Металлы и неметаллы. Производство металлов
Что проверяют по спецификации:
Суть за минуту
Металлы расположены в левой нижней части таблицы, легко отдают электроны и являются восстановителями. Их активность показывает электрохимический ряд напряжений. Неметаллы — в правой верхней части, чаще бывают окислителями. Металлы получают восстановлением из руд: углём или CO, более активным металлом или электролизом.Главные формулы
Понятия и термины
- Пирометаллургия
- Восстановление металлов из руд при высокой температуре (C, CO, H2, Al)
- Гидрометаллургия
- Перевод металла в раствор и выделение из него
- Электрометаллургия
- Получение металлов электролизом (Na, Mg, Al)
- Чугун и сталь
- Сплавы железа с углеродом: чугун — более 2,14% C, сталь — менее 2,14%
Разбор темы
Химические свойства металлов
С кислотами (кроме HNO3 и конц. H2SO4): металлы левее водорода вытесняют H2: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑.
С солями: более активный металл вытесняет менее активный: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
С водой: щелочные и щёлочноземельные металлы — при обычных условиях с образованием щёлочи и H2.
Коррозия — разрушение металлов окружающей средой. Защита: покрытия, сплавы, протекторы.
Неметаллы
Неметаллы имеют молекулярную (O2, Cl2, S8) или атомную (алмаз, Si, B) решётку.
Проявляют окислительные свойства с металлами и водородом, восстановительные — с кислородом и фтором (кроме самого фтора).
Ряд напряжений. Гальванический элемент. Коррозия 8, 11 класс
Электрохимический ряд напряжений — металлы по стандартным электродным потенциалам : чем он меньше, тем сильнее металл-восстановитель.
Гальванический элемент Даниэля–Якоби: цинк (анод, окисляется) и медь (катод) в растворах своих солей. ЭДС В.
Коррозия — разрушение металла средой. Защита: покрытия (краска, цинкование), протекторы из более активного металла, легирование (нержавеющая сталь), ингибиторы.
Примеры задач с решением
- M(Fe2O3) = 2 · 56 + 3 · 16 = 160 г/моль.
- n(Fe2O3) = 320 / 160 = 2 кмоль.
- По уравнению Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 n(Fe) = 2 · 2 = 4 кмоль.
- m(Fe) = 4 · 56 = 224 кг.
Частые ловушки на ЕНТ
- Медь не вытесняет водород из соляной кислоты: она правее H.
- HNO3 любой концентрации и конц. H2SO4 с металлами водород не выделяют.
- Алюминий получают электролизом расплава Al2O3 в криолите, а не углём.
Запомнить
Левее H — вытесняет водород. Левее в ряду — вытесняет из соли.
Проверь себя
- Zn
- Fe
- Cu
- Mg
Показать ответ
Cu Медь стоит после водорода.
- Менее 0,5%
- Менее 2,14%
- Более 2,14%
- Нет углерода
Показать ответ
Более 2,14% Чугун — более 2,14% C.
- Восстановлением углём
- Электролизом расплава Al2O3 в криолите
- Из раствора AlCl3 цинком
- Обжигом бокситов
Показать ответ
Электролизом расплава Al2O3 в криолите Электрометаллургия.