合金及金属的冶炼合金及金属的冶炼合金及金属的冶炼

合金与金属的性质：合金的定义、特性（熔点、硬度变化）、常见合金类型及成分、新型合金的应用。
金属矿物与冶炼：金属在自然界的存在形式、金属冶炼的实质（还原反应）、不同金属的冶炼方法及对应化学方程式。
核心思路：

1. 合金的关键在于成分金属与非金属的组合，物理性质改变但化学性质不变。
2. 金属冶炼需根据金属活动性选择方法，如电解法、热还原法、加热分解法。

1. 合金及金属的性质

(1) 合金的基本概念

• 定义：合金由金属与非金属熔合而成，具有金属特性。
• 特性：熔点低于成分金属，硬度大于成分金属。
• 物理性质变化：硬度、熔点等改变，但化学性质不变。

(2) 常见合金

• 合金钢：加入Cr、Ni等元素，提高耐腐蚀性（如不锈钢）。
• 硬铝：密度小、强度高，适合航空航天。
• 青铜、黄铜：含Cu、Sn、Pb（青铜）；含Cu、Zn（黄铜）。

(3) 新型合金

• 储氢合金：储存氢气，要求储氢量大且易吸/放氢。
• 钛合金：耐腐蚀、形状记忆，用于航天、生物工程。

2. 金属矿物的开发利用

(1) 金属的存在形式

• 化合态：绝大多数金属以化合物形式存在。
• 游离态：金、铂等少量金属以游离态存在。

(2) 金属冶炼的实质

• 反应通式：$M^{n+} + n e^- \rightarrow M$（金属离子被还原为金属单质）。

(3) 冶炼方法

• 钠（Na）：电解熔融氯化钠：$2NaCl \xlongequal{\text{电解}} 2Na + Cl_2\uparrow$。
• 镁（Mg）：电解熔融氯化镁：$2MgCl_2 \xlongequal{\text{电解}} 2Mg + Cl_2\uparrow$。
• 铁（Fe）：高炉炼铁：$3CO + Fe_2O_3 \xlongequal{\text{高温}} 2Fe + 3CO_2$。
• 汞（Hg）：加热分解氧化汞：$2HgO \xlongequal{\Delta} 2Hg + O_2\uparrow$。