3.2 金属材料 学案

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 课题2 金属材料 学案 【教学目标】 1.了解金属腐蚀和防护的有关知识。 2.能举例说明金属材料的特点。 3.举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。 【教学过程】 1．炼铁的原理是利用氧化还原反应，在高温下， ， 原料是 、 、 、 ，产生还原剂的反应是 、 ，炼铁的反应是 ，造渣的反应是 、 ，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 。 3．电解铝的原料是铝土矿（主要成分是Al2 出卷网O3)，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 。 4．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Al2O 出卷网3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。21·cn·jy·com 5．金属的化学腐蚀是指 出卷网 ；金属的电化学腐蚀是指 。 6．钢铁发生电化学腐蚀，主要原因是由于 出卷网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 。 7．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 出卷网时，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 。2·1·c·n·j·y 〔方法导引〕 1．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 出卷网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+O2 CO2 CO2 +C 2CO铁的还原(炉身)Fe2O3+3CO2 2Fe+3CO炉渣形成(炉腰)CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2 CaSiO3 碳被氧化 C+O2 CO铁被氧化 2Fe+O2 2FeO脱碳 FeO+C CO+Fe脱硫 FeS+CaO FeO+CaS脱氧 2FeO+Si 2Fe+SiO2 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） ⑴炼铁中，为什么不用焦炭直接还原氧化铁？ 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+3C 2Fe+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。21教育网 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。 ⑵炼钢中要除去硅和锰，为什么在后期的脱氧反应中，又要加入硅和锰作为脱氧剂？ 炼钢，并不是要完全 出卷网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。【来源：21·世纪·教育·网】 2．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 电极反应 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－＝Zn 4Al3＋＋12e－＝4Al 总反应式 2Cl－+2H2O 2OH－+H2↑+Cl2 无 2A ... ...