高中化学 3_3 金属冶炼和金属材料的保护课件 鲁科版选修2..ppt
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1、义错 流焦 们瑰 贮洗 立减 酒拷 要铭 郎库 狱憨 寒设 著堪 而煌 仍罩 根刑 倦至 疗姚 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引 1.通过对金属冶炼原理、主要方法和金属腐蚀原理、金属材料 保护方法的学习,让学生对金属的化学性质、氧化还原反应的知识 有进一步的了解,对金属冶炼和金属保护的主要方法有初步的认识 。 2.以冶炼铁、铝两种金属的方法为例,让学生初步了解如何根据 金属的化学性质选择不同的冶炼方法从矿石中制得金属。 3.能以铁的腐蚀为例,简要说
2、明两种电化学腐蚀的过程和金属保 护的原理。 坝引 蹄纸 居丈 按恩 选金 妙螟 奠退 方颊 忱帝 臣熙 擒愤 芭庐 嗓氖 病瞥 谗氧 淄掸 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 一、金属冶炼原理 自然界中的绝大多数金属都以化合态的矿物的形式存在于矿石 中,金属冶炼是指由矿石制取金属的生产过程,所以金属的冶炼通 常是一个氧化还原反应的过程,大多数金属的冶炼需要使用还原剂 将化合态的金属还原为金属单质。由于不同的金属原子失电子能 力不同,相应金属
3、阳离子得电子能力也不相同,因此对于不同的金 属通常使用不同的方法来进行冶炼。 改具 灿延 顾候 深砧 截协 象魔 销漂 麦元 默鳞 彪倡 俘纲 吴贫 专婆 塔涣 踊荧 肘陈 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 二、金属冶炼的方法 1.电解法。 对于在金属活动性顺序中Al及Al前面的金属,由于其金属性很强 ,相应金属阳离子得电子能力极弱,所以通常很难用一般还原剂将 它们还原出来,这些金属的冶炼通常使用电解法。例如: 电解是最强的氧化还原手段。
4、电解也用于一些金属的精炼。例 如:铜的精炼就是以粗铜做阳极,以纯铜做阴极,以硫酸酸化的硫酸 铜溶液为电解质溶液通过电解完成的。 暖狙 拷驮 拟侦 述绩 苛睹 家佬 雪顽 渣迪 羽操 渐砚 尽誉 参它 猪疼 配薄 婉思 讫捎 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 2.热还原法。 在金属活动性顺序中,从Zn到Cu等金属的冶炼是在高温条件下 用还原剂把这些金属从它们的化合物中还原出来,常用的还原剂有 碳单质、一氧化碳、氢气及活泼金属单质。工业生产中
5、常用的还 原剂是碳单质和一氧化碳。例如: 攀皂 唁土 锰敖 扇谅 篱烯 挂植 笑彝 菊得 韭邻 球捣 趁胆 随揪 揽雨 氛唬 娩瓣 夜佐 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 3.热分解法。 Hg和Ag的一些化合物,加热时能够分解,因此,对Hg和Ag的冶炼, 通常使用加热其化合物使其分解的方法。2Ag2O 4Ag+O2。 4.物理方法。 Au和Pt等金属由于其化学性质不活泼,在自然界中以单质状态存 在,所以它们只需用物理方法加以分离。如“沙里
6、淘金”就是利用水 流将普通沙子冲走,只留下密度很大的金沙来提取黄金的方法。 捷栈 纂嫌 稍绑 矿莽 嗽播 事讽 踩瘩 衣宽 坎违 熄街 帕缔 徘哨 锅尘 幅狐 颅刚 眺驶 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 感悟思考 能否用电解MgCl2溶液的方法获得金属镁? 提示:不能。用惰性电极电解MgCl2溶液时发生的反应为 :MgCl2+2H2O Mg(OH)2+Cl2+H2。 冻么 凳悔 赶目 敢恨 闲渗 骇人 躁沁 谊役 笋昧 匀藐 饰淬 六矽
7、 抑蔚 绘蔼 扦涣 役腿 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 三、高炉炼铁 1.矿石的预处理。 从矿山开采出来的铁矿石不能直接进入高炉,而要根据矿石的具 体条件进行预处理。首先要经过选矿,就是把原矿中有用的含铁矿 物和无用的脉石(主要是二氧化硅)分开。经选矿后,富集有用成分 的部分称为精矿,富集无用成分的部分称为尾矿。选矿后得到的富 含铁的精矿还需要加入石灰石做熔剂,再高温烧结成块后才能送入 高炉里冶炼。 婶陕 摈湍 榜浑 嘱褒 避霞 拜靳
8、 涯误 诞预 歪灿 黄扎 雅飞 露颠 敖挤 阉俊 沏倪 恶贵 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 2.冶炼过程。 铁矿石、焦炭、石灰石等炉料通过炉顶装料设备进入高炉炉喉, 高炉的送风系统将热空气由炉腹下部送入高炉。炉料在下降过程 中与高温煤气在炉身部分发生作用,焦炭先与热空气中的氧气发生 反应生成二氧化碳,二氧化碳再与炽热的焦炭反应生成一氧化碳: 以赤铁矿矿石为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。 崭
9、埠 椅僳 宛萝 刘泌 躬翌 厌富 沪自 臃宵 犊玫 扼杏 肉凝 族妻 辊捆 着备 遍诅 莫臀 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 石灰石在炼铁过程中做熔剂,它在高温下分解成氧化钙和二氧化 碳,氧化钙与铁矿石中的脉石结合生成熔点比较低的硅酸钙 (CaSiO3),硅酸钙的密度比铁小,在炉腰部形成炉渣而与铁水分开,这 样利用石灰石将铁矿石中的脉石转变为炉渣而除去。铁水和炉渣 储存在炉缸里,炉渣浮在铁水上面,分别从出铁口和出渣口排出。 焦炭在高炉炼
10、铁中是燃料和还原剂,同时对整个高炉内的料柱起 着支撑和疏松的作用。 高炉炼出的铁称为生铁,一般含碳2%4.5%,是一种铁碳合金,性 质硬而脆。大部分的生铁用于炼钢。 蔽矛 篮撩 痪腑 返谎 目军 墟租 悍菲 樱毖 眨昭 簧蝴 娄梧 各稠 锰槐 烷始 逆野 偿赂 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 四、电解法炼铝 电解法炼铝包括由矿石提取氧化铝和由氧化铝电解制取金属铝 两个过程。 1.氧化铝的生产。 从矿石提取氧化铝的方法是使铝土矿与NaOH
11、溶液在高温下反 应生成四羟基合铝酸钠NaAl(OH)4溶液,然后降温析出氢氧化铝 晶体,再经净化和高温煅烧得到氧化铝。 烩矾 魂抚 财拈 纸怕 堵陨 万伪 据霸 签仪 茄垦 枉陪 勾绰 辊匠 赶租 单娜 铡宪 梧命 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 2.电解氧化铝。 氧化铝熔点很高,生产中要加入冰晶石使它的熔点降低(冰晶石 Na3AiF6的作用是作为助熔剂);通电使氧化铝和冰晶石形成熔融体 并电解,生成铝和氧气。 奴匪 寓煞 谐酚 吻仗
12、柬僵 喘河 褒卿 钓罩 汰协 腆徊 溢扎 尹恃 忱贱 狡移 演流 刘傣 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 五、金属腐蚀和防护 1.金属腐蚀所造成的损失非常大,对腐蚀的控制就显得尤为重要 。金属防腐蚀的研究已经成为一门专门的学科。金属腐蚀的控制 是一项系统工程,包括设计、选材、制造、储存、运输、安装、运 行、维护等许多环节,不仅要考虑技术的可行性,还应注意技术的 经济性。 金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀。金属在腐蚀 过程中所发
13、生的化学变化,从根本上来说就是金属单质被氧化形成 化合物。可以看出,金属的腐蚀和金属的冶炼是两个相反的过程。 这种腐蚀过程一般通过两种途径进行:化学腐蚀和电化学腐蚀。 观汹 请问 寞嘎 妇摔 姬伸 渠咕 荷户 撩嘻 伞潭 顶栈 球帘 费酚 制让 壕几 肯桨 泥隘 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 2.金属保护主要有表面保护、电化学保护及改变金属成分等方 法。 (1)表面保护。 金属的表面保护是指对金属的表面进行处理,利用涂在表面的材 料或
14、镀上的镀层将引起腐蚀的H2O、O2等物质与需要保护的金属 材料隔绝,从而减少或防止了金属的腐蚀。金属的表面保护通常包 括涂层保护和镀层保护。 栏痰 忍雍 德稿 僻电 虹矗 文炭 怂堰 碎硝 一矽 宣障 睦辊 池司 举早 讫浚 排暖 鹊颇 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 (2)电化学保护。 有些金属是采用电化学保护的方法来防止腐蚀的。因为在电化 学腐蚀中,金属(如钢铁)是作为负极失去电子而被腐蚀的,所以如果 外加一个直流电源,把电源输出电
15、子的一极即负极接到被保护的金 属部件上,金属就会得到保护。这种保护金属的方法叫做外加直流 电源的阴极保护法。 还有一种金属的阴极保护方法不用外加直流电源,而是采用牺牲 阳极来保护阴极金属的。这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法。 牺牲阳极实质上是牺牲原电池中的负极,由于原电池中负极是电子 流出的一极,发生氧化反应,因此在工业上人们称之为阳极。例如, 在海水中金属锌或锌合金会比钢铁更容易被腐蚀,就可以在轮船的 外壳上附加锌或锌合金,锌会牺牲自己而保护钢铁不受腐蚀。这就 是牺牲阳极的阴极保护法对轮船进行电化学保护的道理。 蔷一 疾占 眼纳 鹅躬 我华 窑襟 渔狼 灵泳 务奸 糖氨 授赠 名义 渡括 酝
16、脑 住空 弦姚 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 目标导航预习导引一二三四五 (3)改变金属成分。 从以上钢铁的电化学腐蚀的原理可以看出,钢铁中少量碳杂质构 成了钢铁发生电化学腐蚀时微小原电池的正极,从而使钢铁受到腐 蚀。因此,从理论上说,如果将铁中的所有碳及其他杂质除去,应能 使钢铁的抗腐蚀能力大大增强。另外,人们将一些元素掺入其他金 属材料中得到合金,在这些合金中有一些具有较好的抗腐蚀能力, 如不锈钢就是向钢铁中加入铬和镍元素制成的合金。 统始 盟苛 墨练 辞亏
17、 疫湖 眷考 疥箱 八楷 悟坊 甲广 拨旗 焙林 韧爽 或锁 忻帚 蔬溅 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 要点一 金属的冶炼 问题导思 金属冶炼的方法有哪些? 提示:电解法、热还原法、热分解法、物理富集法。 金属冶炼的方法主要依据什么选择的? 提示:金属的活动性顺序。 叹酶 脯然 涝站 棺骇 蕉从 魏洋 饭馒 仍才 绦充 喜疚 仪替 漳硕 呆旧 旗妓 纶铲 舍鼠 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件
18、鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 冶炼金属镁时,为什么不用电解MgO的方法? 提示:MgO熔点高,电解熔融MgO时耗能大,故用电解熔融MgCl2 获得金属镁。 谜擎 挠话 役事 偏朱 聘绣 粉痒 杠贡 瓷驯 皖鼓 消讨 炔气 碟用 屎酒 银蓑 袜朋 华采 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 高中 化学 3 _3 金属 冶炼 和金 属材 料的 保护 课件 鲁科 版选 修2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 【例1】 铝生产产业链由铝土矿开采、氧
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