游离态的物质是单质还是离子
锡元素自从被人类发现起就与人类文明息息相关,在人类文明前期大大推动了社会生产力的发展与变革,在现代社会中也继续发挥着余热。
自然条件下锡多以二氧化锡的形式存在于锡矿石中,很少有单质存在。
先让我们背一背初中就学过的金属活动性顺序:
钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢,铜汞银铂金
可见锡是比氢(氢离子)稍活泼的金属,不同于银、金等在氢后的金属,所以自然界中很少存在游离态的单质锡,而银、金则以单质存在。而且这也使得锡这种金属容易被碳、一氧化碳等中强还原剂从锡石中还原为单质,炼锡要比炼铁、炼铝容易的多。正因如此锡早在公元前三千年左右就被人们发现了,也是我国通常所称的“五金”(金、银、铜、铁、锡)之一。
锡发现后不久,人们就为其找到了一个非常实用的用途------铜锡合金(即青铜),这种合金的硬度比组成它的铜锡金属单质高得多,而且熔点相对降低,更易于冶炼,种种优异的特性使得它逐渐成为了人们生产生活中工具的主要材料。
青铜的发现和广泛使用在人类发展史上描下了极为辉煌的一笔,标志着人类摆脱了“石器时代”、迈入了生产效率极大提高的“青铜器时代”。直到后来铁的发现和铁器的使用,青铜才慢慢退出历史舞台。
在现代社会锡合金也活跃在国民生产生活的许多方面。
由于锡的熔点不太高(只有231.9°C),锡合金的熔点更低,所以锡的合金常用作焊料。焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料,它广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业中。
除用作焊料外,锡合金(锡锑、锡铜、锡铅等等)还被用来制造汽轮机、发电机、飞机等承受高速高压机械设备的轴承。含锡的青铜主要用来制造耐磨零件和耐腐蚀的设备,广泛应用于船舶、化工、建筑、货币等工业。在黄铜中加入锡即可形成锡黄铜,多用于制造船舶零件和焊接条等,素有“海军黄铜”之称。在工业上还常把锡镀到铜线或其他不太活泼的金属上,以防止腐蚀(牺牲阳极的阴极保护法)。锡还可与其他金属制成活字合金(随着激光印刷技术的推广,铅字将逐渐被淘汰掉)、巴比特合金、钛基合金和铌锡合金等,用于原子能工业、航空工业、超导材料以及宇宙飞船制造等尖端技术领域。
值得一提的锡合金是马口铁(镀锡铁板),1812年马口铁在伦敦刚被制造出来时用于保存食品保鲜,它具有良好的密封性,保藏性,避光性,坚固性,抗腐蚀性。这种马口铁罐被人称为“罐头”,这就是罐头名称的由来(锡、马口铁、罐头的英文都是tin)。当然现代的罐头已经不用马口铁了,多用玻璃或者更加轻便的铝合金。
除此以外锡化合物还被用于有机合成与某些锂离子电池的制造,这里就不一一叙述。
综上观之世界上如果没有锡,人类文明可能会倒退一大截,需要更多时间发展到今天的样子,也就不会有辉煌灿烂的青铜文明,我们的祖先也就不会给我们留下丰富多彩、各式各样的青铜器了。
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