學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂互動三點剖析一、氧化還原反應(yīng)與鋼鐵的冶煉煉鐵煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石生鐵、氧化劑（空氣、純氧、氧化鐵等）、生石灰、脫氧劑化學(xué)原理在高溫下用還原劑從鐵礦石里把鐵還原出來在高溫下用氧化劑把生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去有關(guān)反應(yīng)(1）還原劑的生成：C+O2====CO2+QCO2+C2CO—Q（2)鐵的還原:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）爐渣的生成:CaCO3CaO+CO2SiO2+CaOCaSiO3（1)氧化劑的生成:2Fe+O22FeO（2）降C,除雜，調(diào)Si、Mn：如：C+FeOCO↑+Fe（3）造渣:生成的硅、錳氧化物及鐵水中的硫、磷跟造渣材料反應(yīng)形成爐渣排出（4)脫氧并調(diào)整成分：2FeO+Si2Fe+SiO2主要設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐【例1】下列關(guān)于鋼和鐵的說法錯誤的是（）A.生鐵和鋼中主要成分是鐵，都是混合物B。純鐵是由鐵原子構(gòu)成的C。通常說的“鋼鐵”，意思是鋼就是鐵,鐵就是鋼，鋼鐵是一種物質(zhì)D.生鐵和鋼冶煉的原理不同，冶煉時前者用還原劑，后者用氧化劑解析：生鐵和鋼的主要成分是鐵，還含有少量的雜質(zhì)，因此都是混合物。二者差別主要是含碳量不同，造成了性能上的差別.鋼鐵是指兩種物質(zhì)，鋼具有良好的延展性，即可鑄又可鍛,而生鐵因為含C較多，所以硬而脆，只可鑄不可鍛。生鐵是用還原劑從鐵礦石中把鐵還原出來，鋼是用氧化劑把生鐵中過量的碳和其他雜質(zhì)以氣體或爐渣形式除去。鐵是一種金屬，大多數(shù)金屬是由原子直接構(gòu)成的。答案：C二、電解原理與鋁的冶煉由于鋁非?；顫?，無法用碳還原其氧化物而得到金屬鋁，現(xiàn)今工業(yè)上制鋁是以電解法電解熔融氧化鋁而得到的。工業(yè)上冶煉鋁的原料是氧化鋁、冰晶石（降低氧化鋁的熔點）。氧化鋁常從鋁土礦中提取,鋁土礦的主要成分為Al2O3·nH2O、Fe2O3、SiO2,提純示意圖如下：將純凈的氧化鋁與冰晶石熔融電解,得到金屬鋁。冶煉鋁的電解槽示意圖如右：陽極:6O2-—12e-====3O2↑(氧化反應(yīng)）陰極：4Al3++12e-====4Al（還原反應(yīng)）總的反應(yīng)：2Al2O3====4Al+3O2↑提示：陽極產(chǎn)生O2且為碳電極，發(fā)生反應(yīng)：C+O2====CO2。因此，電解過程中，氧化鋁和碳塊需要不斷補充.【例2】已知有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點數(shù)據(jù)如下表:MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點/℃28522027714190（2。5×105Pa)沸點/℃360029801412182。7請參考上述數(shù)據(jù)回答問題：工業(yè)上常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解Al2O3與冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。（1)為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂,也不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？__________________________________________________.（2）冰晶石在電解中的作用是什么？_____________________________________。解析：因為MgO的熔點遠高于MgCl2，所以電解熔融的MgO需要更多的能量、更高的溫度,不易于操作。從表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，AlCl3晶體的熔點很低,且沸點比熔點低，易升華,屬于分子晶體，不存在離子，熔融時不能導(dǎo)電，不能被電解.答案：（1）MgO的熔點太高，電解MgO消耗能量多，經(jīng)濟效益低；AlCl3晶體為分子晶體，在熔融狀態(tài)下不電離、不導(dǎo)電，不能被電解(2）作助熔劑三、金屬腐蝕的化學(xué)原理金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化，M-ne—====Mn+。金屬腐蝕的分類：化學(xué)腐蝕（直接氧化反應(yīng)）和電化學(xué)腐蝕(發(fā)生原電池反應(yīng)）。鋼鐵腐蝕析氫腐蝕(次要)吸氧腐蝕（主要）條件水膜酸性較強（弱酸）水膜酸性較弱或呈中性負極反應(yīng)Fe-2e-====Fe2+2Fe-4e-====2Fe2+正極反應(yīng)2H++2e—====H2O2+2H2O+4e-====4OH-總反應(yīng)Fe+2H+====Fe2++H22Fe+2H2O+O2====2Fe（OH)2金屬腐蝕的快慢規(guī)律：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕【例3】在一容器中放入海水，幾種鐵制品在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序是()①鐵②鍍錫的鐵③鍍鋅的鐵④鍍銅的鐵A。④＞②＞①＞③B。②＞①＞③＞④C。④＞②＞③＞①D.③＞②＞④＞①解析：本題考查的知識點是金屬銹蝕的原因及外界的影響，關(guān)鍵是要掌握原電池的反應(yīng)原理:活潑的金屬先腐蝕。延伸點是金屬腐蝕的快慢順序：原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐蝕措施的腐蝕；同一種金屬的腐蝕：強電解質(zhì)＞弱電解質(zhì)＞非電解質(zhì)。②③④的裝置為原電池裝置。③中鐵為正極,被保護；②④中鐵為負極，均被腐蝕，但相對來說鐵與銅的金屬活動性差別比鐵和錫的大，所以鐵銅原電池中的鐵被腐蝕得快一些,①中的鐵是混合物，含C、Si等雜質(zhì)而發(fā)生原電池反應(yīng).答案:A四、電鍍與金屬的防護電鍍:應(yīng)用電解的原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的過程.目的:主要在金屬表面覆蓋一層保護層，以隔絕金屬與外界物質(zhì)接觸，達到耐腐蝕效果。使金屬增強抗腐蝕能力，同時增加美觀和表面硬度。如在鐵件上鍍鋅,其反應(yīng)式如下：陽極：Zn—2e-====Zn2+陰極：Zn2++2e-====Zn電鍍的結(jié)果:陽極的鋅不斷溶解，陰極的鋅不斷析出，且減少的和增加的鋅的質(zhì)量相等.電解質(zhì)溶液氯化鋅的濃度不變.陰極：待鍍物件陽極：鍍層金屬電解質(zhì)：鍍層金屬鹽特點：陽極本身也參加了電極反應(yīng)(失電子溶解）【例4】為保護地下鋼管不受腐蝕，可采用的方法是()A。與直流電源的負極相連接B.與直流電源的正極相連接C.與銅板相連接D.與鋅板相連接解析：可用犧牲陽極保護法進行保護或與電源的負極相連而使金屬不易失電子。答案：AD各個擊破類題演練1學(xué)習(xí)煉鐵、煉鋼的知識,對其原理和性能要有初步了解，下列說法中正確的是…()A。煉鐵就是用CO把鐵元素從礦石中氧化出來B.煉鋼就是要除凈生鐵中所有的雜質(zhì)元素C。生鐵可鑄，鋼不可鑄D。生鐵不可鍛，鋼可鍛可壓延解析：煉鐵是用CO把礦石中化合態(tài)鐵還原成單質(zhì)鐵.煉鋼是除去硫、磷等元素，保留一定量碳元素，摻入一些其他金屬或非金屬元素，以達到人們要求的性能。生鐵和鋼都能鑄造工件.生鐵脆性很強，不能鍛，鋼有較好的延展性,所以可鍛造和壓延。答案：D變式提升1鐵的某種氧化物20g，在加熱的條件下通入足量的CO完全反應(yīng),將生成的氣體用石灰水吸收，得到沉淀37.5g,求該氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比。解析：CO與鐵的氧化物反應(yīng)生成單質(zhì)鐵和CO2氣體。CO2通入石灰水中，與氫氧化鈣反應(yīng)生成CaCO3沉淀37.5g.由此可計算出CO2的質(zhì)量。設(shè)生成37。5gCaCO3沉淀時，需CO2的質(zhì)量為xCO2+Ca（OH)2====CaCO3↓+H2O44g 100gx 37.5g，x=16。5g再設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為FexOy，則：FexOy+yCO====xFe+yCO256x+16y 44y20g 16。5g(56x+16y）∶44y=20∶16.5解得：x∶y=2∶3則該鐵氧化物為Fe2O3。在三氧化二鐵中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為m（Fe）∶m（O）=56×2∶16×3=7∶3.答案：該氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為7∶3。變式提升22.下列有關(guān)鐵的敘述錯誤的是（）A。由煉鋼廠煉得的鐵為生鐵，含碳量高,硬而脆B.除去生鐵中的多余碳就得到熟鐵，富有延展性C。生鐵含碳比熟鐵更低D。鐵大多數(shù)都以氧化物的形式存在于自然界中解析：一般含碳量小于0。2%的叫熟鐵或純鐵，含碳量在0.2%～1。7％的叫鋼，含碳量在1.7％以上的叫生鐵。答案：C類題演練22.下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是()A。2HgO2Hg+O2↑B.4Al+3MnO22Al2O3+3MnC.2MgO2Mg+O2↑D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2解析：金屬冶煉方法的選擇要綜合考慮金屬活動性順序、生產(chǎn)成本等因素。工業(yè)上冶煉鎂可采用電解法,其原料應(yīng)選用MgCl2而不是MgO，因為MgO的熔點比MgCl2的高，會消耗大量電能,成本較高。答案:C變式提升3在理論上我們可以用電解熔融的KCl的方法來制備金屬鉀，而實際上我們不用此法制備鉀，而用熔融狀態(tài)下KCl與Na反應(yīng)并及時抽走K蒸氣的方法制備鉀，可能的原因是：①鉀易溶于熔融的鉀鹽中；②鉀蒸氣易逸出而污染環(huán)境；③鉀被氧化后的產(chǎn)物與K作用具有爆炸性；④抽走鉀的蒸氣有利于鈉與熔融的KCl反應(yīng)，其中正確的是（）A.全部B.①③C.①④D。②④解析:反應(yīng)的方程式為KCl+NaK↑+NaCl，由于K的熔、沸點比Na低，抽走K蒸氣，使反應(yīng)向生成K的方向進行，且安全不污染環(huán)境。答案:A變式提升4通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價為+1)溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n（硝酸銀）∶n（硝酸亞汞)=2∶1,則下列敘述中正確的是（)A。在兩個陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(Ag）∶n(Hg)=2∶1B。在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C。硝酸亞汞的分子式為HgNO3D.硝酸亞汞的分子式為Hg2（NO3)2解析：2Ag+→2Ag轉(zhuǎn)移2e-，則必有2個Hg+→Hg。通相等的電量被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量比為2∶1，則1個硝酸亞汞中應(yīng)含兩個汞,所以硝酸亞汞的化學(xué)式為Hg2（NO3）2。答案：D類題演練3下列關(guān)于金屬腐蝕正確的是（)A.金屬在潮濕的空氣中腐蝕的本質(zhì)：M+nH2O====M（OH）n+H2↑B。金屬的電化學(xué)腐蝕實質(zhì)：M—ne-====Mn+，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C。金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進行D.在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕解析:鋼鐵在潮濕的環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕，A項錯誤.金屬的化學(xué)腐蝕不一定在酸性條件下進行，如鐵和氯氣的反應(yīng)，C項錯誤。在掌握金屬腐蝕時,可以根據(jù)下表進行掌握：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕一般條件金屬直接和強氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過程氧化還原反應(yīng),不形成原電池因原電池反應(yīng)而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化學(xué)腐蝕＞化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕答案：BD變式提升55.鋼鐵制品發(fā)生吸氧腐蝕時,若有0。2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，下列說法正確的是（)A.有2.8g鐵被腐蝕B。消耗的氣體的體積為1。12L（標準狀況)C。鋼鐵制品表面出現(xiàn)氣體D。金屬表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)解析:鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，鐵為負極，失去電子，消耗鐵5。6g。析氫腐蝕才有氣體放出，最后的紅色物質(zhì)是鐵銹。答案：BD類題演練44。下列裝置為電鍍池的是（）解析：區(qū)別電解池、電鍍池及原電池,關(guān)鍵在于看有無外接電源，區(qū)別電解池和電鍍池要看電極有無變化,所以B項是原電池，C項是電解池,D項是電鍍池.若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要思路是“三看”:（1)看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同；（2）看溶液:兩極插入電解質(zhì)溶液中；（3）看回路：形成閉合回路或兩極接觸。若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同時，則為電鍍池，其余情況為電解池。答案:D變式提升6將鋁制品與另一種材料作電極,以某種溶液作電解液進行電解,通電后在鋁制品與電解液的接觸面上逐漸形成一層Al（OH)3薄膜,薄膜的某些部位存在著小孔，電流從小孔通過并產(chǎn)生熱量使Al(OH）3分解，從而在鋁制品表面形成一層較厚的氧化膜。某校研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)上述原理，以鋁制品和鐵棒為電極、一定濃度的NaHCO3溶液為電解液進行實驗.（1）鋁制品表面形成氫氧化鋁薄膜的電極反應(yīng)式為_________________________。（2）電解過程中,必須使電解液的pH保持相對穩(wěn)定（不能太大，也不能太小）的原因是_________________________.（3）使用NaHCO3溶液為電解液，會減緩陰極區(qū)溶液pH的增大，能說明這一原理的離子方程式為________________