  Inorganic Chemistry,Pergamon, Oxford,1973.
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更新时间:2024/7/1 6:13:00