1、高二化學(xué)教案：金屬材料【】鑒于大家對查字典化學(xué)網(wǎng)十分關(guān)注 ,小編在此為大家搜集整理了此文高二化學(xué)教案：金屬材料 ,供大家參考!本文題目：高二化學(xué)教案：金屬材料 掌握煉鐵、煉鋼、電解法制鋁的原理。 了解金屬腐蝕和防護(hù)的有關(guān)知識。 能舉例說明金屬材料的特點。 舉例說明用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料外表處理的原理。知識梳理1.煉鐵的原理是利用氧化復(fù)原反響 ,在高溫下 , ,原料是 、 、 、 ,產(chǎn)生復(fù)原劑的反響是 、 ,煉鐵的反響是 ,造渣的反響是、 ,高爐煤氣的成分是 。2.煉鋼的原理是 ,原料是 。寫出煉鋼過程發(fā)生主要反響的化學(xué)方程式3.電解鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3) ,提純Al2O3的方

2、法是：將鋁土礦溶解在NaOH溶液 ,然后往溶液中通入過量的二氧化碳 ,過濾 ,灼燒 ,即得Al2O3 ,寫出上述反響的化學(xué)方程式4.冰晶石的化學(xué)式為 ,在電解三氧化鋁時 ,參加冰晶石的作用是 ,電解Al2O3的化學(xué)方程式為 。電解時 ,陽極產(chǎn)生氧氣 ,碳塊要消耗 ,所以要定時補(bǔ)充碳塊。5.金屬的化學(xué)腐蝕是指;金屬的電化學(xué)腐蝕是指6.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕 ,主要原因是由于鋼鐵制品與其接觸的電解質(zhì)溶液構(gòu)成許多微型的 ,鐵通常作為 極 , 電子發(fā)生 反響而被腐蝕 ,其電極反響為 。鋼鐵在大氣中的腐蝕通常為 腐蝕 ,其陰極反響式為。假設(shè)電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng) ,那么發(fā)生的是 腐蝕 ,其電極反響式為 。7.電

3、鍍是一種特殊的電解 ,在電鍍時 , 作陰極 , 作陽極 ,作電解質(zhì)溶液 ,電鍍時 ,電解質(zhì)溶液的濃度 。如在一把小刀上鍍鋅 ,小刀接電源的 極 ,電極反響式為 。方法導(dǎo)引1.煉鐵和煉鋼的主要區(qū)別由鐵礦石冶煉成鐵 ,再由鐵冶煉成鋼 ,這是冶煉鋼鐵的必經(jīng)過程。由于煉鐵和煉鋼的任務(wù)不同 ,因此采用的原料、利用的化學(xué)原理、冶煉設(shè)備等也各不相同?，F(xiàn)比擬如下：冶煉 生鐵 鋼原料 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣 生鐵、氧氣、生石灰原理 用復(fù)原劑在高溫下把鐵從鐵礦石中復(fù)原出來 用氧化劑在高溫下把生鐵中的雜質(zhì)氧化除去設(shè)備 高爐 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐化學(xué)反響復(fù)原劑生成(爐腹)CO2+O2 CO2 CO2 +C 2CO鐵的復(fù)原

4、(爐身)Fe2O3+3CO2 2Fe+3CO爐渣形成(爐腰)CaCO3 CaO+CO2CaO+SiO2 CaSiO3 碳被氧化 C+O2 CO鐵被氧化 2Fe+O2 2FeO脫碳 FeO+C CO+Fe脫硫 FeS+CaO FeO+CaS脫氧 2FeO+Si 2Fe+SiO2產(chǎn)品 生鐵;含有較多的碳及硫、磷、硅等 鋼;含碳量0.032% ,留有局部硅錳尾氣 高爐煤氣(CO、CO2、N2等) 棕色煙氣(Fe2O3塵粒及CO)煉鐵中 ,為什么不用焦炭直接復(fù)原氧化鐵?碳有復(fù)原性 ,在高溫條件下 ,能把鐵從它的氧化物中復(fù)原出來。Fe2O3+3C 2Fe+3CO 但是 ,焦炭是固體 ,與氧化鐵的外表接觸

5、很有限 ,很難充分發(fā)生反響 ,而一氧化碳是氣體 ,能與氧化鐵充分接觸 ,完全反響。所以 ,煉鐵中必須通過一氧化碳去復(fù)原氧化鐵。焦炭的作用有兩個：一是制造了復(fù)原劑CO ,二是它燃燒放出大量的熱 ,為高爐提供了高溫條件。煉鋼中要除去硅和錳 ,為什么在后期的脫氧反響中 ,又要參加硅和錳作為脫氧劑?煉鋼 ,并不是要完全除去硅和錳等合金元素 ,而是將他們的含量調(diào)整到規(guī)定的范圍之內(nèi)。煉鋼期 ,FeO會將硅和錳氧化 ,成為爐渣 ,從而降低了硅和錳的含量。但后期 ,鋼水中含有少量沒有反響的FeO ,這會使鋼具有熱脆性。因此 ,用硅鐵或錳鐵作為脫氧劑將FeO復(fù)原 ,同時又調(diào)整了硅錳的含量。2.電解原理的應(yīng)用電解

6、食鹽水 電鍍鋅 鋁的冶煉電解質(zhì)溶液 精制后的食鹽水 含Zn2+的溶液 冰晶石和氧化鋁熔融體電極反響 陽極 石墨 金屬鋅 碳塊陰極 鐵網(wǎng) 鍍件金屬 碳塊電極反響 陽極 2Cl-2e-=Cl2 Zn-2e-=Zn2+ 6O2-12e-=3O2陰極 2H+2e-=H2 Zn2+2e-=Zn 4Al3+12e-=4Al總反響式 2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2 無 2Al2O3 4Al+3O2說明 用立式隔膜電解槽 陽極參加了反響 ,被逐漸腐蝕 冰晶石作熔劑 ,電解時 ,陽極碳塊被產(chǎn)生的O2逐漸消耗 ,要定期補(bǔ)充3.金屬的腐蝕金屬腐蝕的原因：許多金屬有較活潑的化學(xué)性質(zhì) ,當(dāng)金屬與周圍接觸到空

7、氣、水及具有腐蝕性的物質(zhì)時 ,金屬失去電子發(fā)生氧化反響?；瘜W(xué)腐蝕 電化腐蝕條件 金屬與非電解質(zhì)等直接接觸 不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有電流產(chǎn)生本質(zhì) 金屬被氧化的過程 較活潑的金屬被氧化的過程化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時發(fā)生 ,但電化腐蝕更具普遍 ,危害更嚴(yán)重鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕比擬吸氧腐蝕 析氫腐蝕條件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性較強(qiáng)陽極反響 Fe-2e-=Fe2+陰極反響 O2+2H2O+4e-=4OH- 2H+2e-=H2溶液反響 Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3金屬腐蝕的快慢：與電解質(zhì)溶液互相接觸的兩種金屬 ,活潑

8、金屬總是先被腐蝕 ,而不活潑金屬得到保護(hù)。兩種金屬活潑性相關(guān)越大 ,活潑金屬被腐蝕得越快。金屬的保護(hù)：改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金 ,以防止腐蝕;覆蓋保護(hù)層：如可以采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或外表鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離 ,以防止腐蝕;使用電化學(xué)保護(hù)法：將一種比需要保護(hù)的金屬活潑的金屬與之相連構(gòu)成原電池 ,那么較活潑的金屬被腐蝕 ,而需要保護(hù)的金屬被保護(hù)不被腐蝕。如埋在地下的鋼管用導(dǎo)線與較活潑金屬(鋁、鋅等)相連 ,那么鐵被保護(hù)。例題1以下各工業(yè)生產(chǎn)中 ,石灰石、生石灰、熟石灰、都不能作為原料和是( )。煉鐵 用生鐵煉鋼 從海水中提取鎂 鋁的冶煉

9、制水泥 制玻璃 制漂白粉制硫酸A. B. C. D.解析煉鐵中用石灰石造渣;煉鋼中用生石灰造渣;用熟石灰富集海水中的鎂;石灰石是制水泥、玻璃的主要原料;熟石灰是制漂白粉的原料。答案A例題2以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是( )。A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易生銹B.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件 ,在接觸處易生鐵銹D.銀質(zhì)獎牌長期放置后外表變暗解析A黃銅假設(shè)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時 ,被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較活潑的鋅而不是銅;B生鐵中含較多的碳 ,比軟鐵芯在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池 ,也更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹;C鐵質(zhì)器件附有銅配件時 ,在接觸電解質(zhì)溶液時 ,鐵作陽極

10、失去電子發(fā)生氧化反響而被腐蝕;D銀質(zhì)獎牌久置后可能被氧氣或硫氧化成銀的化合物而使其外表變暗 ,這是化學(xué)腐蝕 ,與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。答案D例題3工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3H2O、Al2O33H2O、以及少量的Fe2O3、SiO2等) ,提取純Al2O3作冶煉鋁的原料。提取的操作過程可用以下流程圖表示：寫出濾液A中一種溶質(zhì)與過量NaOH溶液反響進(jìn)入濾液B中的離子方程式 。假設(shè)步驟中沒有過濾操作而直接進(jìn)入步驟 ,對后面操作將產(chǎn)生的影響是 。解析提純Al2O3的關(guān)鍵是要根據(jù)Al2O3、Fe2O3、SiO2化學(xué)性質(zhì)上的差異。Al2O3有兩性 ,既可溶于NaOH溶液 ,又可溶于鹽酸;Fe2O3只溶于鹽酸;SiO2只溶于NaOH溶液。先加鹽酸 ,過濾 ,除去不溶的SiO2 ,向濾液中參加足