《金属通论》PPT课件

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1、学习目的:1.初步了解金属的一般物理化学性质；2.了解金属冶炼的方法和现状，掌握艾林汉姆（Ellingham）图的意义及使用方法；3.了解合金的基本知识。学习重点:Ellinghan图的原理、分析和应用学习难点:Ellinghan图的原理、分析和应用第19章金属通论无机化学19-1概述一、元素分类：1.按含量多少,集中存在分散,发现迟早,提取难易,应用情况分为普通元素和稀有元素；按金属性分为金属和非金属。本章只讨论金属元素。一、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。二、位置s,d,ds,f及p区左下.无机化学三、金属的分类自然界存在70（68）种（三种准

2、金属）实为67种人工合成29种（GeSbPo三种准金属）96种分类黑色金属：Fe、Mn、Cr及其合金有色金属：除Fe、Mn、Cr及其合金以外的所有金属有色金属按密度分：轻有色金属、重有色金属；按价格分：贵金属、贱金属；按金属性分：准金属和普通金属；按储量及分布分：稀有金属（轻稀有金属、高熔点稀有金属、分散性稀有金属稀土金属、放射性稀有金属等）和普通金属。无机化学1、轻有色金属：一般密度在4.5g·cm-3以下的有色金属，密度0.53~4.5g/cm-3Mg、Na、K、Ca、Sr、Ba化性活泼与O、S、C和卤素易反应。其他分类方法低熔点金属：碱金属p区金属高熔金属W、Wo、Ta2、重有色

3、金属：密度在4.5g·cm-3以上Cu、Ni、Pb、Zn、Co、Sn、Hg3、贵金属：Au、Ag、Ra、Rh、Pd、Os、Ir、Pt密度大贵重4、准金属：Si、Se、Te、As、B5、稀有金属：Li、Rb、Cs、Be、W、Mo6、稀土金属四、含量表示：将化学元素在地球化学系统中的平均含量称为丰度，为纪念美国克拉克在计算地壳内元素平均含量所作的贡献，通常把多元素在地壳中含量的百分比称为克拉克值。如以质量百分比表示，就称为“质量克拉克值”或简称“克拉克”值。如以原子百分数表示，则称为“原子克拉克值”。五、存在形式1.不活泼的Au、Ag、Pt等以游离态形式存在；2.游离态及化合态：较活泼金属

4、：如铁，有单质、氧化物3.活泼的以化合态：（1）卤化物:ⅠA.ⅡA，海水里较多（2）难溶盐矿石:ⅡA的CO32-、、PO43-、SO42-、硅铝酸盐（3）氧化物及硫化物：过渡金属海水中含大量金属（80多种元素、60多种金属）U10亿吨Au500万；氧化物形态：磁铁矿（Fe3O4）软锰矿（MnO2）赤铜矿（Cu2O）矾土矿（Al2O3·XH2O）硫化物形态：闪锌矿（ZnS）方铅矿（PbS）辉铜矿（CuS2）闪银矿（Ag2S）卤化物形态：NaCl,CaF2,光卤石（MgCl2·KCl·6H2O）含氧酸盐菱镁矿MgCO3方解石CaCO3硫酸盐重晶石BaSO4石膏CaSO4·2H2O硝酸盐钠硝

5、石NaNO3磷酸盐磷灰石[Ca5F(PO4)3]硅酸盐绿柱石（3BeO·Al2O3·6SiO2）矿石俗名工业上能用来提炼金属的矿物称为矿石。绝大多数矿石都多少含有杂质。主要是石英、石灰石和长石等，这些物质也称为脉石。所以从矿石中提炼金属一般经过三大步骤：(1)矿石的富集（采矿、选矿），(2)冶炼，(3)精炼一.矿石的富集就是预先处理矿石，把其中所含大量脉石移去，以提高矿石中有用成分的含量。选矿的方法：根据矿石的颜色、光泽、形状等不同的特征可进行简单的手选，利用矿石中有用成分与脉石的密度、磁性、粘度、熔点等性质的不同，可以采用不同的方法选矿，常用的选矿法有水选法、磁选法和浮选法等。19-

6、2金属的提炼无机化学二、冶炼根据金属化学活泼性不同，采取不同的冶炼方法冶炼的方法有：湿，干法（火法）1、热分解法氢后面的金属例2Ag2O△Ag+O2↑2HgO△2Hg＋O2将辰砂(硫化汞)加热也可以得到汞：HgS+O2==Hg+SO22、热还原法根据金属活泼性，选择合适的还原剂①用焦碳作还原剂ZnO+C→Zn＋COSnO2+2C===Sn+2CO2MgO+C==Mg+CO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氧化矿、碳酸盐(因为一般重金属的碳酸盐受热时都能分解为氧化物)、硫化矿都可用此法。2PbS+3O2===2PbO+2SO2PbO+C===Pb+

7、CO优点：还原剂价廉易得。缺点：易造成合金　含碳量高②用氢气作还原剂：制取不含碳的金属和某些稀有金属一般H2还原生成热较小的氧化物，例如，氧化铜、氧化铁等，容易被氢还原成金属。而具很大生成热的氧化物，例如，氧化铝、氧化镁等，基本上不能被氢还原成金属。用高纯氢和纯的金属氧化物为原料，可以制得很纯的金属。例：WO3＋3H2＝W＋3H2O有③用比较活泼的金属作还原剂例：Cr2O3＋2A1→2Cr＋A1203TiC14＋2Mg→Ti＋2MgC12注意选