智能楼宇系列课第一课课件-建筑生命体、城市进化论.pptx

2011年5月16日,星期一
第二十一次课
无机化学
精品课程
第十九章金属通论
2010~2011学年第二学期
化学系2010级应化专业
第19章金属通论
19-1 概述
19-2 金属提炼
19-3 金属的物理性质和化学性质
19-4 合金
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19-1 概述
一、金属元素特征:
1. χ<;
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。
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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:,如:铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。
(2)重有色金属:,其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、锑、***、镉和铋等。
三、分类
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(3) 贵金属:这类金属包括金、银和铂族元素(钌、铑、钯、锇、铂、铱),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:①密度大(— g/cm3);②熔点高(1189—3273K);③化学性质稳定。
(4) 准金属:一般指硅、锗、硒、***、硼,其物理化学性质介于金属与非金属之间,如脆,是电和热的不良导体。
(5) 稀有金属: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、***、锗、稀土元素及人造超铀元素等。
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四、在自然界的存在
1. 在地壳中的含量:稀少: Au, Ag, Bi, Re
2. 游离态及化合态:较活泼金属:如铁,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
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19-2 金属提炼
方法:湿,干法(火法)
过程:富集,冶炼的精炼
19-2-1 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,,越难得到金属。
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,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。
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
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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。
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+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。
983K
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