金属和金属盐的分类及用途-word资料(精).doc

金属和金属盐的分类及用途 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 g/cm3 ,轻金属的密度小于 g/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***化钠、碳酸钠、硫酸钠、***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 % 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 CO 2 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***钠和连二***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+KOH K+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。四乙基铅通常是用***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+4Na Ti+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***化钠的方法。反应通常在电解槽里进行。电解时,***化钠需要熔融,***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 40% 的***化钠和 60% 的***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, ***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***的混合物时, 因得到镁***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 % , 以碳酸镁形态大量存在。海水中也含有约 % 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***化镁, 而后电解熔融***化镁来制取。另外, 在高温下用硅铁还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