一、金属元素的存在
金属元素在自然界中的存在形态除了金、铂等少数金属以游离态外,绝大多数金属以化合态形式存在于自然界,在这些化合物中金属元素都显正价。
二、金属的冶炼
1.(1)金属的冶炼是指将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。
(2)金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。
(3)金属冶炼的常用方法有热分解法、热还原法、电解法。
(4)铝热反应是指铝粉与某些金属氧化物在较高温度下,发生剧烈反应并放出大量的热的化学反应,用途为焊接钢轨、冶炼难熔金属。
2.由于金属的化学活动性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同,因此必须采用不同的冶炼方法。
(1)热分解法:适用于冶炼金属活动性较差的金属,如汞和银。
(2)热还原法:用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物,适合于金属活动性介于Zn~Cu之间的大多数金属的冶炼。如:
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2CuO+C2Cu+CO2↑
2Al+Cr2O32Cr+Al2O3
WO3+3H2W+3H2O
这类金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时,首先将其转化成氧化物后再还原,如:
2ZnS+3O22ZnO+2SO2
2ZnO+C2Zn+CO2↑
(3)电解法:适合冶炼金属活动性很强的金属(一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属)。如:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
3.合理开发和利用金属矿物资源
地球上的金属矿物资源是有限的,我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源。达到此目的的主要途径有:
(1)有效地使用金属产品、材料;
(2)提高金属矿物的利用率;
(3)用其他材料代替金属材料,减少金属的使用量;
(4)加强金属资源的回收和再利用。