金属的分类用途 - 山大附中-首页

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1、1.金属的分类人们根据金属的密度把金属分为重金属和轻金属。重金属的密度大于4.5g/cm3，轻金属的密度小于4.5g/cm3。冶金工业上还常常把金属分为黑色金属和有色金属。黑色金属有三种：铁、锰、铬。它们或它们的合金的表面常有灰黑色的氧化物，所以称这类金属为黑色金属。除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。有色金属又可以分为九大类：①重金属：铜、铅、锌等；②轻金属：铝、镁等；③轻稀有金属：锂、铍等；④难熔稀有金属：钨、钛、钒等；⑤稀散金属：镓、锗等；⑥稀土金属：钪、钇及镧系元素；⑦放射性金属：镭、锕等；⑧贵金属：金、银、铂等;⑨碱金属：钾、钠等。2.几种常见和重要的金属（1）钠钠不能以游离态存在于

2、自然界，因为它的化学性质很活泼，因此在自然界，钠存在于许多无机物中（如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠、硼酸钠等）。在海水、矿泉水、盐湖水中有可溶性钠盐。地壳中含有2.63%化合形式的钠，其含量在元素中占第6位。23Na是惟一的天然同位素，还有6种人工放射性同位素：20Na、21Na、22Na、24Na、25Na、26Na。钠能与许多气体发生反应：①在空气中120℃时着火，160℃以下氧气不足时反应的主要产物是Na2O，250～300℃与足量氧气反应生成的是Na2O2和少量的NaO2。②与H2室温下不反应，200～350℃时反应生成NaH。③与N2在任何温度下不反应。有在放电条件下反应生成氮化钠

3、和叠氮化钠的报道。④与CO2在室温下反应很慢，但燃烧的钠与CO2反应迅速，在控制条件的情况下这种反应可生成甲酸钠、草酸钠。有在撞击条件下钠与CO2(s)反应发生爆炸生成碳化钠的报道。⑤与N2O反应生成Na2O。在氧化氮中燃烧生成硝酸钠和连二硝酸钠的混合物。钠能与H2O反应，也能与酸、盐溶液反应。钠能与熔融碱反应，如Na+KOHK+NaOH，2Na+NaOH＝Na2O+NaH。图3-2 制钠电解槽示意图金属钠的用途：在过去，相当一部分钠用于制造汽油抗爆震剂──四乙基铅添加了四乙基铅的汽油会污染空气，因此现在已不允许使用。，它能降低汽油的爆震性，减少在汽油发动机中使用汽油时发出的噪音。四乙基铅通常

4、是用氯乙烷与金属钠和铅（钠铅齐）的合金起反应而制成，化学方程式为4C2H5Cl+4Na+Pb=(C2H5)4Pb+4NaCl。金属钠能从钛、锆、铌、钽等金属的化合物中把它们置换出来，如TiCl4+4NaTi+4NaCl。钠还用于制造过氧化钠等钠的化合物。在核工业上钠可用作传热介质。在电力工业上用于制钠灯，钠灯不降低照度水平但能减少能源消耗。金属钠的制法：工业上钠的制法很多，有碳还原碳酸钠法、NaCl加石灰用硅铁还原法、电解熔融NaOH法，目前世界上钠的工业生产多数用电解氯化钠的方法。反应通常在电解槽里进行。电解时，氯化钠需要熔融，氯化钠的熔点为801℃，在技术上有困难，采取的方法是用质量分数为

5、40%的氯化钠和60%的氯化钙混合形成低共熔物（熔点为580℃），降低了电解时所需的温度，从而也减低了钠的蒸气压。电解时，氯气在阳极放出，金属钠和钙同时在阴极被还原出来，浮在阴极熔盐的上方，从管道溢出。把熔融的金属混合物冷却到105～110℃，金属钙成晶体析出，经过滤就可以把金属钠与金属钙分离。（2）镁1808年英国的H.戴维在电解氧化镁和氧化汞的混合物时，因得到镁汞齐而发现了镁，并以氧化镁产地希腊的Magnesia城来命名为Magnesium。镁在地壳中含量约为2.5%，以碳酸镁形态大量存在。海水中也含有约0.13%的Mg2+，它使海水具有苦味。镁在空气和水中由于在表面形成一层碱式碳酸镁保护

6、膜，而不致进一步被侵蚀。它能与热水反应产生氢气，在加热时镁还可把CO2还原成碳。加热时镁可用于分离许多金属和非金属，如可把硅或硼从它们的氧化物中还原出来。镁能与氮、硫、卤素等许多非金属化合。镁粉很容易燃烧并发出强烈的白光，在空气中燃烧同时生成氧化镁和氮化镁。镁在生物化学上非常重要，它是构成叶绿素的特征元素，在生物体内也具有代谢功能；它也存在于人体细胞中。镁主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、建筑金属以及用于汽车、飞机、科学仪器上的镁合金；也可作还原剂、脱硫剂、脱氢和格氏试剂；也能用于制造烟火、闪光粉、镁盐等。目前镁的主要来源是先从海水中获得氯化镁，而后电解熔融氯化镁来制取。另外，在高温下用硅铁还

7、原氧化镁也是常用的制取方法。（3）铝铝是自然界中分布最广的金属元素。地壳中铝的含量接近8%，仅次于氧和硅。铝通常以化合状态存在，已知的含铝矿物有250多种，其中最常见的是铝硅酸盐类，如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾石等。铝是银白色金属，其主要特性是密度小，相对密度只有钢铁的1/3。某些铝合金的机械强度甚至超过结构钢。各种铝合金（如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等）广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制