《金属元素通论》PPT课件

《《金属元素通论》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十二章金属元素通论12-1金属元素通论12-1-1从矿石中提取金属的一般方法金属的存在形式：绝大多数金属在自然界中以化合物的形式存在于矿石中。只有极少数金属(如：金、铂等)以游离态存在与自然界中。它们主要有：氧化物,硫化物,氯化物,硫酸盐,碳酸盐,硅酸盐,原生矿等。1．矿石预处理常用方法有：(1)水选法：(2)浮选法：(3)磁选法：利用磁性可分离磁铁矿(Fe3O4)2．金属提取1）对于易还原的金属化合物可用热分解法。2HgS(朱砂矿)+3O2=2HgO+2SO2；2HgOΔ2Hg(g)+O22）对于中等活泼的金属可用还原剂(H2，C，CO，Na，M

2、g等)SnO+H2=Sn+H2O；GeO2+2H2=Ge+2H2O氢气成本高，易爆，但产品纯度高。廉价的有：2SnO+C=2Sn+CO2；2PbO+C=2Pb+CO2固体碳不如CO接触好FeO+CO=Fe+CO2；NiO+CO=Ni+CO23）对于活泼金属可用电化学方法：如电解LiCl,用KCl作溶剂(降低电解温度)，阴极：2Li++2e=2Li；阳极：2Cl-=Cl2+2e3。艾林汉姆(H.J.T.Ellingham)图它是消耗1molO2生成氧化物的吉氏函数对T的作图，数据由下式计算而得ΔrGm°=ΔrHm°-TΔrSm°；ΔrHm°和ΔrSm°

3、可近似用298K的值。图中斜率为-ΔrSm°，截距为ΔrHm°图中的折点是相变所至。从图中可以看出：(1)ΔrGm°为负值区域的金属都能被氧气氧化ΔrGm°为正值区域的金属都难被氧气氧化。(2)任一种氧化物能被位于它下方的任一种金属还原。例如：NiO2能被Zn还原。Ni+O2=NiO2ΔrGm°①2Zn+O2=2ZnOΔrGm°②2Zn+NiO2=Ni+2ZnOΔrGm°③因：③=②-①&ΔrGm°①>ΔrGm°②所以：ΔrGm°③=ΔrGm°②-ΔrGm°①〈O；反应能进行(3)图中绝大多数线条是正斜率(-ΔrSm°>0),表示ΔrGm°随温度升高

4、而增大，当越过ΔrGm°=0的直线时，ΔrGm°〉0，标志着氧化不能自发进行，相反氧化物不稳定，能自发分解，如：2HgO=2Hg+O2(4)图中有一条负斜率线，简称碳线：2C(s)+O2(g)=2CO(g)在高温下大多数线与它相遇，表示许多金属氧化物在高温下能被碳还原。Al、Mg、Ca与碳线相交的温度太高，不适用碳还原法。碳在高温与许多金属形成碳化物，也限制了它的应用。(5)图中H2-H2O直线以上的氧化物如：NiO、Cu2O可用氢还原，WO3、MoO3与氢反应可制得较纯的金属钨和钼。12-1-2主族金属元素1.主族金属元素的原子结构与化学性质s区最

5、外电子层结构为ns1~2，具有很强的金属活泼性，在熔融状态能与高压氢直接生成氢化物：Ca+H2＝CaH2CaH2是离子型化合物p区金属的最外电子层结构为ns2np1-4,化学性质与s区相比有较大的区别，s区元素形成的化合物大多数是离子型化合物，p区元素可形成离子型化合物也可行成共价型化合物。2Al+3Cl2(干燥)=2AlCl3AlCl3极易水解锡与稀酸反应得到Sn(Ⅱ)，与氧化型酸形成Sn(Ⅳ)Sn+O2=SnO2(黄)Sn+X2=SnX4Sn+2HCl=SnCl2+H2↑3Sn+4HNO3+H2O=3H2SnO3+4NO↑铅也有上述反应，但由于钝

6、化作用，铅耐酸。2。氧化物和氢氧化物的酸碱性氢氧化物的碱性可以有ROH规则判断，电荷越高、半径越小酸性越强，碱性越弱。1）同一主族元素，从上到下碱性增强。如：KOH＞NaOH>LiOH2)同一周期，从左到右，碱性减弱，酸性增强如碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)33)同一元素，高氧化值的氢氧化物的酸性强于低氧化值的氢氧化物。如酸性：Sn(OH)4>Sn(OH)2,Pb(OH)4>Pb(OH)2Al(OH)3,Sn(OH)2,Sn(OH)4,Pb(OH)2,Pb(OH)4都是两性氢氧化物。Sn(OH)2+2NaOH=Na2[Sn(OH)4](

7、或Na2SnO2亚锡酸钠)Sn(OH)4+2NaOH=Na2[Sn(OH)6](或Na2SnO3锡酸钠)Pb(OH)2+NaOH=Na[Pb(OH)3](或Na2PbO2铅酸钠)对于锑铋，Sb2O3Sb(OH)3Sb2O5·xH2O白色两性淡黄色两性偏酸Bi2O3Bi(OH)3Bi2O5黄色弱碱性红棕色极不稳定Sb2O3+6HCl=SbCl3+3H2OSb2O3+6NaOH=2Na3SbO3+3H2O3.金属元素及其化合物的氧化还原性Sn4++4e=Sn2+E=+0.15V[Sn(OH)6]2-+2e=[Sn(OH)4]2-E=-0.93在碱中S

8、n(Ⅱ)的还原能力增强,下例反应可用作为铋的鉴定2Bi(OH)3+3Na[Sn(OH)4]=2Bi↓(黑)+