2022年高中化學魯科版選修2 主題3 課題3 金屬冶煉和金屬材料的保護 教案

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1、2022年高中化學魯科版選修2 主題3 課題3 金屬冶煉和金屬材料的保護 教案課標要求1舉例說明金屬材料的特點，了解有關的生產原理。2舉例說明用化學方法進行金屬材料表面處理的原理。課標解讀 1.明確金屬材料的通性(導電、導熱、延展、作還原劑等)。2明確金屬冶煉過程均為金屬陽離子還原的過程，根據(jù)金屬活動性，冶煉方法分為電解法、熱還原法、分解法。3明確金屬保護的原理是破壞金屬形成電化學腐蝕的條件。教學地位本課時主要講解金屬的冶煉，高爐煉鐵、電解法煉鋁、金屬的腐蝕與防護，金屬的性質、用途及防護均是高考的高頻考點，尤其是電化學原理知識在金屬腐蝕和防護過程中的應用更是高考的熱點。新課導入建議法國皇帝拿破

2、侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己打造了一頂鋁皇冠。他戴上鋁皇冠，神氣十足地接受百官的朝拜。在宴請賓客時，拿破侖三世使用了一套珍藏的鋁制餐具，而大臣們使用的是金或銀制餐具。門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國皇家學會的表彰，獎品是一只鋁制獎杯。為什么當時的鋁比金或銀還珍貴？教學流程設計課前預習安排：看教材P5865，填寫課前自主導學，并完成思考交流。步驟1：導入新課，本課時教學地位分析。步驟2：建議對思考交流進行提問，反饋學生預習效果。步驟3：師生互動完成探究1，可利用問題導思中的設問作為主線。步驟7：通過例2和教材P6265“金屬材料的保護”的講解研析，對“探究2，金屬的腐蝕與防護

3、”中注意的問題進行總結。步驟6：師生互動完成“探究2”。步驟5：指導學生自主完成變式訓練1和當堂雙基達標1、2、3、5題。步驟4：通過例1和教材P5862“怎樣由礦石制取金屬”講解研析，對“探究1，金屬的冶煉方法”中注意的問題進行總結。步驟8：指導學生自主完成變式訓練2和當堂雙基達標中的4題。步驟9：引導學生自主總結本課時知識框架，然后對照課堂小結。安排課下作業(yè)完成課后知能檢測。課標解讀重點難點1.通過金屬冶煉原理、主要方法和金屬腐蝕原理、金屬材料保護方法的學習，讓學生對金屬的化學性質、氧化還原反應的知識有進一步的了解，對金屬冶煉和金屬保護的主要方法有初步的認識。2.以冶煉鐵、鋁兩種金屬的方法

4、為例，讓學生初步了解如何根據(jù)金屬的化學性質選擇不同的冶煉方法從礦石中制得金屬。3.能以鐵的腐蝕為例，簡要說明兩種電化學腐蝕的過程和金屬保護的原理。1.金屬冶煉的方法和原理。(重點) 2.高爐煉鐵、電解法煉鋁的化學工藝流程。(難點)3.金屬材料腐蝕的原理及保護方法。(重難點)怎樣由礦石制取金屬1.金屬冶煉原理(1)還原劑還原(完成下列反應的化學方程式)碳單質還原氧化銅：CuOCCuCO。一氧化碳還原氧化鐵：Fe2O33CO2Fe3CO2。鎂還原四氯化鈦：TiCl42MgTi2MgCl2。氫氣還原三氧化鎢：WO33H2W3H2O。(2)電解法電解MgCl2制Mg的反應：MgCl2MgCl2。(3)

5、金屬冶煉原理金屬陽離子得電子被還原成金屬原子。1能否用電解MgCl2溶液的方法獲得金屬鎂？【提示】不能。用惰性電極電解MgCl2溶液時發(fā)生的反應為：MgCl22H2OMg(OH)2Cl2H2。2高爐煉鐵(1)原料：赤鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。(2)主要反應：Fe2O33CO2Fe3CO2。(3)生產工藝流程3電解法煉鋁(1)氧化鋁的生產鋁土礦與NaOH溶液在高溫下反應：Al2O33H2O2NaOH=2NaAl(OH)4；降溫析出Al(OH)3晶體：NaAl(OH)4=Al(OH)3NaOH；高溫煅燒獲得氧化鋁：2Al(OH)3Al2O33H2O。(2)電解氧化鋁主要反應：2Al2O34Al3

6、O2，加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔點。2工業(yè)上為什么不用電解AlCl3的方法煉鋁？【提示】AlCl3屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導電。金屬材料的保護1.金屬材料(1)世界上產量最大的金屬材料是鋼鐵。高爐煉得生鐵，主要用于煉鋼。(2)煉鋼是通過氧化還原反應，降低生鐵中碳的含量，除去一些有害元素(如硫、磷)，并把其他元素(硅、釩、錳、鉻等)的含量調控到指定范圍的過程。(3)金屬材料都具有良好的導電性、導熱性和延展性。2金屬腐蝕的原理(1)化學腐蝕是金屬表面與周圍介質直接發(fā)生化學反應而引起的。如在氯堿廠中Fe與周圍的Cl2接觸而導致鐵被氯氣氧化為FeCl3，從而使鐵被腐蝕。(2)電化學腐蝕是指

7、金屬表面因發(fā)生電化學反應而引起的腐蝕。吸氧腐蝕條件：周圍環(huán)境呈中性或弱酸性。電極反應：負極：Fe2e=Fe2正極：2H2OO24e=4OH析氫腐蝕條件：周圍環(huán)境呈酸性。電極反應：負極：Fe2e=Fe2正極：2H2e=H23金屬保護的主要方法(1)表面保護原理：金屬的表面保護是指對金屬的表面進行處理，利用涂在表面的材料或鍍上的鍍層將引起腐蝕的H2O、O2等物質與需要保護的金屬材料隔絕，從而減少或防止金屬的腐蝕。分類：涂層保護和鍍層保護。(2)電化學保護外加直流電源的陰極保護法：把直流電源的負極接到被保護的金屬部件上，金屬就會得到保護，利用的是電解原理。犧牲陽極的陰極保護法：在被保護金屬表面附加上

8、更活潑金屬的方法，利用的是原電池原理。(3)改變金屬成分從理論上說，如果將鋼鐵中的所有碳及其他雜質除去應能使鋼鐵的抗腐蝕能力大大增強。另外，人們將一些元素摻入其他金屬材料中得到合金，在這些合金中有一些具有較好的抗腐蝕能力，如不銹鋼就是向鋼鐵中加入鉻和鎳元素制成的合金。金屬的冶煉方法【問題導思】金屬冶煉的方法有哪些？【提示】電解法、熱還原法、熱分解法、物理富集法。金屬冶煉的方法是依據(jù)什么選擇的？【提示】金屬的活動性順序。冶煉金屬鎂時，為什么不用電解MgO的方法？【提示】MgO熔點高，電解熔融MgO時耗能大，故用電解熔融MgCl2獲得金屬鎂。金屬活動性K Ca Na Mg AlZn Fe Sn P

9、b CuHg AgPt Au冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理富集法實例2NaCl2NaCl2MgCl2MgCl2Fe2O33CO2Fe3CO2CuOH2CuH2OCuOCCuCOFe2O32Al2FeAl2O32HgO2HgO22Ag2O4AgO2沙里淘金(xx浙江高考)鋁生產產業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構成。請回答下列問題：(1)工業(yè)上采用電解氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁：2Al2O34Al3O2加入冰晶石的作用：_。(2) 上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質，可用電解方法進一步提純，該電解池中陽極的電極反應式為_，下列可

10、作陰極材料的是_。A鋁材B石墨C鉛板 D純鋁(3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液，鋁陽極發(fā)生的電極反應式為_。(4)在鋁陽極氧化過程中，需要不斷地調整電壓，理由是_。 (5)下列說法正確的是_。A陽極氧化是應用原電池原理進行金屬材料表面處理的技術B鋁的陽極氧化可增強鋁表面的絕緣性能C鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性，但耐磨性下降D鋁的陽極氧化膜富有多孔性，具有很強的吸附性能，能吸附染料而呈各種顏色【解析】(1)考查鋁的冶煉，因Al2O3熔點很高，故加入冰晶石是助熔劑，起降低熔化溫度的作用。(2)鋁的精煉是含雜質的鋁作陽極，純鋁作陰極材料。(3)依據(jù)題中信息金屬

11、表面生成致密的氧化膜。【答案】(1)主要是降低熔化溫度(2)Al3e=Al3D(3)2Al6e3H2O=Al2O36H(4)鋁陽極表面不斷生成氧化物，電阻增大，為了保持穩(wěn)定的電流，需要不斷增大電壓(5)BD電解池中陽極材料若為活性電極(除Pt、Au之外的金屬)，則活性電極材料放電發(fā)生氧化反應，不考慮陰離子的放電順序。1工業(yè)上冶煉金屬，常用的方法有四種：.熱分解法，.熱還原法，.電解法，.濕法冶金。下表中金屬與常用冶煉方法相符的是()金屬冶煉方法A鉀、鈣B鈉、鋁C銅、鐵D銀、汞【解析】金屬的冶煉方法與金屬的活動性有關。K、Ca、Na、Al，F(xiàn)e、Cu，Ag、Hg?！敬鸢浮緽金屬的腐蝕與防護【問題

12、導思】金屬腐蝕的實質是什么？【提示】金屬原子失電子，發(fā)生氧化反應的過程。生產、生活中普遍存在的鋼鐵腐蝕是哪一類？【提示】吸氧腐蝕。保護金屬的常見方法有哪些？【提示】保護層法、陰極保護法、改變金屬的組成等。1金屬的腐蝕(1)原理：金屬(或合金)跟周圍接觸到的氣體(或液體)反應而腐蝕損耗的過程。(2)金屬腐蝕的本質：金屬原子金屬陽離子2金屬腐蝕的分類金屬腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與接觸到的物質直接反應不純金屬接觸到電解質溶液發(fā)生原電池反應區(qū)別無電流產生有微弱電流產生實質與聯(lián)系(1)實質都是金屬原子失去電子被氧化而損耗；(2)化學腐蝕與電化學腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍、危害性更大、腐蝕

13、速率更快3.電化學腐蝕的分類類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜性質酸性較強酸性很弱或呈中性負極反應正極反應2H2e=H22H2OO24e=4OH其他反應及產物Fe22OH=Fe(OH)22FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O普遍性吸氧腐蝕更普遍4.金屬的防護(1)電化學防護法(2)其他：改變金屬內部結構和金屬表面外加保護層如圖所示，燒杯中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：(1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于_腐蝕。(2)若試管內液面上升，則原溶液是_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應式為：負極：_，正極：_。(3)若試

14、管內液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應式為：負極：_，正極：_?！窘馕觥扛鶕?jù)原電池的構成條件，兩種不同的材料在有電解質溶液時，若形成閉合回路，即可構成原電池。根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及實驗結果可知：試管內液面上升，說明試管內壓強減小，氣體被吸收所致，則鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕，據(jù)此寫出電極反應式；試管內液面下降，說明試管內氣體壓強變大，試管內產生了新氣體所致，即鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕，據(jù)此寫出電極反應式?！敬鸢浮?1)電化學(2)弱酸性或中吸氧2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(3)酸析氫Fe2e=Fe22H2e=H2鋼鐵在酸性環(huán)境中可以發(fā)生析氫腐蝕，若銅制品在酸性環(huán)境中，則不能發(fā)

15、生析氫腐蝕，即能發(fā)生析氫腐蝕的金屬必須是在金屬活動性順序表中排在氫前面的金屬。2家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，會出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中沒有發(fā)生的化學反應是()A4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3B2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C2H2OO24e=4OHDFe3e=Fe3【解析】洗過的鐵鍋在空氣中放置，可發(fā)生吸氧腐蝕，負極發(fā)生的反應是Fe2e=Fe2，正極發(fā)生的反應是2H2OO24e=4OH，總反應方程式是2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2，而生成的Fe(OH)2又被氧化為Fe(OH)3：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。【答案】D【教師備課資源】1鋼鐵

16、生銹的條件是什么？思路分析：要證明鐵生銹是兩個條件共同作用造成的，在設計時要單獨考慮每一個條件對實驗的影響，因此要設計3種情況：有O2無H2O；有H2O無O2；既有H2O又有O2。實驗設計：將同樣的三根鐵絲(繞成螺旋狀)分別放在(1)干燥的空氣中；(2)除去氧氣的蒸餾水中；(3)溶有氧氣的蒸餾水中。然后放置相同的時間(大約67天)，觀察鐵絲表面生銹的情況。(1)實驗過程(2)實驗現(xiàn)象(3)各步結論無鐵銹沒有水鐵絲不易生銹無鐵銹沒有氧氣鐵絲不易生銹有鐵銹鐵絲與氧氣、水共同作用才易生銹【思考題】鐵制品表面生銹后，用不用及時除銹？【提示】需及時除銹。因鐵銹結構疏松，更易吸收水蒸氣，加快銹蝕速度。2“

17、沙里淘金”的原理金的化學性質特別穩(wěn)定，很難同其他元素化合，因此它以游離態(tài)存在于自然界。在地殼中，由于金的含量很少且非常分散，故其價格極其昂貴。在一些江河的泥沙中常混有少量的小金粒。從沙粒中分離出金粒實質上就是從混合物中得到純凈物，根據(jù)沙和金的比重不同，把含有金屑的沙粒在水中蕩洗，使其一圈一圈地旋轉，沙粒較輕隨水流去，金子比較重留在底部，這就是常說的淘金。1金屬的4個通性：導電性、導熱性、延展性、還原性。2鋼鐵電化學腐蝕的3個電極反應式：Fe2e=Fe2(負極)O22H2O4e=4OH(正極吸氧)2H2e=H2(正極析氫)3金屬保護的3種方法：保護層法；陰極保護法；改變組成結構法。4金屬冶煉的4

18、種方法：電解法；熱還原法；熱分解法；富集法。1下列反應原理不符合工業(yè)冶煉金屬事實情況的是()A2HgO2HgO2B4Al3MnO22Al2O33MnC2MgO2MgO2D4COFe3O43Fe4CO2【答案】C2高爐煉鐵過程中，既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應的元素是()A氧 B鐵 C碳 D氮【解析】煉鐵過程中氧元素發(fā)生還原反應：CO2CO2；鐵元素發(fā)生還原反應：FexOyyCOxFeyCO2；碳元素既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應：CO2CO2，CCO22CO；氮元素既不發(fā)生氧化反應又不發(fā)生還原反應。【答案】C3下列有關生鐵煉鋼的敘述中錯誤的是()A添加必要的元素，改善鋼材的組織結構和性能B適當降低

19、生鐵中的含碳量，除去大部分硫、磷等雜質C加入硅、錳、鋁等合金元素調整成分并脫去鋼水中的氧D除去生鐵中的非金屬元素【解析】選項A正確，如添加鎳、鉻等金屬可以防腐；選項B正確，將生鐵煉成鋼的過程就是一個降碳，除大部分硫、磷的過程；選項C正確，在煉鋼結束時加入硅、錳、鋁等合金元素調整成分并脫去鋼水中的氧；選項D不正確，鋼仍然是合金，其中肯定有碳、硅等非金屬?！敬鸢浮緿4下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe3e=Fe3【解析】與電源正極相連的為

20、電解池陽極，失電子被腐蝕，A錯誤；鋼管與銅管接觸易形成原電池，鋼管首先被腐蝕，C錯誤；D項，負極應該生成Fe2?！敬鸢浮緽5工業(yè)制備鋁一般是從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含有Fe2O3雜質)中得到純凈的Al2O3，然后電解Al2O3得到鋁。下圖是從鋁土礦中提純Al2O3的簡單示意圖，其中涉及的一個反應是2NaAl(OH)4CO2=Na2CO32Al(OH)3H2O。(1)圖示中a的實驗操作是_；圖示中b加入的試劑是_。(2)試推斷物質：B_，C_，H_，F(xiàn)_。(填化學式)(3)寫出化學方程式：_；_；_；_?！窘馕觥咳芤築中通入CO2產生沉淀，說明B溶液為NaAl(OH)4溶液，則向鋁土礦中

21、加入的試劑是NaOH溶液，操作a是過濾；則溶液D為Na2CO3，反應為Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH?！敬鸢浮?1)過濾Ca(OH)2(2)NaAl(OH)4Fe2O3CaCO3Al2O3(3)Al2O32NaOH3H2O=2NaAl(OH)4Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH2Al(OH)3Al2O33H2O2Al2O34Al3O21以下金屬的冶煉(“”前為原料，“”后為所得的金屬)，其中最適宜用熱還原法冶煉的是()MgCl2Mg；MnO2Mn；ZnOZn；HgOHg；磁鐵礦Fe；KClKABC D【解析】熱還原法是多數(shù)金屬冶煉的方法，主要適用于金屬活動性順序

22、表中處于中部或金屬活動性與之相當?shù)慕饘僖约皹O少數(shù)活潑金屬(如鉀常用鈉還原法制得)，符合題意的有。【答案】C2鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法中正確的是()A不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素B一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應C鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應D在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕【解析】不銹鋼屬于合金，含有非金屬元素碳，A項錯。C項顯然錯誤。D項中，在潮濕空氣中，鐵板容易發(fā)生電化學腐蝕，而鍍鋅鐵板因為鋅比鐵活潑，鋅、鐵構成原電池，鋅作負極而使鐵受到保護?！敬鸢浮緽3下列物質中含碳量最高的是()A純鐵 B生鐵C高碳鋼 D不銹鋼【解析】含碳量：生鐵鋼純鐵?！敬鸢浮緽4用氫氣作還原劑和用金

23、屬作還原劑相比，所得金屬的純度的說法正確的是()A用氫氣的高 B用金屬的高C二者相同 D無法比較【解析】用作還原劑的氫氣與氧結合為水，水在高溫下迅速蒸發(fā)。用作還原劑的金屬易跟被還原出來的金屬熔合形成合金?！敬鸢浮緼5下列金屬氧化物不能用焦炭還原的是()ACaO BFe3O4CCuO DFe2O3【解析】Ca的還原性很強，不能用一般還原劑將CaO還原成Ca。CaO與C在高溫下發(fā)生化學反應，生成CaC2和CO?！敬鸢浮緼6下列關于鋼鐵腐蝕的敘述中正確的是()A吸氧腐蝕時正極放出氧氣B析氫腐蝕時正極放出氫氣C化學腐蝕比電化學腐蝕普遍D析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍【解析】吸氧腐蝕時正極上氧氣得到電子被還原，

24、析氫腐蝕時正極放出氫氣；化學腐蝕不如電化學腐蝕普遍，析氫腐蝕不如吸氧腐蝕普遍。【答案】B7在鋼鐵的吸氧腐蝕中，發(fā)生還原反應的電極反應式是()A2H2OO24e=4OHB2H2e=H2C4OH4e=2H2OO2DFe2e=Fe2【解析】吸氧腐蝕時應是O2得到電子被還原?！敬鸢浮緼8為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學習小組用不同的細金屬絲將一根大小相同的普通鐵釘分別固定在如圖所示的三個裝置內，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時間，下列對實驗結果的描述不正確的是()A實驗結束時，裝置(1)左側的液面一定會下降B實驗結束時，裝置(1)左側的液面一定比裝置(2)的低C實驗結束時，鐵釘b腐蝕最

25、嚴重D實驗結束時，鐵釘c幾乎沒有被腐蝕【解析】A中是Fe與鹽酸酸霧的一般化學腐蝕，因產生H2導致裝置(1)左側管內壓強增大，故左側液面下降；裝置(2)銅鐵鹽酸構成原電池，F(xiàn)e作負極，被腐蝕，正極是Cu作電極，正極上H放電產生H2，原電池反應速率大于一般化學反應，F(xiàn)e腐蝕快，產生H2多，故實驗結束裝置(1)左側液面一定比裝置(2)高；裝置(3)中由于濃硫酸吸水，在干燥的空氣中鐵釘幾乎沒有被腐蝕，故答案選B。【答案】B9在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是()A鋅做陽極，鍍件做陰極，溶液中含有鋅離子B鉑做陰極，鍍件做陽極，溶液中含有鋅離子C鐵做陽極，鍍件做陰極，溶液中含有亞鐵離子D鋅做

26、陰極，鍍件做陽極，溶液中含有鋅離子【解析】由電鍍裝置的設計方法可知，應選用鋅片做陽極，鐵制品做陰極，含有Zn2的溶液做電鍍液。【答案】A10在煉鐵、煉鋼過程中都有碳參加反應。下列有關碳參加反應的敘述正確的是()A兩個過程中碳原子都被氧化，都只起著提供熱源的作用B煉鐵過程中碳被氧化，既起產生熱量的作用，又起產生CO的作用C煉鋼過程中碳被還原，從而達到降低含碳量的目的D煉鐵過程中碳參加反應，只起產生CO的作用【解析】在煉鐵時，焦炭的主要作用有兩個：一是通過焦炭燃燒放出大量熱，提供煉鐵過程所需的熱量；二是產生煉鐵所需的還原劑CO。在煉鐵過程中碳被氧化。煉鋼時用來降低碳含量的主要反應為：CFeOCOF

27、e，這個反應在碳被氧化的同時吸收熱量。綜合以上分析，可知A、C、D選項是錯誤的。【答案】B11鋼鐵工業(yè)對促進經濟和社會發(fā)展起了重要作用。(1)煉鐵高爐分為五部分，鐵礦石與高溫煤氣主要在_部分發(fā)生反應，在_部分開始生成生鐵和爐渣。(2)煉鋼時，加入硅、錳和鋁的目的是_。(3)不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過程的氧吹_(填“前”或“后”)加入，原因是_。(4)煉鐵和煉鋼生產中，尾氣均含有的主要污染物是_。從環(huán)保和經濟角度考慮，上述尾氣經處理可用作_?！窘馕觥靠疾楦郀t煉鐵及煉鋼知識。煉鐵是以鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣為原料，制得的鐵是含雜質較多的生鐵。煉鋼則是以生鐵為原料，目的是除去生鐵中含有的硅、磷

28、等雜質及降低含碳量?！敬鸢浮?1)爐身爐腰(2)脫氧和調整鋼的成分(3)后避免Cr被氧化(或氧吹前加入Cr會形成爐渣被除去)(4)CO燃料(或還原劑)12如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試管中為NH4Cl溶液，乙試管中為NaCl溶液，數(shù)天后導管中觀察到的現(xiàn)象是_，甲中正極反應為_，乙中正極反應為_。試管中殘留氣體平均相對分子質量的變化為：甲_；乙_。(填“增大”、“減小”或“不變”)【解析】甲中NH4Cl溶液水解呈酸性，鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，放出H2，導致甲試管內壓強增大；乙中NaCl溶液呈中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，O2被消耗，導致乙試管內壓強減小，所以結合物理知識看到導管中液面出現(xiàn)左低右高

29、的現(xiàn)象。由于甲試管中放出H2，其相對分子質量為2，比空氣的平均相對分子質量29小，故甲中殘留氣體平均相對分子質量變??；乙試管中O2平均分子質量為32比N2的相對分子質量28大，O2消耗，殘留氣體平均相對分子質量必減小。【答案】導管中液面左低右高4H4e=2H22H2OO24e=4OH減小減小13防止鋼鐵的腐蝕是世界級難題，每年全世界鋼產量的四分之一因腐蝕而損失。甲乙(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應式為_、_。(2)為降低某水庫的鐵閘門的被腐蝕速率，可以采用圖甲方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_。A銅B鈉C鋅D石墨(3)圖乙所示方案也可降低鐵閘門的被腐蝕速率，其中

30、鐵閘門應該連接在直流電源的_極?！窘馕觥?1)發(fā)生吸氧腐蝕時，F(xiàn)e為負極：Fe2e=Fe2而腐蝕；正極上：O24e2H2O=4OH。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵更活潑的金屬如鋅就可由鋅失去電子被腐蝕而把Fe保護起來。(3)屬外加直流電源的陰極保護法，需把被保護的物件(閘門)與電源的負極相連接。【答案】(1)負極：2Fe4e=2Fe2正極：O24e2H2O=4OH(2)C(3)負14金屬鋁已成為日常生活、工業(yè)、國防、航空等行業(yè)中應用最廣泛的金屬材料之一。在工業(yè)中金屬鋁的生產流程如下圖所示：請回答下列問題：(1)電解鋁的原料主要來自鋁土礦(主要成分為Al2O3)，其中氧化鋁的含量約為50%70%。因

31、此電解時需要先從鋁土礦中獲得符合要求(Al2O3純度不低于98.2%)的氧化鋁，此過程包括三個環(huán)節(jié)，請寫出這三個環(huán)節(jié)所涉及的化學反應方程式：_、_、_，該過程主要利用了_。(2)電解鋁時，以氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融液為電解質，其中也常加入少量的氟化鈣，其作用為_。(3)由流程圖可知陰極和陽極由碳素材料做成，寫出陰極與陽極的電極反應式：陰極_；陽極_；電解過程中要定期更換的電極是_(填“陽極”或“陰極”)。(4)電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填“上層”或“下層”)。(5)鋁是高耗能產品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成_(填字母)。a冰晶石b

32、氧化鋁c鋁錠d硫酸鋁【解析】(1)從鋁土礦中獲取純度大于98.2% Al2O3的過程也就是除雜、富集的過程，故一般都利用Al2O3、Al(OH)3的兩性，將鋁土礦溶于NaOH溶液得到NaAlO2溶液(過濾可除去雜質)，然后向NaAlO2溶液中通入CO2氣體得到Al(OH)3沉淀，最后將Al(OH)3加熱即可得到純度大于98.2%的Al2O3。(2)電解氧化鋁時，加入冰晶石、氟化鈣的作用都是作助熔劑，降低Al2O3的熔點。(3)陰極發(fā)生還原反應，生成Al，電極反應為：4Al312e=4Al，陽極發(fā)生氧化反應生成氧氣，故電極反應式為：6O212e=3O2；由于生成的氧氣與陽極碳塊反應，因此陽極材料不斷地被消耗，需定期更換。(4)生成Al的密度大于熔融液的密度，故Al在熔融液的下層。(5)回收廢鋁制成鋁錠是工業(yè)上最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的處理方法。【答案】(1)Al2O32NaOH3H2O=2NaAl(OH)4NaAl(OH)4CO2=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2OAl2O3與Al(OH)3的兩性(2)降低Al2O3的熔點(3)4Al312e=4Al6O212e=3O2陽極(4)下層(5)c