《金屬通論》PPT課件

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1、學(xué)習(xí)目的:1.初步了解金屬的一般物理化學(xué)性質(zhì)；2.了解金屬冶煉的方法和現(xiàn)狀，掌握艾林漢姆（Ellingham）圖的意義及使用方法；3.了解合金的基本知識。學(xué)習(xí)重點:Ellinghan圖的原理、分析和應(yīng)用學(xué)習(xí)難點:Ellinghan圖的原理、分析和應(yīng)用第19章金屬通論無機化學(xué)19-1概述一、元素分類：1.按含量多少,集中存在分散,發(fā)現(xiàn)遲早,提取難易,應(yīng)用情況分為普通元素和稀有元素；按金屬性分為金屬和非金屬。本章只討論金屬元素。一、金屬元素特征：1.χ＜2.0；2.價層電子數(shù)少，在化學(xué)反應(yīng)中易失電子。二、位置s,d,ds,f及p區(qū)左下.無機化學(xué)三、金屬的分類自然界存在70（68）種（三種準

2、金屬）實為67種人工合成29種（GeSbPo三種準金屬）96種分類黑色金屬：Fe、Mn、Cr及其合金有色金屬：除Fe、Mn、Cr及其合金以外的所有金屬有色金屬按密度分：輕有色金屬、重有色金屬；按價格分：貴金屬、賤金屬；按金屬性分：準金屬和普通金屬；按儲量及分布分：稀有金屬（輕稀有金屬、高熔點稀有金屬、分散性稀有金屬稀土金屬、放射性稀有金屬等）和普通金屬。無機化學(xué)1、輕有色金屬：一般密度在4.5g·cm-3以下的有色金屬，密度0.53~4.5g/cm-3Mg、Na、K、Ca、Sr、Ba化性活潑與O、S、C和鹵素易反應(yīng)。其他分類方法低熔點金屬：堿金屬p區(qū)金屬高熔金屬W、Wo、Ta2、重有色

3、金屬：密度在4.5g·cm-3以上Cu、Ni、Pb、Zn、Co、Sn、Hg3、貴金屬：Au、Ag、Ra、Rh、Pd、Os、Ir、Pt密度大貴重4、準金屬：Si、Se、Te、As、B5、稀有金屬：Li、Rb、Cs、Be、W、Mo6、稀土金屬四、含量表示：將化學(xué)元素在地球化學(xué)系統(tǒng)中的平均含量稱為豐度，為紀念美國克拉克在計算地殼內(nèi)元素平均含量所作的貢獻，通常把多元素在地殼中含量的百分比稱為克拉克值。如以質(zhì)量百分比表示，就稱為“質(zhì)量克拉克值”或簡稱“克拉克”值。如以原子百分數(shù)表示，則稱為“原子克拉克值”。五、存在形式1.不活潑的Au、Ag、Pt等以游離態(tài)形式存在；2.游離態(tài)及化合態(tài)：較活潑金屬

4、：如鐵，有單質(zhì)、氧化物3.活潑的以化合態(tài)：（1）鹵化物:ⅠA.ⅡA，海水里較多（2）難溶鹽礦石:ⅡA的CO32-、、PO43-、SO42-、硅鋁酸鹽（3）氧化物及硫化物：過渡金屬海水中含大量金屬（80多種元素、60多種金屬）U10億噸Au500萬；氧化物形態(tài)：磁鐵礦（Fe3O4）軟錳礦（MnO2）赤銅礦（Cu2O）礬土礦（Al2O3·XH2O）硫化物形態(tài)：閃鋅礦（ZnS）方鉛礦（PbS）輝銅礦（CuS2）閃銀礦（Ag2S）鹵化物形態(tài)：NaCl,CaF2,光鹵石（MgCl2·KCl·6H2O）含氧酸鹽菱鎂礦MgCO3方解石CaCO3硫酸鹽重晶石BaSO4石膏CaSO4·2H2O硝酸鹽鈉硝

5、石NaNO3磷酸鹽磷灰石[Ca5F(PO4)3]硅酸鹽綠柱石（3BeO·Al2O3·6SiO2）礦石俗名工業(yè)上能用來提煉金屬的礦物稱為礦石。絕大多數(shù)礦石都多少含有雜質(zhì)。主要是石英、石灰石和長石等，這些物質(zhì)也稱為脈石。所以從礦石中提煉金屬一般經(jīng)過三大步驟：(1)礦石的富集（采礦、選礦），(2)冶煉，(3)精煉一.礦石的富集就是預(yù)先處理礦石，把其中所含大量脈石移去，以提高礦石中有用成分的含量。選礦的方法：根據(jù)礦石的顏色、光澤、形狀等不同的特征可進行簡單的手選，利用礦石中有用成分與脈石的密度、磁性、粘度、熔點等性質(zhì)的不同，可以采用不同的方法選礦，常用的選礦法有水選法、磁選法和浮選法等。19-

6、2金屬的提煉無機化學(xué)二、冶煉根據(jù)金屬化學(xué)活潑性不同，采取不同的冶煉方法冶煉的方法有：濕，干法（火法）1、熱分解法氫后面的金屬例2Ag2O△Ag+O2↑2HgO△2Hg＋O2將辰砂(硫化汞)加熱也可以得到汞：HgS+O2==Hg+SO22、熱還原法根據(jù)金屬活潑性，選擇合適的還原劑①用焦碳作還原劑ZnO+C→Zn＋COSnO2+2C===Sn+2CO2MgO+C==Mg+CO反應(yīng)若需要高溫，常在高爐和電爐中進行。所以這種冶煉金屬的方法又稱為火法冶金氧化礦、碳酸鹽(因為一般重金屬的碳酸鹽受熱時都能分解為氧化物)、硫化礦都可用此法。2PbS+3O2===2PbO+2SO2PbO+C===Pb+

7、CO優(yōu)點：還原劑價廉易得。缺點：易造成合金　含碳量高②用氫氣作還原劑：制取不含碳的金屬和某些稀有金屬一般H2還原生成熱較小的氧化物，例如，氧化銅、氧化鐵等，容易被氫還原成金屬。而具很大生成熱的氧化物，例如，氧化鋁、氧化鎂等，基本上不能被氫還原成金屬。用高純氫和純的金屬氧化物為原料，可以制得很純的金屬。例：WO3＋3H2＝W＋3H2O有③用比較活潑的金屬作還原劑例：Cr2O3＋2A1→2Cr＋A1203TiC14＋2Mg→Ti＋2MgC12注意選