Сульфат цинка ZnSO4: свойства, получение, применение

Сульфат цинка ZnSO4 — средняя растворимая соль, образованная амфотерным слабым основанием и сильной кислотой, молярная масса 161 г/моль.

Ключевые факты

Формула
ZnSO4
Класс
соль (средняя, растворимая)
Молярная масса
161 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 161,44 г/моль
Другие названия
цинковый купорос (кристаллогидрат ZnSO4·7H2O); белый купорос
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Zn +2, S +6, O −2
Связи
ионная между Zn2+ и SO42−, внутри сульфат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Амфотерность
гидроксид цинка растворяется и в кислотах, и в избытке щёлочи

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сульфат цинка?

Сульфат цинка — бесцветная соль, которую называют белым или цинковым купоросом. В отличие от медного и железного купороса, ион цинка не придаёт ей цвета, поэтому кристаллы и растворы прозрачные.

Цинк стоит в ряду активности левее водорода, а его гидроксид амфотерен: он растворяется и в кислотах, и в избытке щёлочи. Поэтому для экзамена сульфат цинка нужен как пример соли амфотерного металла, и при добавлении щёлочи с ним происходит такая же последовательность превращений, как и с солями алюминия.

Какие физические свойства у сульфата цинка?

Физические свойства: сульфат цинка ZnSO4
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбесцветные кристаллы или белый порошок, без запаха
Растворимость в водеочень хорошая: около 54 г безводной соли в 100 г воды при 20 °C
Термическая устойчивостьразлагается при нагревании выше примерно 700 °C
Среда растворакислая, рН меньше 7

Какие химические свойства у сульфата цинка?

Основные реакции сульфата цинка — обмен со щёлочью с учётом амфотерности гидроксида, осаждение сульфида цинка и реакция с более активным металлом. Для сульфата цинка вытеснение металла идёт только более активными металлами, например магнием, но не железом или медью.

  1. Со щёлочью (в недостатке): белый осадок гидроксида цинкаZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + Na2SO4
  2. С избытком щёлочи: осадок растворяетсяZnSO4 + 4NaOH → Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4
  3. С сульфидом натрия: белый осадок сульфида цинкаZnSO4 + Na2S → ZnS↓ + Na2SO4
  4. С хлоридом барияZnSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + ZnCl2
  5. С более активным металлом, магнием: вытеснение цинкаZnSO4 + Mg → MgSO4 + Zn
  6. Термическое разложениеZnSO4 → ZnO + SO3↑Условия: нагревание выше 700 °C

Сульфид цинка — один из немногих белых сульфидов, поэтому по его цвету цинк отличают от меди и свинца, которые дают чёрные осадки. Осадок растворяется в сильных кислотах.

Как получают сульфата цинка?

В промышленности

Руду, цинковую обманку, обжигают до оксида цинка, который растворяют в серной кислоте. Полученный раствор сульфата цинка очищают, а затем электролизом получают из него металлический цинк; это основной способ производства цинка.

  • ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

В лаборатории

В лаборатории цинк растворяют в разбавленной серной кислоте: металл исчезает, выделяются пузырьки водорода. Можно использовать гидроксид цинка вместо металла.

  • Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
  • Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O

Как распознать сульфат цинка? Качественная реакция

Ион цинка определяют по щёлочи: выпадает белый осадок, который растворяется и в избытке щёлочи, и в кислотах. Образование белого осадка с сульфид-ионами тоже говорит о цинке. Сульфат-ион определяют по ионам бария.

  • Zn2+ + 2OH− → Zn(OH)2↓

Где применяют сульфата цинка?

  • производство цинка электролизом и цинкование металлов;
  • микроудобрение для почв, где не хватает цинка;
  • медицина и ветеринария: добавки цинка и глазные капли в сильном разбавлении;
  • протрава в текстиле, консервант древесины и компонент вискозного волокна.

Меры предосторожности. Вещество вредно при проглатывании и опасно для глаз; для водных организмов токсично. Растворы нельзя выливать в водоёмы.

Чему равна молярная масса сульфата цинка?

M(ZnSO4) = 65 + 32 + 4·16 = 161 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 161,44 г/моль.

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

Где сульфат цинка встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сульфата цинка?

M(ZnSO4) = 65 + 32 + 4·16 = 161 г/моль. У цинкового купороса ZnSO4·7H2O она равна 161 + 7·18 = 287 г/моль. По массам IUPAC до сотых безводная соль даёт 161,47 г/моль.

Почему купорос цинка белый, а не цветной?

Ион цинка не поглощает видимый свет: у него заполнена d-оболочка. Поэтому у соли нет окраски, в отличие от солей меди или железа.

Что произойдёт с осадком гидроксида цинка при добавлении избытка щёлочи?

Осадок растворится, потому что гидроксид цинка амфотерен. Образуется растворимая комплексная соль тетрагидроксоцинкат.

Можно ли вытеснить цинк из сульфата цинка железом или медью?

Нет. Цинк активнее и железа, и меди, поэтому его из раствора вытесняют только более активные металлы, например магний.

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.

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: цинк Zn, сера S, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники