(a) 铜用于制造热水器是因为它在水中不易腐蚀,而钢(铁合金)在水中会生锈。(b) 一些金属的表面长期暴露在空气中会变得暗淡,是因为金属表面形成了氧化层。
(a) 铝不会完全腐蚀,因为铝比铁活泼(在金属活动性顺序中位于铁之上),并且一旦与潮湿空气接触就会形成一层氧化铝。这层氧化铝非常坚硬,可以防止下面的铝腐蚀。(b) 通过电解增厚铝制品表面氧化铝层的过程称为阳极氧化。这样做是为了保护铝制品免受腐蚀。
(a) 为了防止铁栅栏生锈,需要经常刷漆。(b) 铝比铁活泼,与空气接触时会在其表面形成一层氧化层。这就是为什么当铁和铝都暴露在空气中时,铝的腐蚀较少的原因。
(a) 电解还原法是提取铝金属的方法。(b) 辉铜矿 (Cu₂S) 是一种铜矿石。(c) 当菱锌矿在没有空气的情况下被强烈加热时,它会分解形成氧化锌和二氧化碳。方程式为:$ZnCO_3 → ZnO + CO_2$ 然后将氧化锌与碳一起加热,生成锌金属。方程式为:$ZnO + C → Zn + CO$
(a) 铜和银以游离态和化合态存在于自然界。(b) 软锰矿是一种锰矿石。二氧化锰 (MnO₂) 存在于该矿石中。(c) 将这种精矿转化为锌金属的过程中涉及的两个阶段如下:(i) 焙烧:当硫化锌(闪锌矿)在空气中强烈加热(焙烧)时,它会形成氧化锌和二氧化硫。(ii) 还原:将得到的氧化锌与碳一起加热以形成锌金属。
从精矿中提取金属本质上是还原其中存在的金属化合物。例如:锰金属是通过用铝粉而不是碳还原其氧化物而获得的。这是因为碳的活泼性低于锰。碳是一种非金属,比锌更活泼,可以放在金属活动性顺序中锌的上方。因此,碳可以还原锌及锌以下所有金属的氧化物以形成金属。
高活泼性金属通过电解还原其熔融的氯化物或氧化物来提取。例如:钠 (Na) 通过电解还原熔融氯化钠来提取。当电流通过熔融氯化钠时,它会分解产生钠金属和氯气。方程式为:$2NaCl(l) → 2Na(s) + Cl_2(g)$
中等活泼性金属通过用碳、铝、钠或钙还原其氧化物来提取。例如:焙烧:当硫酸锌在空气中强烈加热时,它会形成氧化锌和二氧化硫。还原:将氧化锌与碳一起加热以形成锌金属。
低活泼性金属通过仅用热还原其氧化物来提取。例如:硫化汞矿石在空气中焙烧时会形成氧化汞。在 300℃ 下,氧化汞加热会形成汞金属。
纯化不纯金属的过程称为金属精炼。电解精炼是各种还原过程中获得的不纯金属精炼中最常用的方法。在电解槽中,酸化的硫酸铜溶液 (CuSO₄ + 稀 H₂SO₄) 形成电解质。一块不纯铜通过连接电源(电池)的正极而制成阳极。一条薄薄的高纯度铜金属条是电池的阴极。电源的负极连接到它。通过电池施加小的电流。原子……阅读更多
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