課題2金屬材料的課件

1、3.2 金屬材料磁鐵礦藍(lán)銅礦鈦合金一、從礦石中獲得金屬思考：根據(jù)所學(xué)過內(nèi)容思考交流金屬的冶煉方法？電解法：熱還原法：高溫Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫Cr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3高溫WO3+ 3 H2 = W+3H2O2Al2O3=4Al+3O22NaCl=2Na+Cl2電解電解2MgCl2=2Mg+Cl2電解熱分解法：2Ag2O = 4Ag + O22HgO = 2Hg + O2K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金屬活動(dòng)性：強(qiáng)弱電解法熱還原法熱分解法不同金屬冶煉方法的選擇K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H

2、）Cu Hg Ag工序：探礦、采礦、選礦、冶煉鐵礦石的開采1.鋼鐵的冶煉赤鐵礦磁鐵礦高爐結(jié)構(gòu)圖C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（1）鐵的冶煉閱讀課本P59 思考：1、指出赤鐵礦反應(yīng)中何者為氧化劑，何者為還原劑。高溫Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO22、試判斷高爐氣 、廢渣有哪些主要成分？高爐氣：N2、CO、CO2;廢渣：CaSiO3煉鐵的原料有哪些？鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石3、鐵礦石中含有脈石（主要含有二氧化硅等），請(qǐng)寫出形成爐渣（主要成分CaSiO3）的化學(xué)方程式CaCO3=CaO+CO2高溫CaO+SiO2=CaSiO3高溫（1）基本反應(yīng)原理：

3、3CO+ Fe2O3=2Fe+3CO2高溫利用氧化還原反應(yīng)，在高溫下，用還原劑（主要是CO)從鐵礦石中還原出鐵。（2）設(shè)備：高爐（3）原料：鐵礦石，焦炭，石灰石，空氣（4）煉鐵的主要反應(yīng)過程（1）鐵的冶煉（1）還原劑的形成 CO2 CO2 CO2C 2CO（2）鐵的還原 Fe2O33CO2Fe3CO2（3）爐渣的形成 CaCO3CaOCO2 CaOSiO2CaSiO3點(diǎn)燃高溫高溫高溫高溫轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)圖（2）煉鋼1、反應(yīng)原理 高溫下，用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣而除去。2、目的： 降碳、調(diào)硅錳、去硫磷。3、主要反應(yīng)（分三個(gè)階段）（2）煉鋼2C+O2=2CO 2Fe+O2=2F

4、eOFeO+C=CO+Fe（除碳）除碳脫氧：用硅、錳或金屬鋁來還原鋼水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成爐渣而除去，部分的硅、錳等留在鋼里以調(diào)整鋼的成分。脫硫：FeS+CaO=CaS+FeO思考：煉鋼原理（或過程）是怎樣的，與煉鐵原理有什么異同？相同點(diǎn)：都是利用氧化還原反應(yīng)。不同點(diǎn)：煉鐵主要是用還原劑把鐵從鐵礦石中還原出來（側(cè)重還原），而煉鋼主要是用氧化劑把生鐵中過多的碳和其它雜質(zhì)氧化而除去（側(cè)重氧化）。再添加硅、錳、鋁等其他合金作為脫氧劑，以調(diào)整鋼水的成分制成符合規(guī)定的鋼材。鋁的冶煉鋁土礦NaO

5、H溶液溶解過濾酸化過濾灼燒電解殘?jiān)趸紴V液H2O鋁2.鋁的冶煉Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3AlNaOHCO2熔融通電寫出下列有關(guān)反應(yīng)方程式。Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3=Al2O3+3H2O2Al2O3=4Al+3O2熔融電解陽(yáng)極：陰極：6O2-12e-=3O24Al3+12e-=4Al在陽(yáng)級(jí)需補(bǔ)充碳素材料 在高溫下，陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣會(huì)跟碳電極發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，所以在電解中要定時(shí)補(bǔ)充碳?jí)K。鋁的熔點(diǎn)是660，電冶鋁反應(yīng)的溫度是1000左右。所以電解生成的鋁呈液態(tài)，從電解裝置的底

6、部流出。鋁合金鍋鎳合金門鎖閱讀課本第6263頁(yè)，了解各種合金材料金屬的腐蝕及防止閱讀課文P63，思考下列問題：1、金屬的腐蝕包括幾種類型？分別是什么？2、電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕原理有何不同？在兩者的腐蝕過程中是否有電流產(chǎn)生？二.金屬腐蝕及防止(1)化學(xué)腐蝕一般情況下，溫度越高，金屬腐蝕越快。金屬材料與其表面接觸的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng).1.金屬腐蝕(2)電化學(xué)腐蝕(腐蝕的主要原因)原理：原電池反應(yīng)不同金屬或不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸,因發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑金屬失電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕.構(gòu)成原電池的條件:前提：自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)1、有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒

7、）做電極。2、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 3、兩極相連形成閉合回路。負(fù)極: 較活潑的金屬正極: 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體將化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，相當(dāng)于電源ZnZnCuABCDEF練習(xí)1 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？G稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA原電池化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì) 較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極） 。中性溶液或酸性很弱吸氧腐蝕（鋼鐵腐蝕的主要情況）2H2O+O2+4e =4OHFe2e=Fe2+正極：得電子負(fù)極：失電子2H+ + 2e=H2酸性較強(qiáng)析氫腐蝕Fe2e=Fe2+正極：負(fù)極：金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕金屬原子失去電子被氧化而

8、消耗的過程：M-ne-=Mn+。 化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，速率更快。 3、試寫出a、b中的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，以及溶液中生成鐵銹的反應(yīng)。填寫下表：水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-析氫腐蝕吸氧腐蝕Fe - 2e- = Fe2+Fe - 2e- = Fe2+2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2Fe +2H+ =

9、 Fe2+H21、鐵被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？本質(zhì)是什么？2、怎樣才能防止鐵生銹？最簡(jiǎn)單的方法是什么？ 3、除了覆蓋保護(hù)層外，還有哪些保護(hù)金屬的方法，分別利用的什么原理？閱讀思考是空氣中O2與H2O共同作用的結(jié)果本質(zhì)都是鐵失電子被腐蝕。防止鐵失電子，最簡(jiǎn)單就是隔絕空氣和水，覆蓋保護(hù)層。2.金屬腐蝕的防止和利用金屬腐蝕的本質(zhì)金屬與其接觸的物質(zhì)在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)而受到損害 金屬腐蝕的防護(hù)方法1.改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.金屬表面覆蓋保護(hù)層如油漆、油脂等，電鍍Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護(hù)層。 原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。 3.電化學(xué)保護(hù)法原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金

10、屬做正極， 不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕。如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。一.改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。鋼鐵發(fā)藍(lán)處理、陽(yáng)極氧化處理、離子注入、表面滲鍍、電鍍法電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。二：隔離法陰極鍍件 陽(yáng)極鍍層金屬電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液電鍍材料的選擇：在鐵制品上鍍銅：陽(yáng)極銅 陰極鐵制品 電鍍液CuSO4溶液陰極：Cu22eCu 陽(yáng)極：Cu2eCu2即美觀又耐腐蝕三：電化學(xué)保護(hù)法1：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法例：鐵船表面涂上鋅，當(dāng)鍍層有破損時(shí)2：外加電流的陰極保護(hù)法用被保護(hù)的鋼鐵作陰極，惰性電極作陽(yáng)極，外接直流電源金屬腐蝕全部有害嗎？閱讀課本拓展視野1.