第十九章 金属通论

第十九章金属通论第一页，共十二页，2022年，8月28日19-1概述金属的分类见下表:第二页，共十二页，2022年，8月28日19-2金属的提炼工业上冶炼金属的主要方法有:一:热分解法

适合于金属氧化物不稳定,易分解的金属.如Ag2O,HgO,HgS等.二:热还原法1.碳热还原法:以廉价的C或CO做还原剂,如Fe2O3,SnO2,ZnO,PbS等.2.氢热还原法:适合于贵重金属,如GeO2,WO3等.3.金属热还原法:常用的金属还原剂有Na,Mg,Ca,Al等,适合于贵重金属化合物或氧化物的还原.三:电解法

适合于从化合物中制取活泼金属,如Al,Mg,Ca,Na等第三页，共十二页，2022年，8月28日19-2.1:已知773K时,2Mn+O2==2MnO;△rGθ=-670kJ/mol;

2C+O2==2CO;△rGθ=-350kJ/mol.

1773K时,2Mn+O2==2MnO;△rGθ=-510kJ/mol;

2C+O2==2CO;△rGθ=-540kJ/mol.

试计算在773K和1773K时反应:

MnO(s)+C(s)==Mn(s)+CO(g)

的△rGθ,说明用C(s)还原MnO(s)应在高温还是低温条件下进行?(B级掌握)问题第四页，共十二页，2022年，8月28日解:773K时反应(1):2Mn+O2==2MnO;△rG1θ=-670kJ/mol;反应(2)

2C+O2==2CO;△rG2θ=-350kJ/mol由反应[(2)-(1)]÷2得反应式:

MnO(s)+C(s)==Mn(s)+CO(g)

(3)则此反应的△rG3θ=(△rG2θ-△rG1θ)/2

=(-350+670)/2=160(kJ·mol-1)同样在1773K时:△rG3θ=(-540+510)/2

=-15(kJ/mol)因1773K下的△rG3θ＜0,说明反应可自发进行,即高温下进行更好.第五页，共十二页，2022年，8月28日19-3金属的性质一:金属的物理性质19-3.1:总结金属和非金属的物理性质的相同和不同点.(C级掌握)19-3.2:在单质金属中，最软的固体是

，最硬的是

；熔点最高的是

，最低的是

；密度最大的是

，最小的是

；延性最好的是

；展性最好的是

；导电导热性最好的是

.(C级掌握)19-3.3:总结同周期和同族金属的熔点,沸点,硬度,原子半径,电离势和升华热等物理性质的变化规律,并定性解释之.(C级重点掌握)第六页，共十二页，2022年，8月28日金属非金属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第七页，共十二页，2022年，8月28日在单质金属中，最软的固体是Cs，最硬的是Cr；熔点最高的是W，最低的是Hg；密度最大的是Os，最小的是Li；延性最好的是Pt；展性最好的是Au；导电导热性最好的是Ag.第八页，共十二页，2022年，8月28日解:同一周期从左到右金属的熔点,沸点,硬度和升华热总体先升高,到ⅤB或ⅥB达到最高,然后又降低.同族从上到下则依次减弱,只是副族规律性差些.因为金属原子中参与形成金属键的价电子数从低(IA)到(ⅤB或ⅥB)最高再降低(IIB),而价电子数越多,形成的金属键越强,则金属的熔点,沸点,硬度和升华热就越高.同理,从上到下虽价电子数相同,但原子半径依次增大,则金属键就依次减小,熔沸点等性质依次降低.第九页，共十二页，2022年，8月28日原子半径从左到右总体减小,但IB,IIB略有升高;从上到下依次增加,只是副族第五和第六周期元素半径相近.因从左到右随原子序数的依次增大,其有效核电荷依次增加,对外层电子吸引力增强,则原子半径依次减小.而IB,IIB因nd电子全满,屏蔽作用增大,则半径略有增加.同理因从上到下增加了一个电子层,则核对外层电子吸引力减小,半径增大.因镧系收缩效应,使得副族第五和第六周期元素半径相近.电离势变化规律与原子半径的相似,从左到右电离势总体增强,从上到下减弱.因核对外层电子吸引力越强,则电离势越大.第十页，共十二页，2022年，8月28日二:金属的化学性质19-3.4:总结金属活动性顺序表中的金属与空气,水,酸,碱等的反应情况.(C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

第十一页，共十二页，2022年，8月28日金属KNaLiMgAlMnZnCrFePbSnH+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