15.4.1 单质的性质

锌副族元素的一个重要特点是熔、沸点较低。与铜副族元素相比，锌副族元素外层的单电子少，金属键弱；与过渡金属元素相比，锌副族元素次外层d轨道全充满，半径大，金属键弱。

汞在室温下是液体，且在-20～300℃体积膨胀系数很均匀，不润湿玻璃，所以常被用在温度计中指示温度。

汞易挥发，蒸气有毒，在使用时注意实验室通风。如果不慎将汞撒落，要尽快收集起来，然后在有金属汞的地方撒上硫磺粉，使汞转化成HgS。

汞可以溶解其他金属形成汞齐。因组成不同，汞齐可以呈液态和固态两种形式。利用汞能溶解金、银的性质，在冶金中用汞来提炼这些金属。锌、镉、汞与其他金属容易形成合金。

锌副族元素次外层d轨道全充满，d轨道电子不易参与成键，常形成氧化数为+2的化合物。但汞氧化数为+1的化合物却是稳定的。锌副族元素单质的化学活泼性比同周期铜副族元素高，且同族元素随着周期数的增加活性递减，这与碱土金属恰好相反。

锌和镉为活泼金属，能从稀酸中置换出氢气，而汞为惰性金属。纯锌与稀酸反应极慢，这可能是氢在锌表面析出时超电势大造成的。如果锌中含有少量金属杂质(如Cu、Ag等)则因氢的超电势小而加快反应。

过量的硝酸溶解汞生成硝酸汞。

3Hg+8HNO₃=3Hg(NO₃)₂+2NO+4H₂O

但过量的汞与稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞。

6Hg +8HNO₃=3Hg₂(NO₃)₂+2NO+4H₂O

与镉、汞不同，锌是两性金属。锌能溶于强碱溶液中，也能溶于氨水中。

15.4.2 单质的提炼

1. 锌的冶炼

浮选后的闪锌矿经熔烧转化为氧化锌。

2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO

再把氧化锌和焦炭混合在鼓风炉中加热，将生成的锌蒸馏出来，冷却后得到粗锌。

2C+O₂=2CO

ZnO+CO=Zn+CO₂

通过精馏将铅、镉、铜、铁等杂质除掉，可得到纯度为99.9%的锌。

欲得到更纯的金属锌，可采用“湿法冶金”。将熔烧后的氧化锌及少量的硫化物用稀硫酸浸取，使ZnO转化为ZnSO₄。调节溶液的pH使铁、砷、梯化合物等生成沉淀除去。加入Zn粉，使溶液中的镉、铜化合物等转化成金属进人残渣中除去。最后以ZnSO₄作电解液，进行电解，可得到纯度为99.99%的金属锌。

2. 汞的治炼

在600℃温度下将HgS在空气流中煅烧，得到单质汞。

HgS+O₂=Hg+SO₂

铁或生石灰与HgS煅烧，也得到单质汞。

HgS+Fe=Hg+FeS

4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO₄

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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