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第 13 章 金属元素通论和铬、锰、稀土元素. 13.1 金属元素通论. 13.2 铬及其化合物. 13.3 锰及其化合物. 13.4 稀土元素及其化合物. 13.1 金属元素通论. 13.1.1 从矿石中提取金属的一般方法. 2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2. BaSO 4 + 4C BaS + 4CO. BaSO 4 + 4CO BaS + 4CO 2. 2BaS + 2H 2 O Ba(SH) 2 + Ba(OH) 2. - PowerPoint PPT Presentation
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第第 1313 章 金属元素通论和铬、锰、稀土元素章 金属元素通论和铬、锰、稀土元素
13.1 13.1 金属元素通论金属元素通论
13.3 13.3 锰及其化合物锰及其化合物
13.2 13.2 铬及其化合物铬及其化合物
13.4 13.4 稀土元素及其化合物稀土元素及其化合物
13.1 13.1 金属元素通论金属元素通论
13.1.1 13.1.1 从矿石中提取金属的一般方法从矿石中提取金属的一般方法
13.1.1 13.1.1 从矿石中提取金属的一般方法从矿石中提取金属的一般方法
1. 1. 矿石的预处理矿石的预处理2ZnS + 3O2ZnS + 3O
2 2 2ZnO + 2SO 2ZnO + 2SO22
BaSOBaSO44 + 4C BaS + 4CO + 4C BaS + 4CO
BaSOBaSO44 + 4CO BaS + 4CO + 4CO BaS + 4CO22
由可溶性的由可溶性的 BaS BaS 出发,可制备一系列钡的化合物。出发,可制备一系列钡的化合物。
2BaS + 2H2BaS + 2H22O Ba(SH)O Ba(SH)22 + Ba(OH) + Ba(OH)22
Ba(SH)Ba(SH)22 + CO + CO22 + H + H22O BaCOO BaCO33 + 2H + 2H22SS
BaCOBaCO33 + 2HCl BaCl + 2HCl BaCl22 + CO + CO22 + H + H22OO
13.1.1 13.1.1 从矿石中提取金属的一般方法从矿石中提取金属的一般方法
2. 2. 金属的提取金属的提取
化合态的金属在矿石中均呈正氧化值,从中提化合态的金属在矿石中均呈正氧化值,从中提取金属必须用取金属必须用还原的方法。的方法。11 )对于易还原的金属化合物(如)对于易还原的金属化合物(如 HgOHgO ,, AgAg22OO 等),等),只 要加热即可完成金属的提取。只 要加热即可完成金属的提取。
2HgS + 3O2HgS + 3O2 2 2HgO + 2SO 2HgO + 2SO
22 2HgO 2Hg(g) + O2HgO 2Hg(g) + O22
22 )对于中等活泼性的金属可用还原剂(如)对于中等活泼性的金属可用还原剂(如 HH22 ,, CC ,, CC
OO ,, NaNa ,, MgMg 等)还原相应氧化物而得。等)还原相应氧化物而得。SnO + HSnO + H
2 2 Sn + HSn + H22OO
GeOGeO22 + 2H + 2H22 Ge + 2H Ge + 2H22OO
2PbO + C 2Pb + CO2PbO + C 2Pb + CO22 FeO + CO Fe + COFeO + CO Fe + CO
22
13.1.1 13.1.1 从矿石中提取金属的一般方法从矿石中提取金属的一般方法
33 )对于活泼金属,很难)对于活泼金属,很难用化学法制得,可采用电用化学法制得,可采用电化学方法。如电解化学方法。如电解 LiClLiCl 制制备备 LiLi 时,可用时,可用 KClKCl 作助作助熔剂来降低电解温度,电熔剂来降低电解温度,电解时电极反应为:解时电极反应为:
2Li2Li+++2e +2e 2Li 2Li 阴极:阴极:
阳极:阳极: 2Cl2Cl Cl Cl22+2e+2e
KT /
omG
金属氧化物的艾林汉姆图金属氧化物的艾林汉姆图
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
大科学家 戴维
戴维的首次成名是发戴维的首次成名是发现氧化亚氮现氧化亚氮 (N(N22O)O) 的麻醉作用。的麻醉作用。
真正使戴维成为一代真正使戴维成为一代名家的是他在名家的是他在 1807~18081807~1808 年间用年间用电解法成功制备了电解法成功制备了 SS 区元素区元素钠钠、、钾钾、、镁镁、、钙钙、、锶锶和和钡钡,他是历史,他是历史上发现化学元素最多的一位化学上发现化学元素最多的一位化学家。在制取碱金属时,金属和水家。在制取碱金属时,金属和水剧烈反应引起的爆炸使他右眼失剧烈反应引起的爆炸使他右眼失明。明。
戴维认为自己一生中认为自己一生中最重要的发现是发现并培养了最重要的发现是发现并培养了法拉第。 。
NN22O: O: 俗称笑气,有麻醉的作用。俗称笑气,有麻醉的作用。
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
1. 1. 主族金属元素的原子结构与化学性质主族金属元素的原子结构与化学性质s 区金属元素:
2Na + O2 Na2O2
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2
K + O2 KO2 2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2+O2
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2
Ca + H2 CaH2 CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2
3Mg + N2(g) Mg3N2
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
p 区金属元素: 2Al + 6HCl 2AlCl3+3H2
2Al + 2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2
Sn + O2 SnO2 Sn + 2Cl2 SnCl4
Sn + 2HCl SnCl2 + H2
3Sn + 4HNO3 + H2O 3H2SnO3 + 4NO
反应物反应物 SbSb BiBi 反应物反应物 SbSb BiBi
OO22 SbSb22OO33 BiBi22OO33 SS SbSb22SS33 BiBi22SS33
ClCl22 SbClSbCl33 BiClBiCl33 MgMg MgMg33SbSb22 MgMg33BiBi22
表表 13-1 Sb13-1 Sb ,, BiBi 的某些化学性质的某些化学性质
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
2. 2. 氧化物和氢氧化物的酸碱性氧化物和氢氧化物的酸碱性Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH NaAl(OH)4
碱性碱性 :: SnO SnO PbO PbO 酸性酸性 :: SnO SnO2 2 >PbO>PbO
22
Sn(OH)Sn(OH)44
Pb(OH)Pb(OH)22Pb(OH)Pb(OH)44
Sn(OH)Sn(OH)22
酸性增强酸性增强
酸性增强酸性增强 碱性增强
碱性增强
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
Sn(OH)Sn(OH)22 + 2HCl SnCl + 2HCl SnCl
22+ 2H+ 2H22OO
Sn(OH)Sn(OH)22+2NaOH Na+2NaOH Na
22[Sn(OH)[Sn(OH)44]] ((或或 NaNa
22SnOSnO22 ,,亚锡酸亚锡酸
钠钠))
Sn(OH)Sn(OH)44 + 4HCl SnCl + 4HCl SnCl
44+ 4H+ 4H22OO
Sn(OH)Sn(OH)44+2NaOH Na+2NaOH Na
22[Sn(OH)[Sn(OH)66]] ((或或 NaNa
22SnOSnO33 ,,锡酸锡酸
钠钠))
Pb(OH)Pb(OH)22 + 2HNO + 2HNO
33 Pb(NO Pb(NO33))22 +2H +2H
22OO
Pb(OH)Pb(OH)22 +NaOH Na[Pb(OH) +NaOH Na[Pb(OH)
33]] ((或或 NaNa22PbOPbO
22 ))
演示实验亚锡酸盐的生成
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
SbSb ,, BiBi 的氧化物和氢氧化物的酸碱性变化规的氧化物和氢氧化物的酸碱性变化规律与相邻的律与相邻的 SnSn ,, PbPb 相似。相似。
SbSb22OO33+ 6HCl 2SbCl+ 6HCl 2SbCl
33 + 3H + 3H22OO
SbSb22OO33+ 6NaOH 2Na+ 6NaOH 2Na
33SbOSbO33+ 3H+ 3H
22OO
BiBi22OO33+ 6HNO+ 6HNO
3 3 2Bi(NO 2Bi(NO33))33 + 3H + 3H
22OO
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
3. 3. 金属元素及其化合物的氧化还原性金属元素及其化合物的氧化还原性SnSn4+4+ + 2e SnSn2+2+
Sn(OH)62- + 2e Sn(OH)4
2- + 2OH-
VE 1510.o VE 930.o
SnSn4+4+ + Sn 2Sn + Sn 2Sn2+2+
实验室一般将实验室一般将SnClSnCl22 溶于盐酸溶液,并溶于盐酸溶液,并加入少量金属锡粒。加入少量金属锡粒。
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
3. 3. 金属元素及其化合物的氧化还原性金属元素及其化合物的氧化还原性
2Bi(OH)2Bi(OH)33 + 3Na + 3Na
22[Sn(OH)[Sn(OH)44] 2Bi] 2Bi↓↓+ 3Na+ 3Na
22[Sn(OH)[Sn(OH)66]]
SnClSnCl22 + 2HgCl + 2HgCl
2 2 SnClSnCl44 + Hg + Hg
22ClCl22↓↓ ((白色白色))
SnClSnCl22 + Hg + Hg
22ClCl2 2 SnClSnCl
44 + 2Hg + 2Hg↓↓ ((黑色黑色))
5PbO5PbO22 + 2Mn + 2Mn2+2+ + 4H + 4H++ 2MnO 2MnO
44-- + 5Pb + 5Pb2+2+ + 2H + 2H
22OO
3NaBiO3NaBiO33 + 2Cr + 2Cr3+3+ + 4H + 4H++ Cr Cr
22OO7722 -- + 3Bi+ 3Bi3+3+ + 3Na + 3Na++ + 2H + 2H
22OO
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
4. 4. 重要的盐类重要的盐类
SnSSnS ::棕色,碱性,碱性 SnSSnS22 ::黄色,两性偏酸性,两性偏酸性PbSPbS ::黑色,碱性,碱性 SbSb22SS55 ::橙色,两性偏酸性,两性偏酸性
BiBi22SS33 ::黑色,碱性,碱性 SbSb22SS33 ::橙色,两性,两性
1) 硫化物
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
显酸性的显酸性的 SnSSnS22 可溶于碱性的可溶于碱性的 NaNa22SS 或或 (NH(NH
44))22SS 中,生成硫代锡酸盐。中,生成硫代锡酸盐。SnSSnS
22 + (NH + (NH44))22S (NHS (NH
44))22SnSSnS33
SnSSnS33
2-2-+2H+2H++ H H22SnSSnS
33 SnSSnS2 2 + H+ H
22SS
演示实验硫代锡酸盐的生成
显碱性的显碱性的 SnSSnS 不溶于不溶于 (NH(NH44))22SS 中,但可溶中,但可溶于多硫化铵于多硫化铵 (NH(NH44))22SSxx ,,
SnS + SSnS + S22
2-2- SnS SnS33
2-2-
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
SnSSnS22 + 6HCl + 6HCl ((浓浓) ) HH22[SnCl[SnCl
66] + 2H] + 2H22SS↑↑
3SnS3SnS22 + 6NaOH 2Na + 6NaOH 2Na
22SnSSnS33 + Na + Na
22SnOSnO33 + 3H + 3H
22OO
3SnS3SnS2 2 + 6NaOH 2Na+ 6NaOH 2Na
22SnSSnS3 3 + Na+ Na
22[Sn(OH)[Sn(OH)66]] 或写成:或写成:
PbS 能溶于浓能溶于浓 HClHCl 或或 HNOHNO33 ::PbS + 4HClPbS + 4HCl ((浓浓)) HH22[PbCl[PbCl
44]+ H]+ H22SS↑↑
3PbS + 8HNO3PbS + 8HNO33 3Pb(NO 3Pb(NO
33))22 + 2NO + 3S + 2NO + 3S↓↓+ 4H+ 4H22OO
PbS 可与可与 HH22OO22 反应:反应:PbS + 4HPbS + 4H
22OO22 PbSO PbSO44 + 4H + 4H
22OO
利用此反应,可用利用此反应,可用 HH22OO22 来洗涤油画上黑色的来洗涤油画上黑色的 PbSPbS 。。
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
SbSb22SS33+3(NH+3(NH
44))22S 2(NHS 2(NH44))33SbSSbS
33
SbSb22SS55+3Na+3Na
22S 2NaS 2Na33SbSSbS
44 2SbS2SbS
333-3-+ 6H+ 6H++ Sb Sb
22SS33↓↓+ 3H+ 3H22SS↑↑
2SbS2SbS44
3-3-+ 6H+ 6H++ Sb Sb22SS55↓↓+ 3H+ 3H
22SS↑↑
SbSb22SS3 3 + 6NaOH Na+ 6NaOH Na
33SbOSbO33 + Na + Na
33SbSSbS33 + 3H + 3H
22OO
SbSb22SS33 +12HCl 2H +12HCl 2H
33SbClSbCl66 + 3H + 3H
22SS
BiBi22SS33+ 6HCl 2BiCl+ 6HCl 2BiCl
33 + 3H + 3H22SS
SbSb ,, Bi Bi 硫化物也可溶于相应的酸碱溶液硫化物也可溶于相应的酸碱溶液中:中:
演示实验 - 硫代锑酸盐的生成
13.1.2 13.1.2 主族金属元素主族金属元素
2) 碳酸盐
MCOMCO33 (s) MO(s)+CO (s) MO(s)+CO
22(g)(g)
13.1.3 13.1.3 过渡金属元素过渡金属元素
位于周期表位于周期表 dd 区和区和 dsds 区的元素统称为过区的元素统称为过渡元素,即从Ⅲ渡元素,即从Ⅲ BB 的钪分族到Ⅱ的钪分族到Ⅱ BB 的锌分族。的锌分族。
13.1.3 13.1.3 过渡金属元素过渡金属元素
过渡元素具有如下几方面的共同特性:过渡元素具有如下几方面的共同特性:
11 )具有)具有多种可变的氧化值
22 )过渡元素及其各种化合物具有)过渡元素及其各种化合物具有各种不同的颜色
33 )过渡元素很多化合物具有)过渡元素很多化合物具有顺磁性
44 )过渡金属离子有)过渡金属离子有形成配合物的倾向的倾向
55 )许多过渡金属和它们的化合物具有催化性能)许多过渡金属和它们的化合物具有催化性能
13.1.4 13.1.4 金属的腐蚀与防腐金属的腐蚀与防腐
金属的腐蚀照片金属的腐蚀照片
11 ))化学腐蚀化学腐蚀
22 ))电化学腐蚀电化学腐蚀
1. 金属腐蚀的原因
2.2. 金属的防腐
13.2 13.2 铬及其化合物铬及其化合物
氧化值 +2 +3 +6
氧化物 CrO 黑色
Cr2O3 绿色
CrO3 橙色
氢氧化物 Cr(OH)2 黄棕色
Cr(OH)
灰色 H2CrO4 黄色
(含氧酸) H2Cr2O7 橙色
主要盐类 CrCl2 白色
NaCrO2 亮绿色
Na2CrO4
黄色
CrCl3 紫色
K2Cr2O7 橙色
Cr2(SO4)3 紫色
表表 13-413-4 :铬的一些重要化合物:铬的一些重要化合物
13.2.1 13.2.1 铬铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的酸碱性转的酸碱性转化化
Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + H2O
Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3 + 3H2O
Cr3+ + 3NaOH Cr(OH)3 + 3Na+
紫色 蓝灰色
亮绿色
绿色
演示实验 – 氢氧化铬的两性
13.2.1 13.2.1 铬铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的酸碱性转的酸碱性转化化
演示实验 –铬(VI)的酸碱转化
CrO42- Cr2O7
2-+ H+ H++
+ OH+ OH--黄色 橙红色
2Ba2+ + Cr2O72- + H2O 2BaCrO4( 黄色 ) + 2H+
4Ag+ + Cr2O72- + H2O 2Ag2CrO4(砖红色 ) + 2H+
2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4( 黄色 ) + 2H+
13.2.2 13.2.2 铬铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的氧化还原转的氧化还原转化化铬的元素电势图如下:铬的元素电势图如下:
VE /oA CrCr22OO77
2-2- CrCr3+3+ CrCr+1.232V -0.744V
VE /oB CrOCrO44
2-2- Cr(OH)Cr(OH)33CrCr-0.13V -1.48V
11 )酸性介质)酸性介质
2Cr2Cr3+ 3+ + 3S+ 3S22O + 7HO + 7H
22O CrO Cr22O + 6SO + 14HO + 6SO + 14H++ 8
272
42AgAg++ 催化催化
CrCr22O + 6FeO + 6Fe2+ 2+ + 14H+ 14H+ + 6Fe6Fe3+ 3+ + 2Cr+ 2Cr3+ 3+ + 7H+ 7H
22OO 72
CrCr22O + 3SO + 8HO + 3SO + 8H+ + 3SO + 2Cr3SO + 2Cr3+ 3+ + 4H+ 4H
22OO 72
32
42
CrCr22O + 14HClO + 14HCl(( 浓盐酸浓盐酸 ) ) 2Cr2Cr3+ 3+ + 3Cl+ 3Cl
2 2 + 8Cl+ 8Cl-- + 7H+ 7H22OO 7
2
13.2.2 13.2.2 铬铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的氧化还原转的氧化还原转化化22 )碱性介质)碱性介质
CrCr3+ 3+ + 4NaOH + 4NaOH CrO2- + 4Na+ + 2H2O
2NaCrO2 + 3H+ 3H22OO2 2 + 2NaOH + 2NaOH 2Na2CrO4
+ 4H2O
Cr3+ CrO2-Cr(OH)3
Cr2O72- CrO4
-
H+
OH-
H+
H+H+
OH-OH-
OH-H+
33 )铬)铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的转化的转化
13.2.2 13.2.2 铬铬 (III)(III) 和铬和铬 (VI)(VI) 的氧化还原转的氧化还原转化化44 )) KK22CrCr22OO7 7 的制备的制备
4Fe(CrO4Fe(CrO22))22+8Na+8Na
22COCO33+7O+7O
22 8Na 8Na22CrOCrO
44+2Fe+2Fe22OO33+8CO+8CO
22↑↑ 煅 煅 烧烧
铬铁矿铬铁矿
将粉碎后的铬铁矿、纯碱、白云石、碳酸钙等混将粉碎后的铬铁矿、纯碱、白云石、碳酸钙等混合均匀,在空气中进行氧化煅烧,其主要反应为:合均匀,在空气中进行氧化煅烧,其主要反应为:
2Na2Na22CrOCrO
44 + H + H22SOSO
44 Na Na22CrCr
22OO77+ Na+ Na22SOSO
44+ H+ H22OO
浸出液调浸出液调 pHpH 后,用硫酸酸化:后,用硫酸酸化:
NaNa22CrCr
22OO77 + 2KCl K + 2KCl K22CrCr
22OO77+ 2NaCl+ 2NaCl 红矾钾红矾钾
13.2.3 13.2.3 铬的配合物铬的配合物
CrCr3+3+ 离子外电子层结构为离子外电子层结构为 3d3d3 3 (3d, 4s, 4p(3d, 4s, 4p 亚层分亚层分别有别有 22个、个、 11个、个、 33个空轨道个空轨道 )) ,离子半径小,正电,离子半径小,正电荷大,因此荷大,因此 CrCr3+3+ 离子形成配合物的能力很强。成键过离子形成配合物的能力很强。成键过程中容易进行程中容易进行 dd22spsp33 杂化,形成稳定的内轨型配合物。杂化,形成稳定的内轨型配合物。
11 )水合配离子)水合配离子 [Cr(H[Cr(H
22O)O)66]Cl]Cl
3 3 [CrCl(H[CrCl(H22O)O)
55]Cl]Cl22··HH22O [CrClO [CrCl
22(H(H22O)O)
44]Cl]Cl··2H2H22
OO 蓝紫色 浅绿色 绿色
22 )氨合配离子)氨合配离子
13.2.3 13.2.3 铬的配合物铬的配合物
33 )铬的其他配合物)铬的其他配合物
[Cr(NH[Cr(NH33))66]]33++[Cr(NH[Cr(NH33))44(H(H22O)O)22]]33++
蓝紫色蓝紫色[Cr(H[Cr(H22O)O)66]]33++ [Cr(NH[Cr(NH33))22(H(H22O)O)44]]33++ [Cr(NH[Cr(NH33))33(H(H22O)O)33]]33++
紫红色紫红色 浅红色浅红色
橙红色橙红色 黄色黄色
二 苯 二 苯 铬铬
CrCr
COCO
COCO
COCOCOCO
COCOCOCO
Cr(CO)Cr(CO)66
13.3 13.3 锰及其化合物锰及其化合物
氧化值 +2 +4 +6 +7
氧化物
氢氧化物
主要盐类
MnO 灰绿色 Mn(OH)2 白色 MnCl2 淡红色 MnSO4 淡红色
MnO2 棕黑色
Mn(OH)4 棕色
K2MnO4 绿色
Mn2O7 红棕色液体 HMnO4 紫红色 KMnO4 紫红色
表表 13-513-5 :锰的一些重要化合物:锰的一些重要化合物
11 )) Mn(II) 化合物22 )) Mn(IV) 化合物33 )) Mn(VI) 化合物44 )) Mn(VII) 化合物
13.3.2 13.3.2 高锰酸钾的制备方法高锰酸钾的制备方法
1) 1) 锰酸钾歧化法锰酸钾歧化法2MnO2MnO
22(s) + 4KOH(s) + O(s) + 4KOH(s) + O22 2K 2K
22MnOMnO44 +2H +2H
22OO 软 锰 矿
3K3K22MnOMnO
4 4 + 2CO+ 2CO2 2 2KMnO 2KMnO
4 4 + MnO+ MnO22↓↓+ 2K+ 2K
22COCO33
2) 2) 氧化法氧化法2K2K
22MnOMnO4 4 + Cl+ Cl22 2KMnO 2KMnO
4 4 + 2KCl+ 2KCl 3) 3) 电解法电解法
阳极:阳极: 424 2MnO2e2MnO
阴极:阴极: 2-
2 H2OH2eO2H
总反应:总反应: 24242 H2KOH2KMnOO2HMnO2K
13.4 13.4 稀土元素及其化合物稀土元素及其化合物
13.4.1 13.4.1 稀土元素的性质稀土元素的性质
稀土元素一般呈银灰色,质地比较软。稀土元素一般呈银灰色,质地比较软。稀土稀土金属都是活泼金属金属都是活泼金属,其活泼性仅次于碱金属和碱土金,其活泼性仅次于碱金属和碱土金属。稀土元素在空气中易被氧化而生成氧化物,因此属。稀土元素在空气中易被氧化而生成氧化物,因此稀土金属需保存在石蜡或矿物油中,以防止氧化。稀稀土金属需保存在石蜡或矿物油中,以防止氧化。稀土金属可与绝大多数非金属反应,如与卤素反应生成土金属可与绝大多数非金属反应,如与卤素反应生成REX3REX3 (( XX 为为 FF ,, ClCl ,, BrBr ,, II );与氮生成);与氮生成 RENREN
(氮化物);与磷生成(氮化物);与磷生成 REPREP (磷化物);还能与碳(磷化物);还能与碳生成生成 RECREC22 ,, RERE22CC33 ,, RERE44CC33 等碳化物。稀土金属能等碳化物。稀土金属能与水反应,尤其是与热水反应较剧烈,同时放出氢气。与水反应,尤其是与热水反应较剧烈,同时放出氢气。
13.4.1 13.4.1 稀土元素的性质稀土元素的性质
13.4.1 13.4.1 稀土元素的性质稀土元素的性质
13.4.2 13.4.2 稀土元素的分离稀土元素的分离
PP204204-HCl-HCl体系萃取分离体系萃取分离轻、中、重稀土元素的主要工艺流程图轻、中、重稀土元素的主要工艺流程图
13.4.3 13.4.3 稀土元素的制备稀土元素的制备
1) 1) 熔盐电解法熔盐电解法 熔盐电解法用于制取大量混合稀土金属或单熔盐电解法用于制取大量混合稀土金属或单一稀土金属,常用无水一稀土金属,常用无水 REClRECl33 和助熔剂和助熔剂 NaClNaCl 或或 KClKCl
组成电解液,或利用稀土氧化物溶解在氟化物(作为组成电解液,或利用稀土氧化物溶解在氟化物(作为助熔剂)组成电解液。助熔剂)组成电解液。2) 2) 金属热还原法金属热还原法 对于 对于 La , Ce , Pr , Nd 等轻稀土金属,等轻稀土金属,常用金属常用金属 CaCa 还原它们的氯化物来制备:还原它们的氯化物来制备:
2RECl2RECl33 +3Ca 2RE + 3CaCl +3Ca 2RE + 3CaCl
22 C1100~700
对于 对于 Tb , Dy , Y , Ho , Er , Tm , Yb 等重稀土金属,可用金属等重稀土金属,可用金属 CaCa 还原其氟化物来制备。还原其氟化物来制备。
Y-Ba-Cu-OY-Ba-Cu-O晶晶体结构示意图体结构示意图
13.4.4 13.4.4 新技术中的稀土元素及其化合物新技术中的稀土元素及其化合物
磁悬浮现象磁悬浮现象
磁悬浮现象磁悬浮现象 上海浦东的磁悬浮列车上海浦东的磁悬浮列车