镉是一种蓝白色的过渡金属,性质柔软,有毒,能在锌矿中找到。镉和锌均会用作电池材料。接下来我为你推荐镉的物理化学性质,一起看看吧!
镉的物理性质
镉是银白色有光泽的金属,熔点320.9℃,沸点765℃,密度8650 kg/m3。有韧性和延展性。镉在潮湿空气中
缓慢氧化并失去金属光泽,加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈,形成卤化镉。也可与硫直接化合,生成硫化镉。镉可溶于酸,但不溶于碱。镉的氧化态为+1、+2。氧化镉和氢氧化镉的溶解度都很小,它们溶于酸,但不溶于碱。镉可形成多种配离子,如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。
镉的毒性较大,被镉污染的空气和食物对人体危害严重,日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。
可用多种方法从含镉的烟尘或镉渣(如煤或炭还原或硫酸浸出法和锌粉置换)中获得金属镉。进一步提纯可用电解精炼和真空蒸馏。镉主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀,对碱性物质的防腐蚀能力强。镉可用于制造体积小和电容量大的电池。镉的化合物还大量用于生产颜料和荧光粉。硫化镉、硒化镉、碲化镉用于制造光电池。
镉的化学性质
1.燃烧加热
2Cd+O2==2CdO Cd+S==CdS
加热
Cd+X2==CdX2 (X=F、Cl、Br、I)
加热
3Cd+2P==Cd3P2 Cd+Se==CdSe
Cd+2ClH(dil)==CdCl2+H2
加热
2Cd+2SO2==CdSO4+CdS
加热
2Cd+Na==NaCd2 6Cd+Na==NaCd6
2.氢氧化镉和氧化镉
Cd2++2NaOH=Cd(OH)2+2Na+ Cd(OH)2+H+=Cd2++2H2O
加热
Cd(OH)2==CdO+H2O
加热
[Cd(NH3)4]2+ +2OH-==Cd(OH)2+4NH3
2Cd2++3CO3 2- +2H2O=Cd2(OH)2CO3+2HCO3-
3.硫化镉和镉的配合物
(1)硫化镉
Cd 2+ +H2S=CdS+2H+
3CdS+8HNO3==3Cd(NO3)2+2NO+3S+4H2O
(2)镉的配合物
[Cd(NH3)6]2+
[Cd(CN)4]2-
4.含镉废水的处理
(1)中和沉淀法
Cd 2+ +2OHˉ=Cd(OH)2
(2)离子交换法
(3)其它:气浮法、碱性氯化法
镉的用途特点
1.用于制造合金:镉作为合金组土元能配成很多合金,如含镉0.5%~1.0%的硬铜合金,有较高的抗拉强度和耐磨性。镉(98.65%)镍(1.35%)合金是飞机发动机的轴承材料。很多低熔点合金中含有镉,著名的伍德易熔合金中含有镉达12.5%。
2.镉具有较大的热中子俘获截面因此含银(80%)铟(15%)镉(5%)的合金可作原子反应堆的(中子吸收)控制棒。
3.镉的化合物曾广泛用于制造(黄色)颜料、塑料稳定剂、(电视映像管)荧光粉、杀虫剂、杀菌剂、油漆等。
4.用于电镀等。镉氧化电位高,故可用作铁、钢、铜之保护膜,广用于电镀防腐上,但因其毒性大,这项用途有减缩趋势。
5.用于充电电池:镍—镉和银—镉、锂-镉电池具有体积小、容量大等优点。
6.用于制镉盐、镉蒸气灯、烟幕d、镉汞剂、颜料、合金、电镀镉、焊药、标准电池、冶金去氧剂等。为半导体用高纯材料,用于制备高纯镉盐,用作高纯试剂。
Cds是硫化镉的符号。用化学或物理的方法可以制备。它具有很好的半导体性能,常常是是制造光敏电阻、高灵敏光电传换器的主体材料。特别是制备CdS半导体纳米材料的材料。CdS是目前广泛研究的光催化剂。从别的地方找来的,不全是我写的。在元素周期表中金属和非金属的分界处,可以找到半导体材料,如硅、锗、镓等另外还有半导体的特性:
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。它的重要特性表现在以下几个方面:
(1)热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系。温度升高,半导体的电阻率会明显变小。例如纯锗(Ge),温度每升高10度,其电阻率就会减少到原来的一半。
(2)光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电;受到光照时,就变的容易导电了。例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧。半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”。利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等。
近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管,它通过电流时能够发光,把电能直接转成光能。目前已制作出发黄,绿,红,蓝几色的发光二极管,以及发出不可见光红外线的发光二极管。
另一种常见的光电转换器件是硅光电池,它可以把光能直接转换成电能,是一种方便的而清洁的能源。
(3)搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高,但掺入极微量的“杂质”元素后,其导电能力会发生极为显著的变化。例如,纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米。因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件。
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