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1、8-1应用广泛的金属材料钢铁（七）,八、金属的腐蚀和防护九、钢铁是怎样炼成的,铁 三 角,Fe3+,Fe2+,Fe,一、Fe Fe2+,FeS,Fe2+Cu,1、Fe Fe2+,铁与较弱的氧化剂反应如：S、Cu2+、非氧化性酸（H+）,Fe+Cu2+,Fe+2H+,Fe2+与具有还原性的物质反应时可还原成铁，其在炼钢中尤为突出，如：C、CO、Si、Al、Mn等。,2Fe+SiO2,Fe+CO2,2、Fe2+Fe,铁与强氧化剂反应时，如：Cl2、HNO3、热浓H2SO4等 反应时，均可生成+3价铁的化合物,2FeCl3,1、Fe Fe3+,+3价铁的化合物与H2、Al、C、CO等还原剂反应均可还
2、 原成铁，如：,2Fe+3CO2,2Fe+Al2O3,2、Fe3+Fe,1、Fe2+Fe3+,三、Fe2+Fe3+,Fe2+具有还原性，当遇到强氧化 剂时如：O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、浓H2SO4、HClO、K2Cr2O7 等均可生成+3价铁。,2FeCl2+Cl22FeBr2+Br2 4Fe(OH)2+O2+2H2O,2FeCl3,2FeBr3,4 Fe(OH)3,思考题？,在实验室在中如何保存FeCl2溶液？,当Fe3+遇到强还原剂，如：Fe、Cu、S2-（H2S）、SO32-、I-（HI）等，均可将它还原成Fe2+，如：,2Fe3+H2S,2Fe2+Cu2+,2、Fe3
3、+Fe2+,2Fe3+Cu,思考题？,1、如果加入过量的H2S气体，能否产生FeS的沉淀？,2、在FeCl3溶液中分别加入Na2S和H2S气体所产生的沉淀相同吗？请分别写出它们的化学方程式。,小结：,Fe3+,Fe2+,Fe,1、氧化性：,Cl2Br2 Fe3+I2,2、还原性,Cl-Br-Fe2+I-S2-,K+Ca2+Fe2+Cu2+Fe3+Ag+,练习题,在100毫升FeBr2溶液中，通入2.24L的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有1/3的Br-被氧化成溴单质，求原FeBr2溶液的物质的量浓度。,八、原电池，金属的腐蚀和防护,把化学能转化为电能的装置就叫原电池。,什么是原电池？,1
4、、原电池,1）.,2）.构成原电池的条件是什么？,(1)有两个相连的电极,(2)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）,正极、负极、电解质溶液构成闭合回路,(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。,把化学能转化为电能的装置。,闭合电路,电极相连,接触电解质溶液,自发的氧化还原反应分两处进行,3）、简单原电池的正负极和电子流向如何？,氧化反应,Zn-2eZn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e-H2,阴离子,阳离子,负极,正极,阳离子,总反应：,电极反应,正极：,负极：,5）.,原电池的应用,(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。,(2)比较金属
5、活动性强弱。,比较反应速率,比较金属腐蚀的快慢,例1：,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,例2：,在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值为_？（溶液体积变化忽略不计）,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化还原）而腐蚀损耗的过程。,4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,钢铁腐蚀的防护：,改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢
6、。,2.金属表面覆盖保护层,3.电化学保护法,练 习,1。,如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,2、,分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）、铁棒上的电极反应式为：（2）、碳棒上的电极反应式为：（3）、溶液中发生反应的化学方程式：,2Fe+2H2O+O22 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,写出此电池的负极上的电极反应,4.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜(
7、CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：，其二是：；,H+与CH3COO结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。,Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率,原电池小结,定义,形成条件,正负极名称和电子流向判断,工作原理（氧还反应，熟写电极反应式）,应用,分析各种电池。,比较金属活动性强弱,比较反应速率,比较金属腐蚀的快慢,判断溶液pH变化,金属的腐蚀和防护,原电池,腐蚀（定义、本质、类型）,腐蚀防护（常见三种方法）,（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）,题型,（三点记住）,军事上离不开钢铁,F-18大黄蜂战斗机,我军陆战王牌-99式主战
8、坦克,海军109驱逐舰,中国九五式突击步枪,情景创设,神五,神六,我们的生活中也离不开钢铁,广州丫髻沙大桥,雷诺汽车,生活用品,磁悬浮列车,铁 矿 石 样 本,黄铁矿FeS2,磁铁矿Fe3O4,褐铁矿2Fe2O3.3H2O,菱铁矿FeCO3,赤铁矿-Fe2O3,铁在自然界的存在：氧化物、硫化物形式存在,铁矿石晶体,暗红色铁铝榴石晶体，产地奥地利,立方体黄铁矿晶体，产地西班牙,祖母绿、黄铁矿、方解石共生，产地哥伦比亚,九、钢铁是怎样炼成的,铁矿石,脉石和硫磷杂质,铁化合物,Fe3O4(磁铁矿石),Fe2O3(赤铁矿石),FeS2(黄铁矿石),FeCO3(菱铁矿石),A、铁的存在及铁矿石的成分和种
9、类,存在：地壳中的铁都以化合态存在，游离态的铁只能从陨石中得到。,成分：,课本：P38,B、CO还原氧化铁现象：_方程式：_,固体由红变黑,石灰水变浑浊。,CO还原氧化铁动画,注意操作原理：,炼铁和炼钢,（一）炼铁：,铁矿石（化合态）铁单质（游离态）,（1）基本反应原理：,3CO+Fe2O32Fe+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。,（3）设备：高炉,（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高炉结构图,C,+O2CO2,CO2+C2CO,3CO+Fe2O32Fe+3CO2,鞍钢2000立方米高炉外景图,产生还原剂：C+O2CO2 CO2+C2
10、CO（空气，焦炭）,还原铁矿石：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（铁矿石）,造渣（除脉石）：CaCO3CO2+CaO CaO+SiO2CaSiO3（熔剂：石灰石）,高温,高温,（4）炼铁的主要反应过程：,高温,高温,生铁和钢的比较,2%4.3%,0.03%2%,硅锰(较多)硫磷(较多),硅锰(适量)硫磷(较少),可铸不可锻,可铸,可锻,可压延,硬而脆,硬而韧,有弹性,(二)炼钢：生铁 钢,(1)需要做到：,降：降低含碳量,除：除去硫、磷等杂质,调：调节合金元素的含量,（2)基本反应原理：,利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（用纯氧气）把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。,(4)炼钢设备：转
11、炉，电炉，平炉,（3）炼钢的原料：,生铁，氧气，生石灰，硅铁和锰铁,转炉的结构图,（氧气顶吹转炉炼钢法）,（5）炼钢的主要反应过程,产生氧化剂：2Fe+O22FeO（氧气）,除硅，锰，碳等杂质：Si+2FeOSiO2+2Fe Mn+FeOMnO+Fe C+FeOCO+Fe,造渣：CaO+SiO2CaSiO3（生石灰)硫、磷杂质与生石灰作用形成炉渣被除去。,脱氧：Si+2FeOSiO2+2Fe（脱氧剂：硅铁，锰铁）调节合金元素,（6）炼钢与环保节能,棕色烟气：Fe2O3、CO,（三）炼铁和炼钢的比较,把铁从铁矿石中还原出来,降低含碳量;除硫磷等杂质;调节合金元素的含量,氧化-还原反应 还原剂还原出铁,氧化-还原反应氧化剂氧化杂质除去,铁矿石、石灰石、焦碳、空气,生铁（废钢）、纯氧、氧化钙,炼铁高炉,转炉、平炉、电炉,讨论题：炼铁和炼钢的主要反应原理有什么异同？,金属冶炼方法小结,1.电解法制活泼金属:,2NaCl2Na+Cl2,MgCl2Mg+Cl2,2Al2O34Al+3O2,2.热还原法:,3CO+Fe2O32Fe+3CO2,2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3,(铝热法),高温,高温,高温,电解,电解,电解,
