Теория:
Цинк — химический элемент № \(30\). Он расположен в побочной подгруппе \(II\) группы, в четвёртом периоде. В атоме цинка полностью заполнен третий электронный слой, а на внешнем слое находится \(2\) \(s\)-электрона. Электронная формула цинка: .
Электронно-графическая схема предвнешнего и внешнего электронных уровней атома цинка выглядит так.
Предвнешний уровень заполнен, а на внешнем уровне находится два электрона, поэтому цинк образует соединения со степенью окисления \(+2\).
Нахождение в природе и получение
В природе цинк встречается только в виде соединений. Важнейшие цинковые руды: сфалерит (цинковая обманка) и цинковый шпат .
 |  |
Рис. \(1\). Цинковая обманка | Рис. \(2\). Цинковый шпат |
Для получения цинка из руды используют пирометаллургический, гидрометаллургический и электрометаллургический способы.
1) Руду, содержащую цинк, сначала обогащают, а полученный концентрат подвергают обжигу. Образовавшийся оксид цинка восстанавливают углём или коксом при высокой температуре:
.
2) Концентрат руды обрабатывают серной кислотой и превращают в сульфат цинка, из которого металл восстанавливают электролизом:
Физические свойства цинка
Чистый цинк — хрупкий голубовато-белый металл. На воздухе его поверхность покрывается плёнкой оксида и карбоната, теряет металлический блеск.
Рис. \(3\). Цинк
Цинк относится к тяжёлым металлам, его плотность составляет \(7,133\) г/см³. Плавится он при невысокой температуре — \(419,6°C\).
Цинк входит в состав латуни, нейзильбера и других сплавов.
Химические свойства
В ряду напряжений металлов цинк располагается до водорода. Это металл средней активности. Слой соединений, образующихся на поверхности, защищает металл от коррозии при обычных условиях.
Цинк реагирует со многими неметаллами и с водой, вытесняет водород из кислот, взаимодействует с азотной и серной концентрированной кислотами. Он может вытеснять менее активные металлы из растворов их солей. Вступает цинк и в реакции со щелочами.
Реагенты | Характеристика реакций | Уравнения реакций |
Галогены | Реагирует при комнатной температуре с образованием галогенидов | ; |
Кислород | При нагревании на воздухе образует белый оксид | |
Сера | Реагирует при нагревании, образует сульфид | |
Вода | Реагирует при нагревании, образуются оксид и водород | |
Кислоты-неокислители | Вытесняет водород из кислот | |
Серная концентрированная кислота | Образуются сульфат, соединение серы и вода | |
Азотная кислота | Образуются нитрат, вода и соединение азота | |
Растворы щелочей | Растворяется с выделением водорода и образованием комплексных солей | |
Растворы солей | Вытесняет менее активные металлы из растворов их солей |
Посмотри видео «Растворение цинка в кислотах и щелочах».
Обрати внимание!
Реакции с кислотами и щелочами показывают двойственную природу цинка и его сходство с алюминием.
Источники:
Рис. 1. Цинковая обманка. Автор: Романвер. Общественное достояние, https://ru.wikipedia.org/w/index.php?curid=4452249. Дата обращения: 23.03.2023.
Рис. 2. Цинковый шпат, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/macro-pink-smithsonite-mineral-stone-on-1432779746. Дата обращения: 26.03.2023.
Рис. 3. Цинк, https://image.shutterstock.com/image-photo/zinc-metal-using-be-raw-260nw-1496748521.jpg. Дата обращения: 17.03.2022.