第十九章 金属通论精选文档.ppt

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1、第十九章 金属通论本讲稿第一页，共十二页19-1 概述 金属的分类见下表金属的分类见下表:本讲稿第二页，共十二页19-2 金属的提炼 工业上冶炼金属的主要方法有工业上冶炼金属的主要方法有:一一:热分解法热分解法 适合于金属氧化物不稳定适合于金属氧化物不稳定,易分解的金属易分解的金属.如如AgAg2 2O,HgO,HgSO,HgO,HgS等等.二二:热还原法热还原法1.1.碳热还原法碳热还原法:以廉价的以廉价的C C或或COCO做还原剂做还原剂,如如FeFe2 2O O3 3,SnO,SnO2 2,ZnO,PbS,ZnO,PbS等等.2.2.氢热还原法氢热还原法:适合于贵重金属适合于贵重金属,如

2、如GeOGeO2 2,WO,WO3 3等等.3.3.金属热还原法金属热还原法:常用的金属还原剂有常用的金属还原剂有Na,Mg,Ca,AlNa,Mg,Ca,Al等等,适合于适合于贵重金属化合物或氧化物的还原贵重金属化合物或氧化物的还原.三三:电解法电解法 适合于从化合物中制取活泼金属适合于从化合物中制取活泼金属,如如Al,Mg,Ca,NaAl,Mg,Ca,Na等等本讲稿第三页，共十二页19-2.1:19-2.1:已知已知773K773K时时,2Mn+O,2Mn+O2 2=2MnO;=2MnO;r rG G=-670kJ/mol;=-670kJ/mol;2C+O 2C+O2 2=2CO;=2CO;

3、r rG G=-350kJ/mol.=-350kJ/mol.1773K1773K时时,2Mn+O,2Mn+O2 2=2MnO;=2MnO;r rG G=-510kJ/mol;=-510kJ/mol;2C+O 2C+O2 2=2CO;=2CO;r rG G=-540kJ/mol.=-540kJ/mol.试计算在试计算在773K773K和和1773K1773K时反应时反应:MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)的的r rG G,说明用说明用C(s)C(s)还原还原MnO(s)MnO(s)应在高温还是低温条件应在高温还是低温条件下进行下进行?(?

4、(B B级掌握级掌握)问题本讲稿第四页，共十二页解解:773K:773K时反应时反应(1):2Mn+O(1):2Mn+O2 2=2MnO;=2MnO;r rG G1 1=-=-670kJ/mol;670kJ/mol;反应反应(2)(2)2C+O 2C+O2 2=2CO;=2CO;r rG G2 2=-350kJ/mol=-350kJ/mol由反应由反应(2)-(1)2(2)-(1)2得反应式得反应式:MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)(3)(3)则此反应的则此反应的r rG G3 3=(=(r rG G2 2-r rG G1 1)/2)

5、/2 =(-350+670)/2=160(kJ =(-350+670)/2=160(kJmolmol-1-1)同样在同样在1773K1773K时时:r rG G3 3=(-540+510)/2=(-540+510)/2 =-15(kJ/mol)=-15(kJ/mol)因因1773K1773K下的下的r rG G3 30,0,说明反应可自发进行说明反应可自发进行,即高温即高温下进行更好下进行更好.本讲稿第五页，共十二页19-3 金属的性质 一一:金属的物理性质金属的物理性质 19-3.1:19-3.1:总结金属和非金属的物理性质的相同和总结金属和非金属的物理性质的相同和不同点不同点.(.(C C

6、级掌握级掌握)19-3.219-3.2:在单质金属中，最软的固体是在单质金属中，最软的固体是 ，最硬的是，最硬的是 ；熔点最高的是；熔点最高的是 ，最低的是，最低的是 ；密度最大的是；密度最大的是 ，最小的是，最小的是 ；延性最好的是；延性最好的是 ；展性最好的是；展性最好的是 ；导电导热性最好的是；导电导热性最好的是 .(.(C C级掌握级掌握)19-3.319-3.3:总结同周期和同族金属的熔点总结同周期和同族金属的熔点,沸点沸点,硬度硬度,原子半径原子半径,电离势和升华热等物理性质的变化规律电离势和升华热等物理性质的变化规律,并定性解释之并定性解释之.(.(C C级重点掌握级重点掌握)本

7、讲稿第六页，共十二页金属非金属1.熔点高2.大多数密度较大3.有金属光泽4.是热和电的良导体,电阻随温度升高而增大5.具有延展性6.属金属晶体7.蒸气分子大多是单原子的1.为液体或气体,有些为固体2.一般密度较小3.无金属光泽4.热和电的不良导体,电阻随温度升高而减小5.不具有延展性6.大多属分子晶体7.蒸气分子是双原子或多原子本讲稿第七页，共十二页 在单质金属中，最软的固体是在单质金属中，最软的固体是CsCs，最，最硬的是硬的是CrCr；熔点最高的是；熔点最高的是W W，最低的是，最低的是HgHg；密度最大的是；密度最大的是OsOs，最小的是，最小的是LiLi；延性；延性最好的是最好的是Pt

8、Pt；展性最好的是；展性最好的是AuAu；导电导；导电导热性最好的是热性最好的是AgAg.本讲稿第八页，共十二页解解:同一周期从左到右金属的熔点同一周期从左到右金属的熔点,沸点沸点,硬度硬度和升华热总体先升高和升华热总体先升高,到到BB或或BB达到最高达到最高,然然后又降低后又降低.同族从上到下则依次减弱同族从上到下则依次减弱,只是副族只是副族规律性差些规律性差些.因为金属原子中参与形成金属键因为金属原子中参与形成金属键的价电子数从低的价电子数从低(IA)(IA)到到(B(B或或B)B)最高再降低最高再降低(IIB),(IIB),而价电子数越多而价电子数越多,形成的金属键越强形成的金属键越强,

9、则则金属的熔点金属的熔点,沸点沸点,硬度和升华热就越高硬度和升华热就越高.同理同理,从上到下虽价电子数相同从上到下虽价电子数相同,但原子半径依次增但原子半径依次增大大,则金属键就依次减小则金属键就依次减小,熔沸点等性质依次降熔沸点等性质依次降低低.本讲稿第九页，共十二页 原子半径从左到右总体减小原子半径从左到右总体减小,但但IB,IIBIB,IIB略有略有升高升高;从上到下依次增加从上到下依次增加,只是副族第五和第六只是副族第五和第六周期元素半径相近周期元素半径相近.因从左到右随原子序数的因从左到右随原子序数的依次增大依次增大,其有效核电荷依次增加其有效核电荷依次增加,对外层电子对外层电子吸引

10、力增强吸引力增强,则原子半径依次减小则原子半径依次减小.而而IB,IIBIB,IIB因因ndnd电子全满电子全满,屏蔽作用增大屏蔽作用增大,则半径略有增加则半径略有增加.同理因从上到下增加了一个电子层同理因从上到下增加了一个电子层,则核对外则核对外层电子吸引力减小层电子吸引力减小,半径增大半径增大.因镧系收缩效应因镧系收缩效应,使得副族第五和第六周期元素半径相近使得副族第五和第六周期元素半径相近.电离电离势变化规律与原子半径的相似势变化规律与原子半径的相似,从左到右电离从左到右电离势总体增强势总体增强,从上到下减弱从上到下减弱.因核对外层电子吸因核对外层电子吸引力越强引力越强,则电离势越大则电

11、离势越大.本讲稿第十页，共十二页二二:金属的化学性质金属的化学性质 19-3.4:19-3.4:总结金属活动性顺序表中的金属与空气总结金属活动性顺序表中的金属与空气,水水,酸酸,碱等的反应情况碱等的反应情况.(.(C C级掌握级掌握)金属KCaLiMgAlMnZnCrFePbSnH+CuHgAgAu与空气反应燃烧与水反应与稀酸反应与氧化性酸反应 与碱反应与盐反应本讲稿第十一页，共十二页金属KNaLiMgAlMnZn Cr FePbSnH+CuHgAgPtAu与空气反应迅速反应从左向右反应速度减小不反应燃烧加热燃烧缓慢氧化不反应与水反应与冷水反应很快与冷水反应慢在红热时与水蒸气反应不反应与稀酸反应爆炸反应依次减慢很慢不反应与氧化性酸反应都能反应仅与王水反应与碱反应仅Al,Zn等两性金属与碱反应与盐反应前面的金属可以从盐中取代后面的金属离子本讲稿第十二页，共十二页