§17. Представители металлов
Вопрос перед параграфом ✓
Сравните предложенный вами список металлов с тем, который составили для этого параграфа авторы учебника.
Ответ
Авторы предлагают рассмотреть железо, алюминий, золото, олово.
Вопрос (стр.82) ?
Объясните этимологию термина «станиоль».
Ответ
Станио́ль от лат. stannum — «олово».
Проверьте свои знания
Задание №1
Какие металлы и сплавы относятся к чёрным, а какие — к цветным?
Ответ
Производство железа и его сплавов относят к чёрной металлургии, а остальных металлов — к цветной.
Задание №2
Чем по составу чугун отличается от стали? В чём сущность процесса производства стали из чугуна?
Ответ
Когда углерода в сплаве много (больше 2,14 %) — сплав твёрдый, но очень хрупкий. Этот сплав называется чугуном. Если количество углерода меньше 2 %, то сплав становится ещё более твёрдым, гибким, упругим. Это сталь. Поэтому при производстве стали из чугуна удаляют избыток углерода и других примесей в особых металлургических печах. Такой чугун, идущий на переработку в сталь, называют передельным. Если к стали прибавлять специальные вещества, то можно получить легированную сталь, которая не ржавеет, выдерживает высокие температуры, не ломается, не разъедается самыми сильными кислотами.
Задание №3
Какие виды чугуна вы знаете? Где применяется каждый из них?
Ответ
Чугун, идущий на переработку в сталь, называют передельным. Если к стали прибавлять специальные вещества, то можно получить легированную сталь, которая не ржавеет, выдерживает высокие температуры, не ломается, не разъедается самыми сильными кислотами.
Чугун, который непосредственно используют для производства изделий, называют литейным. Из такого чугуна отливают радиаторы центрального отопления, некоторую кухонную посуду (сковороды и чугунки), ограды и др. Раньше из чугуна отливали рельсы для железной дороги, которую потому и называли чугункой.
Задание №4
Какие виды стали вы знаете? Что такое легирующие добавки? Где используются хромоникелевые стали?
Ответ
Различают два основных вида стали: углеродистую и легированную.
• Углеродистые стали — это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода при небольшом содержании других элементов. Углеродистая сталь, в свою очередь, подразделяется на мягкую (содержание углерода не превышает 0,3 %) и твёрдую (углерода в ней может быть до 2 %). Из мягкой стали делают детали машин, трубы, болты, гвозди и т. д., а из твёрдой — различные инструменты.
• Легированная сталь содержит специальные легирующие добавки (хром, марганец, никель, вольфрам, молибден, ванадий и др.), которые придают ей особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, они устойчивы к ржавлению. Такую сталь применяют в строительстве. Например, облицовка колонн станции «Маяковская» Московского метрополитена выполнена из хромоникелевой стали. Из неё же изготовлены нержавеющие предметы домашнего обихода (ножи, вилки, ложки), всевозможные медицинские и другие инструменты.
Задание №5
Какими физическими свойствами характеризуется алюминий? Как эти свойства связаны с областями его применения?
Ответ
Алюминий представляет собой лёгкий металл серебристо−белого цвета, который сохраняет этот цвет и в порошке, а потому используется в качестве декоративной краски — серебрянки. Плавится алюминий при температуре 660℃. Вам хорошо известна алюминиевая фольга, используемая для упаковки пищевых продуктов. Её изготавливают из алюминия, потому что этот металл легко вытягивается в проволоку и прокатывается в фольгу толщиной до 0,01 мм — алюминий очень пластичен. В литосфере алюминий встречается только в виде соединений и является самым распространённым металлом этой геологической оболочки Земли. Впервые этот металл был получен вытеснением его из хлорида алюминия очень активным металлом — калием. Первый алюминий стоил чрезвычайно дорого. На Всемирной Парижской выставке 1855 г. алюминий демонстрировался как самый редкий металл. Он был тогда чуть ли не в 10 раз дороже золота. Достаточно сказать, что из алюминия была сделана погремушка, которую торжественно преподнесли сыну Наполеона III.
Задание №6
Вспомните, что называется аллотропией. Какие аллотропные модификации олова вы знаете? Назовите области применения белого олова.
Ответ
Аллотропия − это явление существования одного химического элемента в виде двух или более простых веществ.
Для олова характерно явление аллотропии. Этот химический элемент образует два простых вещества — аллотропные модификации: белое олово и серое олово.
Белое олово применяется для изготовления белой жести и сплавов.
Примените свои знания
Задание №1
Назовите основные области применения золота. Почему этот металл используется в качестве финансового обеспечения государств?
Ответ
Золото — это не только ювелирные украшения и мировые деньги. Оно широко используется в стоматологии и технике. Из сплавов золота и серебра делают детали точных приборов, электрические контакты, его наносят на другие металлы при изготовлении фотоэлементов и зеркал. Золочение, позолота применяются с давних пор. Золотые покрытия наносят на металлические поверхности. Нанесённый на такую поверхность драгоценный металл создаёт иллюзию, что предмет изготовлен из чистого золота.
Химическая активность золота очень низка, поэтому этот металл используется в качестве финансового обеспечения государств.
Задание №2
Олово встречается в природе в виде минерала касситерита $SnO_{2}$. Рассчитайте массовую долю металла в этом соединении. Найдите массу касситерита, необходимого для получения 250 кг олова.
Ответ
Дано:
$SnO_{2}$
m (Sn) = 250 кг
Найти:
ω (Sn) − ?
m ($SnO_{2}$) − ?
Решение:
$M_{r}$ ($SnO_{2}$) = 50 + 16 * 2 = 82
ω (Sn) = $\frac{50}{82}$ * 100% = 61%
m ($SnO_{2}$) = m (Sn) : ω (Sn) = 250 кг : 0,61 = 410 кг
Ответ: ω (Sn) = 61%; m ($SnO_{2}$) = 410 кг
Используйте доп.информацию
Задание №1
Аргументируйте свою точку зрения на тот факт, что полученный вначале алюминий стоил очень дорого, а сейчас это металл повседневного спроса.
Ответ
Раньше алюминий получали вытеснением его из хлорида алюминия очень активным металлом — калием. Это был дорогой метод получения этого металла.
Однако сейчас алюминий получают пропусканием электрического тока через расплав глинозёма в природном минерале криолите. Это дешевый и доступный метод получения алюминия.
