第五章金属与矿物3、4

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1、第五章金属与矿物第三节金属的防护和回收一．钢铁锈蚀的条件1．实验：铁钉锈蚀条件的探究实验铁生锈的条件是：在水、氧气同时存在的环境中（即潮湿的空气中）；并且酸与氯化钠等物质的存在能使铁在潮湿的空气中生锈速度加快。2．有关铁锈的问题（1）主要成份：铁锈是混合物，主要成分是Fe2O3（2）颜色状态：棕红色固体，或者称红色固体。红色固体至今有2种：铜和氧化铁（3）结构特点：疏松多孔。正是这种结构使空气中的氧气和水分等穿过空隙，不断向里渗透，继续与铁反应，直至铁完全被锈蚀形成铁锈。（4）注意事项：铁与氧气在纯

2、氧气中，能被点燃，发生剧烈氧化反应，生成四氧化三铁；而铁与氧气在潮湿的空气中，能发生缓慢氧化，生成二氧化二铁。因此，由此可以看出，相同的反应物在不同的反应条件下，反应现象可能会有所不同，生成物也会有所不同。二．钢铁防锈的原理与常用的防锈方法1．防止钢铁生锈的原理：根据铁生锈的条件，防锈时要注意（1）注意铁制品表面洁净干燥；（2）避免与氧气接触。2．常用的防锈方法（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持表面的洁净、干燥。（2）在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。（3）在铁制品表面涂上一层油

3、漆，如家用电器、自行车车架、钢窗等。（4）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（在其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜），如锯条、链条等。（5）在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌、锡、铬等，如自行车车把，钢圈等。（6）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。三．废金属的回收与利用1．废金属废置不用的危害：（1）资源的极大浪费；（2）污染环境（燃料燃烧形成空气污染，金属废弃形成镉、汞等引起的土壤污染）。2．回收利用废金属，可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物第四节石灰石的利用一．石灰石的存

4、在、用途和检验1．石灰石的存在：（1）碳酸钙是大理石、石灰石、白垩、方解石等岩石的主要成分；（2）鸡蛋壳、贝壳、珍珠、牙膏、水壶的水垢等物质中也含有碳酸钙；样品实验步骤实验现象实验结论水垢、珍珠贝壳、鸡蛋壳、石灰石1．取样。将少量样品加入至试管中2．添加稀盐酸至试管中，3．将气体通入澄清石灰水中在固体表面出现气泡，澄清石灰水变浑浊该样品中均含有碳酸钙CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑实验：怎样简单的检验出下列物质中哪些含有碳酸钙？水垢、珍珠、贝壳、鸡蛋壳、石灰石2．石灰石的用途（1

5、）大理石色彩丰富，汉白玉洁白凝重，都是优良的建筑材料；（2）石灰石用于冶炼钢铁，烧制生石灰，制造水泥、玻璃、陶瓷等。3．检验矿石中是否含有碳酸钙的方法：往矿石上滴加稀盐酸，利用碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。有关问题：（1）地质人员在野外勘探时往往带一小瓶盐酸，其作用是什么？答：为了检验碳酸钙。（2）鸡蛋在盐酸中为何会反复浮沉？答：鸡蛋壳中的碳酸钙跟盐酸反应生成大量的气泡附着在蛋壳表面，使鸡蛋受到的浮力大于重力。4．碳酸盐的检验样品化学式实验步骤实验现象化学方程式纯碱Na2CO31．取样。将少

6、量样品加入至试管中2．添加稀盐酸至试管中，3．将气体通入澄清石灰水中出现大量气泡，澄清石灰水变浑浊Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑草木灰K2CO3K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑铜绿Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑碳铵NH4HCO3NH4HCO3+HCl=NH3↑+H2O+CO2↑二．生石灰、熟石灰、石灰石之间的转变1．一变：坚硬的石灰石在高温条件下变“脆”化学方程式：CaCO3CaO+CO2↑实验现象：经过

7、灼烧后的石灰石变得更白了，容易碾碎了，固体质量变轻了相关应用：此反应是工业上制取生石灰和二氧化碳的方法2．二变：块状的生石灰遇水变“酥”化学方程式：CaO+H2O==Ca(OH)2实验现象：产生大量的烟雾，放出大量的热，块状固体变成了粉末状固体。相关应用：（1）将生石灰用于干燥剂，用来干燥气体。由于生石灰能与水、二氧化碳等物质发生反应，所以生石灰应该密封保存，也不能用它来干燥二氧化碳、氯化氢气体等。（2）生石灰与水反应时，会放出大量的热，放出的热能使水沸腾，将鸡蛋煮熟。3．三变：粉末状的熟石灰在空气

8、变“硬”化学方程式：Ca(OH)2+CO2==CaCO3+H2O实验现象：二氧化碳气体通入到澄清石灰水中，溶液变浑浊。相关应用：实验室检验二氧化碳气体，粉刷墙壁【典型例题】例1钢铁锈蚀的速度与外界环境有很大关系，是说明下列情况钢铁腐蚀很快的原因。（1）江淮流域的梅雨季节；（2）火力发电厂的周围。分析与解答：（1）江淮流域的梅雨季节通常降水量很大，降雨时间长，空气的湿度较大，使得钢铁的腐蚀速度加快，如果雨水的酸度大，钢铁的腐蚀速度就会更快。（2）火力发电厂周围的空气中，