загрузка...

Металлы

Общие свойства. Для металлов характерно: 1)

как правило, небольшое число электронов на внешнем энергетическом уровне; 2)

низкая энергия ионизации; 3)

сравнительно большой радиус атома: 4)

металлическая связь, когда валентные электроны принадлежат всей кристаллической решетке твердого вещества; 5)

металлы легко отдают электроны, поэтому чаще всего выступают в качестве восстановителей. По особенностям электронной конфигурации и положению в периодической системе выделяют л*-, р-, d- и /-металлы. Наиболее многочисленными являются «/-металлы: они получили название переходных элементов, так как занимают промежуточное положение между л- и /^-элементами.

Физические свойства. Металлы отличаются блеском, непрозрачностью, ковкостью и пластичностью, хорошей тепло- и электропроводностью. Они характеризуются и индивидуальными свойствами (плотность, температура кипения и плавления).

Химические свойства:

а) металлы взаимодействуют почти со всеми неметаллами за исключением инертных газов. В результате образуются оксиды (с О,), гидриды (с Hj), галоге- ниды (с галогенами), сульфиды (с серой), нитриды (с N,), фосфиды (с фосфором), карбиды (с углеродом), силициды (с кремнием). Например: Са + 2С —» СаС2 (карбид кальция), 2Mg + Si —> Mg,Si (силицид магния); 6)

металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов до магния легко реагируют с водой с образованием гидроксидов и водорода. Например: 2Na + 2Н,0 -» 2NaOH + Н2Т.

Металлы, стоящие в ряду после Н,, с водой не реагируют;

в) металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов до Н„ взаимодействуют с растворами кислот: Zn + 2НС1 —> ZnCl, + H,t.

Большинство металлов, за исключением золота и платины, реагируют с концентрированной серной и азотной кислотами. При этом образуются соль, вода и побочный продукт;

г) металлы, гидроксиды которых амфотерны. взаимодействуют с растворами щелочей. Например: 2А1 + 2NaOH + 6Н,0 -> 2Na|Al(OH)J + ЗН,Т;

д) более активные металлы способны вытеснять менее активные из растворов солей (активность металла определяется его положением в ряду стандартных электродных потенциалов). Например: Fe + CuS04 -> FeS04 + Cui.

Исключением являются щелочные и щелочноземельные металлы.

Производство чугуна и стали

Промышленным производством чугуна и стали занимается черная металлургия, которая перерабатывает руды железа и железные сплавы. При переработке руд сначала получают чугун, а затем чугун переводят в сталь. Чугунами называют сплавы железа, которые содержат более 1,7% углерода. Стали — сплавы железа, содержащие менее 1,7% углерода. Характеристика различных способов промышленного получения металлов Способы получения металлов Определение Какие металлы можно получать Основные реакции Пример Пирометаллургия Металлургические процессы, происходящие при высокой температуре Чугун, сталь, медь, цинк, свинец, олово и т.

д. Реакции восстановления. Восстановители: уголь, СО(П), Н;, СН4, активные металлы СиО + С = 2Си + СОТ Гидрометаллургия Извлечение металлов из руд в виде их соединений водными растворами различных реагентов с последующим выделением металлов из раствора Медь, золото, серебро, цинк, кадмий, молибден, уран Реакции обмена, замещения и т. д. 1. СиО + H,S04 = CuS04+ Н,0; 2.

CuS04 + Fe = Си +FeS04" Металлотермия Восстановление металла из его оксида с помощью другого металла Марганец, хром, титан, молибден, вольфрам Реакции восстановления. Восстановители: водород, алюминий, магний, кремний TiCI4 + 2Mg = =Ti + 2MgCI, Электрометаллургия Охватывает все способы получения металлов с помощью электролиза Легкие металлы из оксидов или хлоридов Окислительно-

восстановительные

реакции Ni" + Зё = Ni" Химизм процесеа Отрасль металлургии Сырье Оборудование Получаемый продукт 1 стадия. Получение СО (восстановителя) и высокой температуры:

С + О, = СО, + Q ' СО, + "С = 2СО - ?) 2

стадия. Постепенное восстановление железа: Fe/K), -» Fe,:0 • Fe/'O, -» Fe,30 -» Fe" 3

стадия. Науглероживание железа (получение сплава) и получение чугуна. 4

стадия. Шлакообразование (образование пустой породы, например,

СаО + SiO, = CaSiOj) Производство чугуна Руда, кокс, флюсы, нагретый воздух (1400-1600°), природный газ Доменная печь, воздухонагреватели, газоочистители, агломераторы Чугун, шлак, колошниковый газ 1 стадия. Получение окислителя: 2Fe + 02 = 2FeO + Q. 2

стадия. Удаление излишнего содержания компонентов:

2FeO + Si = SiO, + 2Fe + Q; FeO + Mn = MnO + Fe + Q; 5F Ю + 2? = P20, + 5Fe + Q; FeO + С = CO + Fe- Q. 3

стадия. Реокисление окислителя (восстановление Fe из FeO):

FeO + Мп = MnO + Fe + Q Переплавка чугуна в сталь Переплавлен-ный чугун; добавки — руда, флюсы, легирующие металлы, кислород Кислородные Конверторы, электроплавильные и мартеновские печи Сталь разных марок ai а

г

го 09

Для получения чугуна используют руды, в состав которых входит сера (магнетит, гематит, сидерит).

Выплавленный в домне чугун содержит не менее 90% железа, остальные 10% приходятся на примеси — серу, фосфор, кремний, мышьяк, марганец и другие.

Сталь является сплавом железа с углеродом, содержащем, кроме того,, некоторые количества кремния, марганца, фосфора, серы. Обычно в стали допускается содержание сопутствующих элементов в строго ограниченных количествах. Например, Р < 0,05%, Si < 0,3%. Сталь в отличие от чугуна легко поддается ковке и прокатке. Для получения стали из чугуна используются следующие методы: бессемеровский, томасовский. мартеновский и электротермический.

<< | >>
Источник: Копылова Н.А.. Шпаргалка по химии / Н.А. Копылова. — Изд. 2-е. — Ростов н/Д : Феникс,. — 94 с. — (Библиотека школьника).. 2012

Еще по теме Металлы:

  1. Г Л А В А I. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЕ МЕТАЛЛОВ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
  2. Щелочные металлы
  3. ПРОЧИЕ МЕТАЛЛЫ
  4. Металлы побочных подгрупп
  5. 4.2.1. Тяжелые металлы
  6. Выщелачивание металлов из руд
  7. ПЕРЕХОД К ВЕКУ МЕТАЛЛА
  8. МЕТАЛЛЫ
  9. Р. Металлы и сплавы
  10. Тяжелые металлы и стойкие органические растворители
  11. ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ
  12. Рынок цветных металлов
  13. Глава XIIi. Превращение соединений металлов микроорганизмами
  14. НЕОЛИТ И ПОЯВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
  15. СПОР МЕЖДУ ДРАГОЦЕННЫМИ МЕТАЛЛАМИ