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第6講金屬材料及其利用和保護 知識結(jié)構(gòu) 知識梳理 2 金屬的物理性質(zhì) 1 大多數(shù)金屬都具有 光澤 鐵 鋁等多數(shù)金屬都是 色 但銅卻呈 色 金呈黃色 2 在常溫下 鐵 鋁 銅等大多數(shù)金屬都是 但體溫計中的 是液體 3 金屬具有良好的 性 性和 性 金屬的密度 熔點 硬度等物理性質(zhì)差別較大 金屬 銀白 紫紅 固體 汞 導電 導熱 延展 3 合金 1 概念 合金是指在金屬中加熱熔合某些 或 而制得的具有 的物質(zhì) 2 性質(zhì)特征 合金與組成它們的金屬有很大的性質(zhì)差異 如合金的硬度一般 組成它們的金屬 合金的熔點一般 組成它們的金屬 合金的抗腐蝕性一般高于組成它們的金屬 具有更優(yōu)良的機械性能 有的合金還有高電阻 高熱阻和可塑性等特性 金屬 非金屬 金屬特征 大于 低于 3 常見的合金 鐵合金 包括生鐵 含碳量2 4 3 和鋼 含碳量0 03 2 它們的含碳量不同 鈦合金 熔點高 密度小 與人體有很好的相容性 可制成人造骨 其他合金 鐵鎳合金 鋁合金 黃銅等 考點2金屬的冶煉 詳見實驗突破 考點3金屬的銹蝕與防護1 金屬銹蝕的條件 1 鐵制品銹蝕的過程 實際上是鐵與空氣中的 等發(fā)生了化學反應的過程 用 可以除鐵銹 所涉及的化學方程式為 2 常溫下鋁具有優(yōu)良的抗腐蝕性能 其原因是 水 氧氣 稀鹽酸 或稀硫酸 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O 或Fe2O3 3H2SO4 Fe2 SO4 3 3H2O 鋁在空氣中易形成致密的氧化物保護膜 能起到保護內(nèi)層鋁的作用 2 防止金屬銹蝕的措施 1 保持金屬表面潔凈 干燥 2 在金屬表面涂 如涂油 刷漆 烤藍 電鍍等 3 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 制成不銹鋼 3 保護金屬資源的措施 1 防止金屬的腐蝕 2 金屬的回收利用 3 應有計劃 合理地開采礦物 嚴禁不顧國家利益的亂采礦 4 尋找金屬的代用品 4 金屬銹蝕條件的探究 詳見實驗突破 保護層 或防護層 1 化學式書寫鐵 銅 鋁 鎂 鋅 銀 氧化鐵 氧化鋁 氧化銅 四氧化三鐵 規(guī)范書寫 Fe Cu Al Mg Zn Ag Fe2O3 Al2O3 CuO Fe3O4 2 化學方程式書寫 1 金屬氧化物與酸反應 復分解反應 氧化鐵與稀鹽酸 氧化鐵與稀硫酸 氧化銅與稀鹽酸 氧化銅與稀硫酸 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O Fe2O3 3H2SO4 Fe2 SO4 3 3H2O CuO 2HCl CuCl2 H2O CuO H2SO4 CuSO4 H2O 2 高爐煉鐵 赤鐵礦煉鐵 磁鐵礦煉鐵 類型金屬的銹蝕與防護 例 小寧同學早上發(fā)現(xiàn)頭天晚上用水洗干凈的菜刀表面出現(xiàn)一層紅棕色物質(zhì) 請你用所學的化學知識幫他解決下列問題 1 這種紅棕色物質(zhì)是什么 2 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么 3 如何防止這種現(xiàn)象發(fā)生 鐵銹 或Fe2O3 鐵與水和氧氣 或空氣 接觸會生銹 將菜刀洗凈后擦干 合理即可 1 2017玉林 下列環(huán)境中 鐵釘表面最容易產(chǎn)生鐵銹的是 導學號12604040 A 在稀鹽酸中B 在潮濕的空氣中C 在干燥的空氣中D 浸沒在植物油中 及時練習 B 2 2017新鄉(xiāng)一模 寫出利用一氧化碳還原四氧化三鐵來煉鐵的化學方程式 鐵制品銹蝕的過程 實際上是鐵與空氣中的 同時發(fā)生化學反應的過程 防止自行車的鏈條生銹的方法有 寫出一條即可 水和氧氣 涂油 合理即可 3 2017濮陽一模 金屬與我們的生活密切相關 1 教室里的窗戶上大都是鋁合金 鋁合金是什么材料 2 金屬鋁較活潑 為什么通常鋁制品卻很耐腐蝕 金屬材料 鋁與氧氣反應生成一層致密的氧化鋁薄膜 阻止鋁進一步被氧化 實驗1金屬的冶煉一 一氧化碳還原氧化鐵1 實驗原理 化學方程式 2 實驗裝置 如圖所示 3 實驗步驟 檢查裝置的氣密性 將氧化鐵粉末裝入玻璃管后固定在鐵架臺上 點燃右端酒精燈 給玻璃管通入一氧化碳 點燃酒精噴燈加熱裝有氧化鐵的玻璃管 停止加熱 停止通入一氧化碳 熄滅右端酒精燈 小結(jié) 一氧化碳 早出晚歸 酒精噴燈 遲到早退 4 實驗現(xiàn)象 玻璃管中的紅色粉末變?yōu)楹谏?試管中澄清石灰水變渾濁 玻璃導管尖嘴處有藍色火焰 5 注意事項 實驗前先通入CO 目的是排出玻璃管內(nèi)空氣 以免加熱時 CO與空氣混合 發(fā)生爆炸 實驗結(jié)束時先停止加熱 繼續(xù)通入CO至玻璃管冷卻 目的是防止還原出來的鐵在高溫下被進入的空氣中的氧氣氧化 同時防止試管中澄清石灰水進入灼熱的玻璃管內(nèi) 3 實驗步驟及操作要點 檢查裝置的氣密性 先將導管浸入水中 再用手握住試管 管口有氣泡冒出 松開手后導管內(nèi)形成一段水柱 則說明裝置氣密性良好 裝藥品 將氧化銅粉末和碳粉裝入試管后固定在鐵架臺上 點燃酒精燈 移動酒精燈給試管預熱 再集中給藥品加熱 注意 給試管預熱的目的是防止試管因受熱不均而炸裂 停止加熱 熄滅酒精燈 4 實驗現(xiàn)象 高溫加熱后的試管里有 色物質(zhì)生成 澄清石灰水 5 實驗改進 酒精燈上加金屬網(wǎng)罩雖然能提高火焰的溫度 但實驗效果不明顯 應改用酒精噴燈 目的是提高反應溫度 紅 變渾濁 補充 用一氧化碳還原氧化銅的實驗要點 一通 二點 三滅 四停 五處理 一通 先通氣體 二點 點燃酒精燈進行加熱 三滅 實驗完畢后 先熄滅酒精燈 四停 等冷卻到室溫時 再停止通氣體 五處理 處理尾氣 防止CO污染環(huán)境 例 2017濱州 某化學興趣小組利用如圖裝置進行實驗 探究工業(yè)煉鐵的化學原理 試按要求填空 1 硬質(zhì)玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是 寫出一氧化碳和氧化鐵反應的化學方程式 2 實驗中首先通入一氧化碳的目的是 3 裝置中導管末端加一點燃的酒精燈目的是 紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏?排凈硬質(zhì)玻璃管中的空氣 防止加熱時發(fā)生爆炸 除去未反應完的一氧化碳氣體 防止污染空氣 實驗2鐵制品銹蝕條件的探究1 鐵銹蝕的因素 鐵與空氣中的氧氣 水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學反應 鐵銹的主要成分是Fe2O3 2 實驗設計 不生銹 生銹 與水接觸 與空氣接觸 與氧氣接觸 鐵同時與水和空氣 或氧氣 接觸 3 注意事項 實驗中所用的水是經(jīng)煮沸并迅速冷卻的蒸餾水 煮沸的目的是將溶解在水中的氧氣除去 迅速冷卻的目的是減少或防止空氣中的氧氣溶于水中 例 為了探究鐵生銹的條件 興趣小組的同學設計了以下實驗 根據(jù)要求回答下列問題 1 實驗一中 一周后 觀察到試管 中的鐵釘生銹 乙 2 實驗一中用剛煮沸并迅速冷卻的蒸餾水的目的是什么 3 實驗二反應一段時間后 裝置中左邊液面 填 上升 或 下降 右邊液面 填 上升 或 下降 4 實驗三中 3支試管中鐵釘?shù)匿P蝕程度由強到弱的順序為 5 上述實驗前 必須將鐵釘打磨光亮的目的是什么 除去水中溶解的氧氣 上升 下降 乙 甲 丙 除去鐵釘表面的氧化膜 防止對實驗的影響 命題點1金屬材料之合金的判斷1 2015河南3題1分 生活中的下列物品 其制作材料屬于合金的是 A 塑料袋B 玻璃杯C 不銹鋼鍋D 滌綸風衣 C 命題點2金屬的冶煉1 2016河南23 4 題2分 生活中常見的物質(zhì)的性質(zhì) 制法等是化學研究的重要內(nèi)容 4 下圖裝置可做一氧化碳還原氧化鐵的實驗 并檢驗生成的氣體產(chǎn)物 B裝置玻璃管里可觀察到的現(xiàn)象為 C裝置中反應的化學方程式為 固體粉末由紅棕色逐漸變黑 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 2 2012河南21 3 題2分 金屬用途廣泛 其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等是化學的重要研究內(nèi)容 3 如圖是工業(yè)煉鐵示意圖 其中 焦炭的作用是燃燒提供能量和 有鐵生成的化學方程式為 制取CO A裝置中能觀察到什么現(xiàn)象 寫出B裝置中反應的化學方程式 要達到實驗目的 裝置中導管接口從左到右的連接順序為 一氧化碳發(fā)生裝置接 接 接 接 從環(huán)保角度考慮 還需對以上裝置進行改進 請簡述改進措施 Ca OH 2溶液變渾濁 h g e f c 或d d 或c b 在A裝置后增加一個尾氣處理裝置 合理即可 命題點3金屬的銹蝕與防護1 2012河南2題1分 為節(jié)約資源和保護環(huán)境 提倡垃圾分類回收 下列生活垃圾可與鋁制易拉罐歸為同一類加以回收的是 A 廢舊書報B 舊玻璃瓶C 廢棄鐵鍋D 一次性塑料飯盒 C 2 2016河南19題第一空1分 鹽酸除鐵銹 Fe2O3 的化學方程式為 3 2017河南17題第二 三空2分 共享單車 自行車 的構(gòu)件有 橡膠輪胎 鐵車架 塑料把手 不銹鋼鋼圈等 鐵車架的表面刷油漆能防止銹蝕 其原因是 用硫酸除鐵銹 Fe2O3 的化學方程式為 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O 隔絕O2和H2O Fe2O3 3H2SO4 Fe2 SO4 3 3H2O 4 2012河南18 2 題1分 請用化學知識解釋下列原理 2 在鐵制品表面涂油 刷漆或鍍鉻等都能防止鐵生銹 其原理是什么 覆蓋保護層 起到隔絕氧氣 或空氣 和水的作用