6.1(1)金属材料 沪教版（上海）九年级第二学期化学知识精讲.docVIP

6.1(1) 金属材料 知识精讲 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在．怎样将自然界中的这些化合物变成能为我们利用的金属单质呢？通过学习本课题，你一定会找到满意的答案． 【课前复习】 ※会做了，学习新课有保障 1．我们已经接触过的具有还原性的物质有_______________、____________、_________（写化学式）． 2．怎样将氧化铜变成单质铜，写出有关的化学反应方程式． 3．根据你的生活经验，铁制品在___________（填“干燥”或“潮湿”）的空气中容易生锈． 答案： 1．还原性的物质有C，H2，CO． 2．可以在加热或高温的条件下，用还原剂将氧化铜还原成铜． 例如： C＋2CuO2Cu＋CO2↑　H2＋CuOCu＋H2O CO＋CuOCu＋CO2 3．铁制品易在潮湿的空气中生锈． ※先看书，再来做一做 1．把铁矿石冶炼成铁的过程中，主要的反应原理是什么？（用化学方程式表示） 2．在实际生产时，使用的原料或产物一般都含有杂质，在计算时，应先把不纯物的质量转化成_____________． 3．铁生锈的条件是与_________和_________直接接触，用_____________、____________、_____________等方法可以防止钢铁生锈． 4．保护金属资源的有效途径是______________、______________、______________以及______________等． 【学习目标】 1．了解生铁和钢的冶炼方法及原理． 2．探究铁生锈的条件，并能寻找防止铁生锈的方法． 3．掌握含杂质计算的计算方法． 4．了解保护金属资源的有效途径． 【基础知识精讲】 ※课文全解 一、铁的冶炼 在自然界中没有单质铁存在，要想得到单质铁只能通过铁矿石冶炼．自然界中常见的含铁矿石有磁铁矿（Fe3O4），赤铁矿（Fe2O3），黄铁矿（FeS2），菱铁矿（FeCO3）等，它们是炼铁的主要原料．在初中阶段，我们只研究磁铁矿和赤铁矿的冶炼． 磁铁矿和赤铁矿所含的主要成分都是铁的氧化物，可以利用还原剂将它们变成单质铁．反应原理为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2但在实际生产过程中，把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程．工业上炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气；炼铁的主要设备是高炉，冶炼过程如下： （1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳； C＋O2CO2 （2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳． CO2＋C2CO （3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁． 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去．石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3CaO＋CO2↑，氧化钙再与二氧化硅反应，CaO＋SiO2＝＝＝＝CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的． 由于铁矿石的成分复杂，所以在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算成本或产量时应考虑到杂质问题． 二、含杂质物质的化学方程式计算 化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量关系． 但在现实生活中绝对纯净或理想纯净的物质是不存在的，或多或少都含有杂质，当进行计算时所含杂质改变了各物质间的质量关系．因此当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量，再进行计算． 纯物质质量＝不纯物质总量×纯物质所占质量分数 如：有1000 g含Fe2O3 80%的赤铁矿，其中Fe2O3的质量＝1000 g×80%＝80 g，再如，有1000 kg 含杂质4%的生铁，则纯铁质量应是：1000 kg×（1－4%）＝960 kg． 例：某赤铁矿含Fe2O3 80%，用3000 t这种矿石，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？ 分析：计算时应注意把反应物和生成物都换算成纯物质的量，再代入化学方程式计算． 解：设3000 t这种矿石，可炼出生铁质量为x， 根据题设：纯Fe2O3质量＝3000 t×80%＝2400 t 　　　　　纯Fe质量＝x·（1－4%）＝x·96% 代入化学方程式中： Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 160　　　　　　112 2400 t　　　　　x·96% x＝＝1750 t 答：可炼出含杂质4%的生铁1750 t． 三、金属资源的保护 常用的金属普遍有比较活泼的化学性质，所以大多数金属易被腐蚀，给人类造成巨大损失．就拿钢铁来说，据有关资料报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%，多么触目惊心！多么可惜呀！防止金属腐蚀已成为科学研究中的一个重