遼寧省撫順市高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.2 金屬材料導(dǎo)學(xué)案新人教版選修2.doc

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金屬材料 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握煉鐵、煉鋼、電解法制鋁的原理。 2.了解金屬腐蝕和防護(hù)的有關(guān)知識(shí)。 3.能舉例說明金屬材料的特點(diǎn)。 4.舉例說明用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理 重點(diǎn) 金屬材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用 難點(diǎn) 金屬材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用 學(xué)法指導(dǎo) 記住高爐煉鐵的原理和氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的方法。了解鋼中添加的各種合金元素及其作用。在鋁的冶煉中，要求掌握如何從鋁土礦中獲得氧化鋁以及電解氧化鋁冶煉率的原理。金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以金屬容易腐蝕，純的金屬容易發(fā)生化學(xué)腐蝕，合金容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。了解析氫腐蝕和吸氧腐蝕的條件和反應(yīng)原理。學(xué)會(huì)如何有效利用金屬腐蝕和如何防止金屬腐蝕。 自學(xué)引導(dǎo)︵學(xué)生課前必須完成︶ 一、自主學(xué)習(xí)：（請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀課本57-66頁，你一定能完成下列問題） 1．煉鐵的原理是利用氧化還原反應(yīng)，在高溫下， ， 原料是 、 、 、 ，煉鐵過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有： 、 、___________________ 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)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式 、 、___________________（脫碳） _____________________（脫硫）。 3．電解鋁的原料是鋁土礦（主要成分是Al2O3)，提純Al2O3的方法是：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，寫出上述反應(yīng)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(shí)，加入冰晶石的作用是 ，電解Al2O3的化學(xué)方程式為 。電解時(shí)，陽極反應(yīng)：_______________；陰極反應(yīng)：________________________碳?jí)K要消耗，所以要定時(shí)補(bǔ)充碳?jí)K。 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 反應(yīng)而被腐蝕，其電極反應(yīng)為 。鋼鐵在大氣中的腐蝕通常為 腐蝕，其陰極反應(yīng)式為 。若電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)，則發(fā)生的是 腐蝕，其電極反應(yīng)式為 。 6、金屬的防護(hù)方法：改變金屬內(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）、外加保護(hù)層（如可以采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等）、電化學(xué)保護(hù)法（犧牲陽極的陰極保護(hù)法-被保護(hù)金屬做正極；外加電流法-被保護(hù)金屬做陰極） 7．電鍍是一種特殊的電解，在電鍍時(shí)， 作陰極， 作陽極， 作電解質(zhì)溶液，電鍍時(shí)，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，電極反應(yīng)式為 。 二、自主練習(xí)：（通過自學(xué)，相信自己能解決下列問題） 1、下列各工業(yè)生產(chǎn)中，石灰石、生石灰、熟石灰、都不能作為原料和是（ ）。 ①煉鐵 ②用生鐵煉鋼 ③從海水中提取鎂 ④鋁的冶煉 ⑤制水泥 ⑥制玻璃 ⑦制漂白粉⑧制硫酸 A．④⑧ B．⑤⑥ C．①②③ D．⑤⑥⑦ 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(jiǎng)牌長(zhǎng)期放置后表面變暗 3.從石器?青銅器到鐵器時(shí)代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平?下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要取決于( ) A.金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱 B.金屬在地殼中的含量多少 C.金屬的化合價(jià)高低 D.金屬的活動(dòng)性大小 4.下列有關(guān)生鐵煉鋼的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.添加必要的元素,改善鋼材的組織結(jié)構(gòu)和性能 B.適當(dāng)降低生鐵中的含碳量,除去大部分硫?磷等雜質(zhì) C.加入硅?錳?鋁等合金元素調(diào)整成分并脫去鋼水中的氧 D.除去生鐵中的非金屬元素 三、你還有哪些不會(huì)的問題，請(qǐng)?zhí)岢鰜碜尷蠋熀屯瑢W(xué)幫你解決 獨(dú)立思考 合作探究 例題1. 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： 鋁土礦 加過量鹽酸 過濾 ① 不溶物 濾液(A) 加過量氫氧化鈉 過濾 ② 濾液 沉淀 △ Al2O3 濾液(B) 沉淀 通入CO2 ⑴寫出濾液A中一種溶質(zhì)與過量NaOH溶液反應(yīng)進(jìn)入濾液B中的離子方程式 ________________________ 。 ⑵若步驟①中沒有過濾操作而直接進(jìn)入步驟②，對(duì)后面操作將產(chǎn)生的影響是 ___________________________ 。 例題2.蛇紋石礦可以看作由MgO?Fe2O3?Al2O3?SiO2組成?由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實(shí)驗(yàn)步驟如下: (1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,還含有的金屬離子是____________________________? (2)進(jìn)行Ⅰ操作時(shí),控制溶液pH=7-8(有關(guān)氫氧化物沉淀的pH見下表): Ca(OH)2不能過量,若Ca(OH)2過量可能會(huì)導(dǎo)致__________溶解?____________沉淀 (3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料,先向沉淀物A中加入________________(填入物質(zhì)的化學(xué)式),然后________________(填實(shí)驗(yàn)操作名稱)? (4)物質(zhì)循環(huán)使用,能節(jié)約資源?上述實(shí)驗(yàn)中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______________(填寫物質(zhì)化學(xué)式)? 鞏固練習(xí) 1.下列有關(guān)金屬冶煉的說法中,不正確的是( ) A.用電解熔融氯化鈉的方法得到活潑金屬鈉 B.在加熱的情況下利用氫氣還原三氧化二鋁得到金屬鋁 C.用鋁熱反應(yīng)原理煉得熔點(diǎn)較高的金屬鉻 D.熱分解法直接加熱HgO得到金屬Hg 2.下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是( ) A.埋在潮濕的土壤中的鐵管比干燥土壤中的更容易被腐蝕 B.為保護(hù)海較的船殼,常在船殼外面鑲上鋅塊 C.在空氣中金屬銀的表面生成一層黑色物質(zhì) D.鍍銀的鐵制品,鍍層破損后,露出的鐵更易被腐蝕 3.為了避免青銅器生成銅綠,以下方法正確的是( )雙選 A.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C.將青銅器保存在潮濕的空氣中 D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 4.下列金屬的防護(hù)方法不正確的是( ) A.對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹 B.對(duì)某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用刷油漆的方法來防銹 C.用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體 D.自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹 學(xué)習(xí)體會(huì)