華東師范大學(xué)無機化學(xué)下19章ppt(已修改)
2025-08-27 20:59 本頁面
【正文】 1 Chapter19 金屬通論 概述 金屬的提煉 金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì) 合金 2 概述 金屬 黑色金屬 (Fe、 Cr、 Mn及其合金 ) 有色金屬 密度： 輕有色金屬和重有色金屬 價格：貴金屬和賤金屬 性質(zhì)：準金屬和普通金屬 儲量及分布： 稀有金屬和普通金屬 ?自然界存在和人工合成的金屬已達 90多種，按不同的標準分類。 3 ?黑色金屬 包括鐵、錳和鉻以及它們的合金，主要是鐵碳合金 (鋼鐵 )。 ?有色金屬 是指除去鐵、鉻、錳之外的所有金屬。有色金屬大致上按其密度、價格、在地殼中的儲量和分布情況、被人們發(fā)現(xiàn)以及使用的早晚等分為五大類： ?輕有色金屬 ：一般指密度在 色金屬，如：鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇。 ?重有色金屬 ：一般指密度在 色金屬，其中有銅、鎳、鉛、鋅、鈷、錫、汞、錫等。 4 ?貴金屬 ：這類金屬包括金、銀和鉑族元素，由于它們穩(wěn)定、含量少、開采和提取困難、價格貴，因而得名貴金屬。 ?準金屬 ：半導(dǎo)體，一般指硅、硒、碲、砷、硼。 ?稀有金屬 ：自然界中含量很少，分布稀散、發(fā)現(xiàn)較晚，難以從原料中提取的或在工業(yè)上制備和應(yīng)用較晚的金屬。如：鋰、銣、銫、鎢、鍺、稀土元素和人造超鈾元素等。 5 金屬的提煉 從自然界索取金屬單質(zhì)的過程。 金屬的提煉 金屬的提煉過程 礦石的富集、冶煉和精煉。 礦石富集方法 手選、水選、磁選和浮選。 金屬的冶煉方法 干法和濕法兩大類。 金屬的精煉 粗金屬根據(jù)純度要求再進行的精制。 6 金屬還原過程的熱力學(xué) ?從圖中可以看出， 凡 ?rG? 為負值區(qū)域內(nèi) 的所有金屬都能自動 被氧氣氧化，凡在這 個區(qū)域以上的金屬則 不能。 由圖可知約在 773K以上 Hg就不被 氧所氧化，而 HgO只 需稍微加熱，超過 773K 就可以分解得到金屬。 7 ? 穩(wěn)定性差的氧化物 ?rG?負 值小， ?rG? T直線位于圖上方 ,例如 HgO。 穩(wěn)定性高的氧化物 ?rG? 負值大 ,?rG? T直線位于圖下方如 MgO。 在自由能圖中 ,一種氧化物能被位于其下面的那些金屬所還原， 因為這個反應(yīng)的 ?rG? 0。 例如，鋁熱法，在 1073K時Cr2O3能被 Al還原。 8 ? 圖中 反應(yīng) C+O2=CO2的 ?rS? ≈0, 反應(yīng) 2C+O2= 2CO的 ?rS? 0, 反應(yīng) 2CO+O2=2CO2 ?rS? 0。 三條直線交于 983K。 高于此溫度 ,2C+O2=2CO的反應(yīng)傾向大， 低于此溫度 ,2CO+O2=2CO2的反應(yīng)傾向更大。 生成 CO的直線向下傾斜 ,這使得幾乎所有金 屬的 ?rG? T直線在高溫下都能與 CCO直線 相交。能夠被碳還原，碳為一種廣泛應(yīng)用的 優(yōu)良的還原劑。 983K 9 工業(yè)上冶煉金屬的一般方法 工業(yè)上的還原過程即稱為冶煉，把金屬從化合物中的還原成單質(zhì)。由于金屬的化學(xué)活潑性不同，需采取不同的冶煉方法，工業(yè)上提煉金屬一般有下列幾種方法： 一、熱分解法 在金屬活動順序中，在氫后面的金屬其氧化物受熱就容易分解，如 :HgO和 Ag2O加熱發(fā)生下列分解反應(yīng)： 2HgO===2Hg+O2? 將辰砂 (硫化汞 )加熱也可以得到汞： HgS+O2===Hg+SO2? 10 二、熱還
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