第19章 金属通论习题答案

19-1.因为较多的重金属都以游离态存在或其化合态易被提取，而钾、钠、钙等轻金属大多以化合态存在而且它们的提取和分离都比较困难，所以先发现重金属而后发现轻金属。 19-2.举例说明金属在自然界的存在形态。

答：各类金属由于其结构和性质方面的差异，它们在自然界的存在形式各有特点。少数性质极不活泼的金属如 Au 、Ag 、Hg 、Pt 系金属等通常以游离态形式存在；性质稍活泼的元素可以单质及化合物形式存在，如Fe 在自然界有各种铁矿石，也有陨石；第一、二主族中的Mg 性质活泼，其卤化物大都溶解在海水和湖水中，少数埋藏在不受流水冲刷的岩石下面；第二主族元素长以碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硅酸盐等难溶性的化合物形式存在；过渡元素则以主要的氧化物及硫化物形式存在； p 区元素为亲硫元素，它们常以难溶的硫化物形式存在。

19-4.哪些金属为稀有金属？它们与普通金属是怎么划分的？

答：轻稀有金属：锂、铷、铯、铍；分散性稀有金属：镓、铟、铊；高熔点稀有金属：钛、镐、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨；铂系金属：钌、铑、钯、锇、铱、铂；稀土金属：钪、钇、镧及镧系；放射性稀有金属：钫、镭、锝、钋、砹、锕及锕系。

划分：稀有金属是指那些在地壳中含量少或分布稀散，提取困难的有色金属。

19-5.（1）电解法:2 NaCl(熔融)==2Na+Cl 2↑

(2)羰化法：Ni （含杂质）+CO=(高压)=Ni(CO)4 ↑

Ni(CO)4 (513—593k)—Ni(99.998%纯) + 4CO ↑

碘化物法：Ti(不纯)+2I 2 (323--523K)—TiI 4

（2）氢热还原法 （3）金属热还原法 C.电解法 D.氧化法

当今金属的冶炼前景很好 ，大部分金属都能达到很高的纯度，但在消耗资金方面，有些金属的冶炼消费太高而产量又不高；还有的金属在冶炼是对设备要求和高而不能达到。 Fe 、Cu 都是以热还原法来提炼的 如Cu 2O + C == 2Cu + 2C O ↑

Fe 2O 3 + 3CO == 2Fe + 3CO 2

Al 是以电解纯的Al 2O 3来提炼的：2Al 2O 3=(电解)=4Al+3O 2↑

19-1.举例说明哪些金属能从（1）冷水（2）热水（3）水蒸气（4）酸（5）碱中置换出氢气，写出方程式并说明反应条件。

（1）2Na+2H 2O （冷水）==2NaOH+H 2↑

（2）

Mg+2H 2O==Mg(OH)2+H 2↑

（3）3Fe+4H 2

O==Fe 3O 4+4H 2↑

（4）Zn+2HCl==ZnCl 2+H 2↑

（5）2Al+2NaOH+6H 2O==2Na(Al(OH)4)+3H 2↑

19-2.已知在973K 时，

2CO+O 2==2CO 2； △rG θ=-398kJ/mol

2Ni+O 2==2NiO; △rG θ== －314KJ/mol

CO+NiO==Ni+CO 2 ; △rG θ= (－398+314)/2= －42KJ/mol

在此温度下能用CO 还原NiO 提取Ni

19-3.下土是几种金属硫化物的埃林汉姆图。

（1）该图是用消耗1摩尔硫生成硫化物过程的标准自由能变对温度作图。根据 △rG θ

= △rH θ－T △ rS θ的关系。直线的斜率为－△rS θ，土中直线斜率发生变化是因为反应物

或生成物在一定温度下发生了相变，由于相变伴随明显的熵变，从而导致斜率发生改变。

（1）