<<
>>

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. Титова В.И., Дабахов М.В., Дабахова Е.В.. Экотоксикология тяжелых металлов: Учебное пособие.-, 2001
  8. ПЕРЕХОД К ВЕКУ МЕТАЛЛА
  9. МЕТАЛЛЫ
  10. Р. Металлы и сплавы
  11. Тяжелые металлы и стойкие органические растворители
  12. ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ
  13. Глава XIIi. Превращение соединений металлов микроорганизмами
  14. Рынок цветных металлов
  15. НЕОЛИТ И ПОЯВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ