《化学与技术》课题32金属材料

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1、核心要点突破课堂互动讲练学习目标课前自主学案知能优化训练课题2课题2金属材料学习目标1.掌握炼铁、炼钢、电解法制铝的原理。2.了解金属腐蚀和防护的有关知识。3.能举例说明金属材料的特点。4.举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。课前自主学案一、从矿石中获得金属2．钢铁的冶炼(1)炼铁的原理是利用氧化还原反应，在高温下_________________________________，原料是_______、焦炭、_______、_____，产生还原用还原剂将铁从其氧化物中还原出来空气铁矿石石灰石剂的反

2、应是C＋O2CO2，CO2＋C2CO，炼铁的反应是_________________________，造渣的反应是CaCO3CaO＋CO2、CaO＋SiO2CaSiO3，高炉煤气的成分是______________。(2)炼钢的原理是_________________________________________________________，原料是______________。写出炼钢过程发生主要反应的化学方程式2C＋O2===2CO,2Fe＋O2===2FeO，FeO＋C===CO＋Fe，FeS＋C

3、aO===CaS＋FeO。N2、CO、CO2在高温下用氧化剂将过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去铁水或废钢铁3．铝的冶炼(1)电解铝的原料是铝土矿(主要成分是Al2O3)，提纯Al2O3的方法是：将铝土矿溶解在NaOH溶液中，然后往溶液中通入过量的二氧化碳，过滤，灼烧，即得Al2O3，上述反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3,2Al(OH)3===Al2O3＋3H2O。(2)冰晶石的化学式为_______

4、__，在电解三氧化二铝时,加入冰晶石的作用是____________________,电解Al2O3的化学方程式为____________________________。电解时，阳极产生氧气，碳块要消耗，所以要定期补充碳块Na3AlF6帮助降低Al2O3的熔点二、金属的腐蚀及防止1．金属的_________是指金属材料与其表面接触的一些物质直接发生化学反应而引起的腐蚀，金属的__________是指不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的过程。2．钢铁发生电化学

5、腐蚀,主要原因是由于钢铁制品与其接触的电解质溶液构成许多微型的_________,铁通常作为___极，_____电子发生氧化反应而被腐蚀，其电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。钢铁在大气中的腐蚀通常为_____腐蚀，其阴极反应式为__________________________。化学腐蚀电化学腐蚀腐蚀电池阳失去吸氧4e－＋2H2O===4OH－O2＋若电解质溶液酸性较强，则发生的是_____腐蚀，其电极反应式为__________________。3．电镀是一种特殊的电解,在电镀时,_________

6、作阴极,_________作阳极,_______________________作电解质溶液，电镀时，电解质溶液的浓度不变。如在一把小刀上镀锌，小刀接电源的___极，电极反应式为_________________。析氢待镀金属镀层金属含有镀层金属离子的溶液阴Zn2＋＋2e－===Zn2H＋＋2e－===H2↑核心要点突破一、炼铁和炼钢的主要区别由铁矿石冶炼成铁，再由铁冶炼成钢，这是冶炼钢铁的必经过程。由于炼铁和炼钢的任务不同，因此采用的原料、利用的化学原理、冶炼设备等也各不相同。现比较如下：冶炼生铁钢原料铁

7、矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、氧气、生石灰原理用还原剂在高温下把铁从铁矿石中还原出来用氧化剂在高温下把生铁中的杂质氧化除去设备高炉氧气顶吹转炉冶炼生铁钢化学反应还原剂生成(炉腹)C＋O2CO2CO2＋C2CO铁的还原(炉身)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2炉渣形成(炉腰)CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋SiO2CaSiO3碳被氧化2C＋O22CO铁被氧化2Fe＋O22FeO脱碳FeO＋CCO＋Fe脱硫FeS＋CaOFeO＋CaS脱氧2FeO＋Si2Fe＋SiO2冶炼生铁钢产品生铁：含有较多的碳及硫、磷、

8、硅等钢：含碳量0.03～2%，留有部分硅锰尾气高炉煤气(CO、CO2、N2等)棕色烟气(Fe2O3尘粒及CO)二、电解原理的应用电解食盐水电镀锌铝的冶炼电解质溶液精制后的食盐水含Zn2＋的溶液冰晶石和氧化铝熔融体电极阳极石墨金属锌碳块阴极铁网镀件金属碳块电极反应阳极2Cl－－2e－===Cl2↑Zn－2e－===Zn2＋6O2－－12e－===3O2↑阴极2H＋＋2e－===H2↑Zn2＋＋2e－===Zn4Al