Оксид цинка ZnO: свойства, получение, применение

Оксид цинка ZnO — амфотерный оксид, белый порошок, молярная масса 81 г/моль.

Ключевые факты

Формула
ZnO
Класс
оксид (амфотерный)
Молярная масса
81 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 81,38 г/моль
Другие названия
цинковые белила; цинкит (минерал)
Состояние
твёрдое вещество
Степени окисления
Zn +2, O −2
Связи
ионная с долей ковалентной
Кристаллическая решётка
ионная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое оксид цинка?

Оксид цинка — белый порошок, известный как цинковые белила и компонент присыпок и мазей. Он амфотерный: растворяется и в кислотах, и в щелочах, но в воде нерастворим.

При нагревании вещество обратимо желтеет, а при охлаждении снова белеет. В ЕГЭ его чаще всего берут как пример амфотерного оксида, наряду с оксидом алюминия, и как источник цинка при восстановлении углём.

Какие физические свойства у оксида цинка?

Физические свойства: оксид цинка ZnO
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое вещество
Цветбелый; при нагревании обратимо желтеет
Плотностьоколо 5,6 г/см³
Растворимость в воденерастворим
Температура плавленияоколо 1970 °C

Какие химические свойства у оксида цинка?

Амфотерность проявляется в реакциях с кислотами и со щелочами. Особенность оксида цинка — растворение в аммиаке с образованием комплексного основания, чего нет у оксида алюминия.

  1. С соляной кислотой: проявление основных свойствZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
  2. С раствором щёлочи: тетрагидроксоцинкатZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]
  3. Со щёлочью при сплавлении: цинкатZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2OУсловия: сплавление
  4. С раствором аммиака: комплексное основаниеZnO + 4NH3·H2O → [Zn(NH3)4](OH)2 + 3H2O
  5. Восстановление углём до металлаZnO + C → Zn + COУсловия: высокая температура

С водой оксид цинка не реагирует, а гидроксид цинка получают из растворимой соли цинка и щёлочи, взятой без избытка.

Как получают оксида цинка?

Горение цинка и обжиг руды

Цинк ярко сгорает в кислороде. В промышленности исходный сульфид цинка обжигают, а оксид затем восстанавливают до металла.

  • 2Zn + O2 → 2ZnO
  • 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2↑

Разложение гидроксида и карбоната

При прокаливании гидроксид и карбонат цинка теряют летучие компоненты и превращаются в оксид.

  • Zn(OH)2 → ZnO + H2O
  • ZnCO3 → ZnO + CO2↑

Как распознать оксид цинка? Качественная реакция

Ион цинка из раствора осаждают щёлочью: образуется белый осадок гидроксида. В избытке щёлочи он растворяется, а это выдаёт амфотерность.

  • ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaCl

Где применяют оксида цинка?

  • цинковые белила — белая краска, не темнеющая от сероводорода;
  • добавка при вулканизации резины;
  • присыпки, пасты и мази с подсушивающим и антисептическим действием;
  • компонент керамики, стекла и защитных покрытий;
  • полупроводниковые и пьезоэлектрические материалы, УФ-фильтр в солнцезащитных средствах.

Меры предосторожности. Оксид цинка малотоксичен, но пары и пыль при нагревании могут вызвать «литейную лихорадку», поэтому порошок не нагревают без вентиляции и не вдыхают.

Чему равна молярная масса оксида цинка?

M(ZnO) = 65 + 16 = 81 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 81,38 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где оксид цинка встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса оксида цинка?

M(ZnO) = 65 + 16 = 81 г/моль для расчётов ЕГЭ.

Почему оксид цинка относят к амфотерным?

Он реагирует и с кислотами, и со щелочами, образуя соли цинка или цинкаты. Поэтому осадок гидроксида цинка растворяется в избытке щёлочи.

Чем оксид цинка похож на оксид алюминия и чем отличается?

Оба амфотерны и не растворяются в воде. Но оксид цинка растворяется в растворе аммиака, образуя аммиакат, а оксид алюминия — нет.

Что такое цинковые белила?

Это белый пигмент из оксида цинка. Он не чернеет от сероводорода, в отличие от свинцовых белил.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: цинк Zn, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники