《3-2 金属材料》学案4-1.doc

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1、课题3金属材料学案4自主学习1．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。2．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，然后往溶液中通入过量的二氧化碳，过滤，灼烧，即得Al2O3，写出上述反应的化学方程式。3．冰晶石的化学式为，在电解三氧化铝时，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，所以要定时补充碳块。合作探究：1．炼铁和炼钢的主要区别2.炼铁中，为什么不用焦炭直接还原氧化铁？3.炼钢中要除去硅和锰，为什么在后期的脱氧反应

2、中，又要加入硅和锰作为脱氧剂？碳有还原性，在高温条件下，能把铁从它的氧化物中还原出来。Fe2O3+3C2Fe+3CO但是，焦炭是固体，与氧化铁的表面接触很有限，很难充分发生反应，而一氧化碳是气体，能与氧化铁充分接触，完全反应。所以，炼铁中必须通过一氧化碳去还原氧化铁。焦炭的作用有两个：一是制造了还原剂CO，二是它燃烧放出大量的热，为高炉提供了高温条件炼钢，并不是要完全除去硅和锰等合金元素，而是将他们的含量调整到规定的范围之内。炼钢期，FeO会将硅和锰氧化，成为炉渣，从而降低了硅和锰的含量。但后期，钢水中含有少量没有反应的FeO，这会使钢具有

3、热脆性。因此，用硅铁或锰铁作为脱氧剂将FeO还原，同时又调整了硅锰的含量冶炼生铁钢原料铁矿石、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化学反应还原剂生成(炉腹)CO2+O2CO2CO2+C2CO铁的还原(炉身)Fe2O3+3CO22Fe+3CO炉渣形成(炉腰)CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3碳被氧化C+O2CO铁被氧化2Fe+O22FeO脱碳FeO+CCO+Fe脱硫FeS+CaOFeO+CaS脱氧2FeO+Si2Fe+SiO

4、2产品生铁；含有较多的碳及硫、磷、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)目标检测：1.以下金属的冶炼(“―→”前为原料，“―→”后为所得的金属)，其中最适宜用热还原法冶炼的是(　　)①MgCl2―→Mg　②MnO2―→Mn　③ZnO―→Zn　④HgO―→Hg　⑤磁铁矿―→Fe　⑥KCl―→KA．①②④　　　　　　　B．③④C．②③⑤⑥D．②③⑤2.下列各工业生产中，石灰石、生石灰、熟石灰都不能作为原料的是(　　)①炼铁　②用生铁炼钢　③从海水中提取镁　④铝的冶炼　⑤制水

5、泥　⑥制玻璃　⑦制漂白粉　⑧制硫酸A．④⑧　　　　　　　　　　　B．⑤⑥C．①②③D．⑤⑥⑦3．把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是(　　)A．除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯B．适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质C．用还原剂把铁的氧化物还原成铁D．加入合金元素改善生铁性能4.工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O、以及少量的Fe2O3、SiO2等)，提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取的操作过程可用以下流程图表示：(写出各步反应方程式)铝土矿加过量盐酸过滤①不溶物滤液(A)加过量氢氧化钠过滤②滤

6、液沉淀△Al2O3滤液(B)沉淀通入CO25．钢铁发生电化学腐蚀，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，电子发生反应而被腐蚀，其电极反应为。钢铁在大气中的腐蚀通常为腐蚀，其阴极反应式为。若电解质溶液酸性较强，则发生的是腐蚀，其电极反应式为。6．电镀是一种特殊的电解，在电镀时，作阴极，作阳极，作电解质溶液，电镀时，电解质溶液的浓度。如在一把小刀上镀锌，小刀接电源的极，电极反应式为。合作探究：7．金属的腐蚀金属腐蚀的原因：许多金属有较活泼的化学性质，当金属与周围接触到空气、水及具有腐蚀性的物质时，金属失去电子发

7、生氧化反应。化学腐蚀电化腐蚀条件金属与非电解质等直接接触不纯金属与电解质溶液接触现象无电流产生有电流产生本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更具普遍，危害更严重钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强阳极反应Fe－2e－＝Fe2＋阴极反应O2＋2H2O＋4e－＝4OH－2H＋＋2e－＝H2溶液反应Fe2＋+2OH－＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3↓⑴金属腐蚀的快慢：与电解质溶液互相接触的两种金属，活泼金属总是先被腐蚀

8、，而不活泼金属得到保护。两种金属活泼性相关越大，活泼金属被腐蚀得越快。⑵金属的保护：①改变金属的内部结构：如可根据不同的用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀；②覆盖保护