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* 大学 化学 课件 复习 金属元素 1 概述 2 金属提炼 3 金属的物理性质和化学性质 4 合金 概述 1-1 金属元素特征： (1). χ＜2.0； (2). 价层电子数少，在化学反应中易失电子。 1-2 位置 s, d, ds, f及p区左下. 1-3 分类： 大学 化学 课件 　　金属通常可分为黑色金属和有色金属两大类: 　　(1)、黑色金属包括铁、锰和铬以及它们的合金，主要是铁碳合金(钢铁)。 　　(2)、有色金属是指除去铁、铬、锰之外的所有金属。有色金属大致上按其密度、价格、在地壳中的储量和分布情况、被人们发现以及使用的早晚等分为五大类： 　　1)轻有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。 　　2)重有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、汞等。 大学 化学 课件 3)贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素(铂、铱、俄、钌、钯、铑)，由于它们对氧和其它试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采和提取比较困难故价格比一般金属贵，因而得名贵金属。它们的特点是密度大(10.4—22.48 g/cm3)；熔点高(1189—3273K)；化学性质稳定。 4) 准金属：一般指硅、硒、砷、硼，其物理化学性质介于金属与非金属之间，如硼，是电和热的不良导体。 5)希有金属：通常是指在自然界中含量很少，分布稀散、发现较晚，难以从原料中提取的或在工业上制备及应用较晚的金属。这类金属包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼、钽、铌、钛、铪、钒、铼、镓、铟、铊、锗、希土元素及人造超铀元素等。 大学 化学 课件 1-4、 在自然界的存在 （1）. 游离态 Au, Ag, Bi, Re (稀少） （2）. 游离态及化合态：较活泼金属：如铁、铜， 有单质、氧化物 （3）. 化合态：活泼金属 1）卤化物:ⅠA.ⅡA 2）难溶盐矿石:ⅡA的CO32-.PO43-.SO42- 及 硅铝酸盐 3）氧化物及硫化物：过渡金属 大学 化学 课件 2 金属提炼 方法：湿，干法（火法） 过程：富集，冶炼和精炼 2-1 金属还原过程的热力学 以氧化物为基础，ΔfG越负，氧化物越稳 定，T.P下同一类型氧化物的ΔfG越负，越难得到金属。 埃林汉姆图（氧化物自由能—温度图）： 作用（1）找出氧化物的适宜分解温度 （ 2）找出适宜的还原剂 1）．从图中可以看出，凡?rG?为负值区域内的所有金属都能自动被氧气氧化，凡在这个区域以上的金属则不能。由图可知约在773K以上Hg就不被氧所氧化，而HgO只需稍微加热，超过773K就可以分解得到金属。 大学 化学 课件 　2）．稳定性差的氧化物?rG?负值小，?rG?-T直线位于图上方。例如HgO。稳定性高的氧化物?rG?负值大,?rG?-T直线位于图下方如MgO。在自由能图中,一种氧化物能被位于其下面的那些金属所还原， 因为这个反应的?rG? 0。例如，铝热法，在1073K 时Cr2O3能被Al还原。 3）．图中C+O2=CO2的?rS?≈0,反应2C+O2= 2CO ?rS?0,反应2CO+O2=2CO2 ?rS?0。三条直线交于983K。高于此温度,2C+O2=2CO的反应倾向大，低于此温度，2CO+O2=2CO2 的反应倾向更大。 　生成CO的直线向下倾斜,这使得几乎所有金属的 ?rG?-T直线在高温下都能与C-CO直线相交。能够被碳还原，碳为一种广泛应用的优良的还原剂。` 大学 化学 课件 2-2 工业上冶炼金属的一般方法 （1） 热分解法 　 有一些金属仅用加热矿石的方法就可以得到。 在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解，如:HgO和Ag2O加热发生下列分解反应： 2HgO==2Hg+O2? 将辰砂(硫化汞)加热也可以得到汞： HgS+O2== Hg+SO2? 大学 化学 课件 （2）、热还原法 　　大量的冶金过程属于这种方法。焦炭、一氧化碳、氢和活泼金属等都是良好的还原剂。 　　1）．用焦炭作还原剂 SnO2+2C===Sn+2CO2? 反应若需要高温，常在高炉和电炉中进行。所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金， 例如 MgO+C==Mg+CO? 如果矿石主要成分是碳酸盐，也可以用这种方法冶炼。因为一般重金属的碳酸盐受热时都能分解为氧化物，再用焦炭还原。 　　 如矿石是硫化物，那末先在空