课题2金属材料的课件

1、3.2 金属材料磁铁矿蓝铜矿钛合金一、从矿石中获得金属思考：根据所学过内容思考交流金属的冶炼方法？电解法：热还原法：高温Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温Cr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3高温WO3+ 3 H2 = W+3H2O2Al2O3=4Al+3O22NaCl=2Na+Cl2电解电解2MgCl2=2Mg+Cl2电解热分解法：2Ag2O = 4Ag + O22HgO = 2Hg + O2K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金属活动性：强弱电解法热还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H

2、）Cu Hg Ag工序：探矿、采矿、选矿、冶炼铁矿石的开采1.钢铁的冶炼赤铁矿磁铁矿高炉结构图C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（1）铁的冶炼阅读课本P59 思考：1、指出赤铁矿反应中何者为氧化剂，何者为还原剂。高温Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO22、试判断高炉气 、废渣有哪些主要成分？高炉气：N2、CO、CO2;废渣：CaSiO3炼铁的原料有哪些？铁矿石、焦炭、空气、石灰石3、铁矿石中含有脉石（主要含有二氧化硅等），请写出形成炉渣（主要成分CaSiO3）的化学方程式CaCO3=CaO+CO2高温CaO+SiO2=CaSiO3高温（1）基本反应原理：

3、3CO+ Fe2O3=2Fe+3CO2高温利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO)从铁矿石中还原出铁。（2）设备：高炉（3）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气（4）炼铁的主要反应过程（1）铁的冶炼（1）还原剂的形成 CO2 CO2 CO2C 2CO（2）铁的还原 Fe2O33CO2Fe3CO2（3）炉渣的形成 CaCO3CaOCO2 CaOSiO2CaSiO3点燃高温高温高温高温转炉的结构图（2）炼钢1、反应原理 高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。2、目的： 降碳、调硅锰、去硫磷。3、主要反应（分三个阶段）（2）炼钢2C+O2=2CO 2Fe+O2=2F

4、eOFeO+C=CO+Fe（除碳）除碳脱氧：用硅、锰或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO2FeO+SiSiO2+2Fe3FeO+2Al3Fe+Al2O3FeO+MnFe+MnO生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。脱硫：FeS+CaO=CaS+FeO思考：炼钢原理（或过程）是怎样的，与炼铁原理有什么异同？相同点：都是利用氧化还原反应。不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来（侧重还原），而炼钢主要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化而除去（侧重氧化）。再添加硅、锰、铝等其他合金作为脱氧剂，以调整钢水的成分制成符合规定的钢材。铝的冶炼铝土矿NaO

5、H溶液溶解过滤酸化过滤灼烧电解残渣二氧化碳滤液H2O铝2.铝的冶炼Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3AlNaOHCO2熔融通电写出下列有关反应方程式。Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3=Al2O3+3H2O2Al2O3=4Al+3O2熔融电解阳极：阴极：6O2-12e-=3O24Al3+12e-=4Al在阳级需补充碳素材料 在高温下，阳极产生的氧气会跟碳电极发生反应，生成二氧化碳，所以在电解中要定时补充碳块。铝的熔点是660，电冶铝反应的温度是1000左右。所以电解生成的铝呈液态，从电解装置的底

6、部流出。铝合金锅镍合金门锁阅读课本第6263页，了解各种合金材料金属的腐蚀及防止阅读课文P63，思考下列问题：1、金属的腐蚀包括几种类型？分别是什么？2、电化学腐蚀和化学腐蚀原理有何不同？在两者的腐蚀过程中是否有电流产生？二.金属腐蚀及防止(1)化学腐蚀一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。金属材料与其表面接触的物质直接发生化学反应.1.金属腐蚀(2)电化学腐蚀(腐蚀的主要原因)原理：原电池反应不同金属或不纯金属与电解质溶液接触,因发生原电池反应,比较活泼金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀.构成原电池的条件:前提：自发进行的氧化还原反应1、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒

7、）做电极。2、两极材料均插入电解质溶液中。 3、两极相连形成闭合回路。负极: 较活泼的金属正极: 较不活泼的金属或非金属导体将化学能转为电能，相当于电源ZnZnCuABCDEF练习1 下列哪些装置能构成原电池？G稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA原电池化学反应的本质 较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极） 。中性溶液或酸性很弱吸氧腐蚀（钢铁腐蚀的主要情况）2H2O+O2+4e =4OHFe2e=Fe2+正极：得电子负极：失电子2H+ + 2e=H2酸性较强析氢腐蚀Fe2e=Fe2+正极：负极：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀金属原子失去电子被氧化而

8、消耗的过程：M-ne-=Mn+。 化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生有电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快。 3、试写出a、b中的电极反应和电池反应，以及溶液中生成铁锈的反应。填写下表：水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-析氢腐蚀吸氧腐蚀Fe - 2e- = Fe2+Fe - 2e- = Fe2+2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2Fe +2H+ =

9、 Fe2+H21、铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？2、怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？ 3、除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用的什么原理？阅读思考是空气中O2与H2O共同作用的结果本质都是铁失电子被腐蚀。防止铁失电子，最简单就是隔绝空气和水，覆盖保护层。2.金属腐蚀的防止和利用金属腐蚀的本质金属与其接触的物质在一定条件下发生氧化还原反应而受到损害 金属腐蚀的防护方法1.改变金属的内部结构2.金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，电镀Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 3.电化学保护法原理：形成原电池反应时，让被保护金

10、属做正极， 不反应，起到保护作用；而活泼金属发生氧化反应被腐蚀。如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。一.改变金属的内部结构如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。钢铁发蓝处理、阳极氧化处理、离子注入、表面渗镀、电镀法电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。二：隔离法阴极镀件 阳极镀层金属电镀液含有镀层金属离子的溶液电镀材料的选择：在铁制品上镀铜：阳极铜 阴极铁制品 电镀液CuSO4溶液阴极：Cu22eCu 阳极：Cu2eCu2即美观又耐腐蚀三：电化学保护法1：牺牲阳极的阴极保护法例：铁船表面涂上锌，当镀层有破损时2：外加电流的阴极保护法用被保护的钢铁作阴极，惰性电极作阳极，外接直流电源金属腐蚀全部有害吗？阅读课本拓展视野1.