高二第八章【铁铝】课件.doc

第八章 走进精彩纷呈的金属世界
§ 一、由石器、青铜器到铁器
§ 二、金属和金属键
§ （一）、金属共性：
§
1、金属光泽、2、能导电、导热、3、延展性；金属之最p5

（二）金属结构
M-ne®Mn+ (n=1~3)
金属由金属阳离子和自由电子构成。金属键：金属阳离子和自由电子之间的作用力

（三）、导电——自由电子定向移动； 导热——自由电子热运动；延展性——p5

三、铁与铁的合金

§ 1、 Fe(OH)2在空气中不能稳定存在
§ 2、 Fe(OH)2® Fe(OH)3：
白色®灰绿®红褐

炼钢炼铁主要掌握原理！
铁的合金的性质
合金
成分
性能
生铁
含碳、硫、磷（2.11%-4.3%）
硬、脆
普通钢
含碳（0.03%-2.11%）
硬而韧，有弹性
特种钢
锰钢
含碳、锰（13%）
坚硬、有韧性，可被磁铁吸引
钨钢
含碳、钨
耐热、熔点高、坚硬
不锈钢
含铬、镍
抗腐蚀性强、坚硬
合金的性质改变的原因
在合金中，加入的较大或较小的原子改变了金属中规则的层状排列，使得层与层之间的滑动变得困难，从而似的某些合金比纯金属更硬、更坚固，熔点更低。

炼铁
炼钢
定义
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂一氧化碳把铁矿石里的铁还原出来。
利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去。
主要原料
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
生铁或废钢、氧气（空气、富氧空气和纯氧）、石灰石
主
要
反
应
原
理
和
步
骤
（1）还原剂形成
C + O2 == CO2
CO2 + C == 2CO
（2）铁的还原
高温
Fe2O3 +3 CO == 2Fe + 3CO2
（3）炉渣的形成
CaCO3 == CaO + CO2
CaO + SiO2 == CaSiO3
1. 氧化
2Fe + O2 == 2FeO
C + FeO == CO + Fe
（2）造渣
氧化生成的二氧化硅等和铁水中硫、磷等杂质与造渣材料作用生成炉渣
（3）脱氧
用硅、锰铁或铝等脱氧剂来还原钢水中少量氧化亚铁
2FeO + Si == 2Fe + SiO2
主要设备
高炉
平炉、转炉、电炉
同
都是氧化还原反应
异
用还原剂把铁从铁矿石中
还原出来
用氧化剂把生铁中过多的碳
和其它杂质氧化而除去

§8.2铝和铝合金的崛起
一、铝
铝的物理性质及其用途
用途
对应的物理性质
铝电缆
良好的导电性
制炊具
良好的导热性
制银漆
银白色光泽
制航空用的合金
密度较小
高质量的反射镜
对光的反射性能良好
极薄的铝箔
良好的延展性
抗低温的材料
耐低温

1、以化合态存在地壳中，含量仅次于O、Si。含量No1.的金属元素
2、炼制：
2Al2O3熔融®4Al+2O2­
冰晶石
电解

从铝土矿中获得纯净的氧化铝
1、铝土矿的主要成分：氧化铝、氧化铁、硅酸盐
2、方案：
铝土矿
（加入氢氧化钠）
过滤
滤液
NaAlO2
沉淀
硅酸盐
氧化铁
通入 CO2
Al（OH）3
煅烧
Al2O3

化学性质：
1）跟O2和其他非金属的反应
4Al + 3O2®（点燃）2Al2O3
常温下，Al与氧气形成致密氧化膜，耐磨、耐腐蚀
产生白色“毛刷”一样的白毛——Al2O3
“汞齐反应”
2Al + 3Hg(NO3)2®2Al(NO3)3 + 3Hg

原电池
• 1、原电池形成三条件：
正负电极    电解质溶液    电极接触或导线连接
• 2、   原理三要点：
（1） 相对活泼金属作负极---- 电子流出-----氧化反应
（2） 相对不活泼金属（或碳）作正极------电子流入------还原反应
（3） 导线中（接触）有电流通过，使化学能转变为电能
金属的腐蚀
1. 金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M – ne == Mn+
(2) 分类：
化学腐蚀：金属与其他物质 金属被氧化
（不是电解质溶液）
电化腐蚀：不纯金属或合金 活泼金属被氧化
（电解质溶液）
电化腐蚀与化学腐蚀的比较

电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与电解质溶液接触
金属与非电解质直接接触
现象
有微弱电流产生
无电流产生
本质
较活泼金属被氧化的过程
金属被氧化的过程
相互关系
化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更普遍，危害更严重
金属腐蚀的防护
1．  金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。
2．  防护：
（1）改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。
（2）在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）
（3）电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
思考：
5、在高炉中炼铁为什么使用焦炭
焦炭是把一定品种的煤在炼焦炉中隔绝空气加强热——干馏，而得到的一种坚硬多孔性固体。高炉炼铁时使用焦炭，一是用作热源，焦炭在燃烧时放大量热；二是生成的二氧化碳在高温下与焦炭反应得到还原剂一氧化碳，一氧化碳使铁矿石还原成铁。
焦炭硬度大、多孔、在高炉不易压碎，容易使气体通过，且发热量比煤大，所以高炉用焦炭而不用煤。
6、不锈钢为什么能抗腐蚀
不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢分两大类：一类是铬不锈钢，含铬在12%以上；另一类是铬镍不锈钢，通常含铬18%，含镍8%左右。含铬不锈钢能抗一般腐蚀，镍铬不锈钢有更强的抗蚀性能。广泛用于化工、制药、食品加工、手术器械。
一般来说，纯金属比不纯金属或合金难于被腐蚀，这是因为它们不容易形成电化腐蚀。而不锈钢为什么反而能抗腐蚀呢？
这是因为在不锈钢中镍、铬含量相当高，足以在合金表面形成一层致密的氧化膜，如氧化铬，起到保护内部金属的作用。
还有一种理论认为是铬、镍等元素使铁发生钝化，使铁原子难以失去电子，因而活泼性大大降低，因而有抗腐蚀性。