趣味化学化海拾贝自然界中金属矿物的

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不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。高中化学任重道远,意义非凡!这里卿卿老师经常为同学们推送一些优质的化学资源,风雨无阻的陪伴着你们。

地球上的金属资源十分丰富,除蕴藏在地壳中的外,还有数量很大的海滨沙矿和海底金属矿藏,它们为人类的生活和生产提供了丰厚的物质基础。自然界中的金属矿物少数化学性质较不活泼的金属,如金、银等,以单质的形式存在;部分金属化学性质较活泼,如铁、锌、钠和钙等以化合物的形式存在。

(一)黑色金属1铁(Fe)

磁铁矿(Magnetite)为氧化物类矿物磁铁矿的矿石,化学成分为Fe3O4。晶体呈八面体、十二面体,晶面有条纹,多为粒块状集合体。铁黑色,或具暗蓝靛色,条痕黑,半金属光泽,不透明,无解理,断口不平坦,硬度5.5~6.5,密度5.16~5.18g/cm3,是矿物中磁性最强的,能被永久磁铁吸引,中国古代的指南针"司南"就是利用这一特性制成的。性脆,无臭,无味。常产于岩浆岩、变质岩中,海滨沙中也常存在。

(磁铁矿)

赤铁矿(Hematite)是氧化铁的主要矿物形式,铁主要由赤铁矿冶炼,化学成分为Fe2O3、晶体属三方晶系的氧化物矿物。与等轴晶系的磁赤铁矿成同质多象,晶体常呈板状;集合体通常呈片状、鳞片状、肾状、鲕状、块状或土状等。呈红褐、钢灰至铁黑等色,条痕均为樱红色。金属至半金属光泽。摩斯硬度5.5~6.5,比重4.9~5.3。呈铁黑色、金属光泽、片状的赤铁矿称为镜铁矿;呈钢灰色、金属光泽、鳞片状的称为云母赤铁矿,中国古称“云子铁”;呈红褐色土状而光泽暗淡的称为赭石,中国古称“代赭”,而以“赭石”泛指赤铁矿。

(赤铁矿)

褐铁矿是主要的铁矿物之一,主要成分是FeO(OH)·nH2O,是褐色的天然多矿物混合物。但它的含铁量并不高,是次要的铁矿石。褐铁矿呈多种色调的褐色,一般为钟乳状、葡萄状、致密的或疏松的块状甚至土状,也有像黄铁矿那样的晶体形状(称为假象)。褐铁矿除了能提炼铁外,还可用作颜料。黄土的颜色主要也是由于含有它们而形的。

(褐铁矿)

菱铁矿是一种分布比较广泛的矿物,它的成分是FeCO3,当菱铁矿中的杂质不多时可以作为铁矿石来提炼铁。菱铁矿一般呈薄薄一层与页岩、粘土或煤在一起。菱铁矿一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白,风化后可变成褐色或褐黑色等。菱铁矿在氧化水解的情况下还可变成褐铁矿。

(菱铁矿)

黄铁矿因其浅黄铜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”,其主要成分为FeS2。黄铁矿成分中通常含钴、镍和硒,具有NaCl型晶体结构。成分相同而属于正交(斜方)晶系的称为白铁矿。成分中还常存在微量的钴、镍、铜、金,硒等元素。含量较高时可在提取硫的过程中综合回收和利用。

(黄铁矿)

2锰(Mn)

菱锰矿也是碳酸盐矿物,含有铁、钙、锌等元素,并且这些元素往往会取代了锰,因此,纯菱锰矿很少见。菱锰矿是生产铁锰合金的锰的来源。它们通常为粒状、块状或肾状,红色,氧化后表面呈褐黑色,具有玻璃光泽,晶粒大、透明色美者可作宝石;颗粒细小、半透明的集合体则可作玉雕材料。菱锰矿是生产铁锰合金的锰的来源。

(菱锰矿)

蔷薇辉石是一种硅酸盐矿物,产于各种锰矿石中。它主要被用作装饰石料或饰品及雕塑品。蔷薇辉石的晶体为板状或板柱状,晶体的集合体为粒状或块状,浅粉到红色有玻璃光泽。蔷薇辉石表面被氧化后常出现一些黑色,那是锰的氧化物和氢氧化物形成的薄膜。

(蔷薇辉石)

3铬(Cr)

铬铁矿是岩浆作用的矿物,常产于超基性岩中,与橄榄石共生;也见于砂矿中。外表看来很像磁铁矿,一般呈块状或粒状的集合体。在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。

(铬铁矿)

4钛(Ti)

金红石多数金红石以单体、集合体形式沿矿石的片理方向呈断续的条纹、条痕、微细条带排列。金红石是提炼钛的重要矿物原料。

(金红石)

5钒(V)

钒铅矿又称“褐铅矿”。成分为Pb5[MO4]3Cl,含V2O5为19.4%。六方晶系。晶体为六方柱状或针状,通常为致密块状。黄至黄褐色。条痕白至淡黄色。硬度2.5—3,比重6.66—7.10。

(钒铅矿)

(二)有色金属6铜(Cu)

蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物,化学组成Cu32(OH)2。它常与孔雀石一起产于铜矿床的氧化带中。蓝铜矿可作为铜矿石来提炼铜,也用作蓝颜料,质优的还可制作成工艺品。它还是寻找铜矿的标志矿物。蓝铜矿为柱状、厚板状、粒状、钟乳状、土状等。深蓝色有玻璃光泽。

(蓝铜矿)

孔雀石是一种古老的玉料,主要成分为碱式碳酸铜(Cu?(OH)?CO?)。孔雀石的英文名称为Malachite,来源于希腊语Mallache,意思是“绿色”。中国古代称孔雀石为“绿青”、“石绿”或“青琅玕”。孔雀石由于颜色酷似孔雀羽毛上斑点的绿色而获得如此美丽的名字。

赤铜矿化学成分为氧化亚铜(Cu2O)的矿物。虽含铜量高达88.82%,但因分布少,只作为次要的铜矿石。晶体属等轴晶系,无解理。呈立方体或8面体晶形,或与菱形12面体形成聚形,晶形沿立方体棱的方向生长形成毛发状或交织成毛绒状形态,也包括长条形、闪闪发亮的晶体,称毛赤铜矿。

(赤铜矿)

7铅(Pb)

方铅矿(即硫化铅)是一种比较常见的矿物,它是提炼铅的重要矿石矿物,是分布最广的铅矿物。方铅矿常呈立方体的晶形,集合体通常为粒状或致密块状。铅灰色,条痕灰黑色,金属光泽,硬度为2.5,三组极完全解理,密度7.4-7.6g/cm3,具有弱导电性和良检波性。

(方铅矿)

8锌(Zn)

闪锌矿化学成分为ZnS、晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分相同而属于六方晶系的则称纤锌矿。闪锌矿含锌67.1%;通常含铁,铁含量最高可达30%,含铁量大于10%的称为铁闪锌矿。

(闪锌矿)

异极矿产于铅锌硫化物矿床的氧化带,一般是闪锌矿氧化的产物,与菱锌矿、白铅矿、褐铁矿等共生。稳定上限为°C,过此温度即转变成硅锌矿Zn2[SiO4]。

(异极矿)

9铝(Ai)

铝土矿是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。

(铝土矿Al2O3)

钾长石,通常也称正长石。是钾、钠、钙等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物。属单斜晶系,通常呈肉红色、呈白色或灰色。

(钾长石K2O·Al2O3·6SiO2)

10镍(Ni)

(锑硫镍矿)

11钴(Co)

方钴矿是钴和镍的砷化物矿物中的一族,包括有方钴矿、镍方钴矿、少砷方钴矿和复砷镍矿等。这些方钴矿的化学成分近似,形状颜色也差不多,须用特殊方法加以区别。方钴矿锡白至钢灰色,有时带浅灰色,具有金属光泽。

(方钴矿)

12钨(W)

黑钨矿是提炼钨的最主要矿石,它也叫钨锰铁矿。由于含有不同比例的铁钨酸盐和锰钨酸盐,所以如果含铁量高一些就叫钨铁矿,含锰多一些就叫钨锰矿。黑钨矿为褐色至黑色,具有金属或半金属光泽。

(黑钨矿)

白钨矿是一种矿石,外形为粒状石块,白色带黄,有脂肪光泽。橙色,双锥状晶体,晶体硕大,且尖端呈透明深橙色。与方解石白云母和黑色锡石共生,其中白钨矿和方解石具有萤光性。加热或经紫外线照射,略呈紫色。是炼钨的主要原料。

(白钨矿)

13锡(Sn)

锡石:化学成分为SnO2、晶体属四方晶系的氧化物矿物引。常含Fe和Ta、Nb等氧化物的细分散包裹物,但Nb、Ta也可以类质同象方式替代Sn。晶体具金红石型结构,通常为带双锥的短柱体,有时呈细长柱状或双锥状。膝状双晶普遍。集合体大多呈粒状块。外壳呈葡萄状等而内部具同心放射纤维状构造的,称木锡石。纯净的锡石几乎无色,但一般均呈黄棕至棕黑色;条痕白色。金刚光泽,断口上油脂光泽。

(锡石)

14铋(Bi)15钼(Mo)16锑(Sb)

辉锑矿是锑的硫化物(Sb2S3)矿物。含锑71.69%,是锑的最重要的矿石矿物。属正交(斜方)晶系。晶体常见,呈尖顶的长柱状,柱面具纵条纹。板面解理完全;解理面现平行横纹。集合体呈块状、粒状或放射状。铅灰色,金属光泽,莫氏硬度2,比重4.6。性脆,易熔。

(辉锑矿)

17汞(Hg)

铝土矿是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。

(辰砂HgS)

18镁(Mg)(三)贵金属19铂族金属(铂、钯、铑、铱、钌、锇)(PGE)

(铂Pt)

(钯Pd)

(铑Rh)

(铱Ir)

(钌Ru)

(锇Os)

20金(Au)21银(Ag)(四)稀有金属22铌(Ne)

(铌铁矿)

23钽(Ta)

(钽铁矿)

24铍(Be)

(绿柱石Be3Al2(SiO3)6)

25锂(Li)

(锂辉石LiAl[Si2O6])

26锆(Zr)

(锆石ZrSiO?)

27锶(Sr)

(菱锶矿SrCO3)

28铷(Rb)29铯(Cs)(五)稀土金属30镧、铈、镨、钕、钪、钇、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥(六)分散元素31锗(Ge)32镓(Ga)33铟(In)34铊(TI)35铪(Hf)36铼(Re)37镉(Cd)

(硫镉矿)

硒(Se)39碲(Te)

图片来源搜狗图片,内容由天行健整理

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