1、预习导航情境导入课程目标生活中常见的金属材料1.掌握高炉炼铁和电解法炼铝的原理，了解其生产过程和主要设备。2能列举金属腐蚀的事实，掌握金属腐蚀的原理，说明金属腐蚀的普遍性。3了解金属防腐的方法和电解、电镀的原理。一、从矿石中获得金属1金属冶炼依据的原理及采用的方法金属冶炼所依据的原理是利用氧化还原反应将金属从其化合物中还原出来。冶金工业的两种主要方法是火法冶金和湿法冶金。2钢铁的冶炼(1)生铁的冶炼。铁元素在自然界中的存在：主要以氧化物和硫化物等形式存在于铁矿石中，如磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和黄铁矿等。原料：一般以铁矿石、焦炭、石灰石和空气等为原料。主要化学反应：a还原剂的形成：CO2CO2，C
2、O2C2CO。b铁的还原：Fe2O33CO2Fe3CO2。c炉渣的形成：CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3。自主思考赤铁矿反应中什么是氧化剂？什么是还原剂？按照化工生产的一般过程，在炼铁过程的实际生产中必须考虑哪些因素？火法冶金和湿法冶金分别有哪些优点和缺点？提示：Fe2O3为氧化剂，CO为还原剂。从反应原理、生产中原料的选择、反应条件的控制、三废的处理和能量的充分利用等方面考虑生铁冶炼中的一些问题。火法冶金适用于大多数金属的冶炼，但能耗较高、容易造成环境污染；湿法冶金设备工艺简单，原料的综合回收率高，污染小。(2)钢的冶炼。原料：生铁、氧气、脱氧剂。主要化学反应：2CO22C
3、O、2FeO22FeO、FeOCCOFe(脱碳)、FeSCaOCaSFeO(脱硫)。3铝的冶炼(1)原料主要来自铝土矿(主要成分是Al2O3)。(2)从铝土矿中获得Al2O3的过程(用化学方程式表示)：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)从Al2O3中获得Al电解冶炼铝。装置铝电解槽。a电解质是氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融液，其中也常加入少量的氟化钙等帮助降低熔点。b电极材料：阳极和阴极都以碳素材料做成。化学反应。a总反应式：2Al2O34Al3O2。b电极反应：阳极6O212e=3
4、O2。阴极4Al312e=4Al。自主思考回忆金属冶炼有哪些常用方法？如何选择金属冶炼方法？提示：金属冶炼常用方法有热分解法、热还原法、电解法等。选择金属冶炼方法要考虑金属活动性及经济效益、技术、环保等因素。金属冶炼方法的还原强度顺序：电解法热还原法热分解法；经济效益高低：热分解法热还原法电解法。二、金属的腐蚀及防止1金属腐蚀(1)金属腐蚀及其分类。金属腐蚀的本质是金属与其接触的其他物质在一定条件下发生氧化还原反应而受到损害。金属腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀。(2)电化学腐蚀及其分类。电化学腐蚀是指不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。钢铁腐蚀
5、通常分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。a吸氧腐蚀的电极反应：负极Fe2e=Fe2，正极O2(g)H2O(l)2e=2OH(aq)。b析氢腐蚀的电极反应：负极Fe2e=Fe2，正极2H(aq)2e=H2(g)。2金属腐蚀的防止和利用(1)金属腐蚀的防止。将金属制品与周围物质隔离开是一种普遍采用的防护方法。例如，用化学方法在钢铁部件表面发蓝、利用阳极氧化处理铝制品的表面使之形成致密的氧化膜而钝化。另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在表面也可形成稳定的钝化膜等。电镀是应用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。其目的是增强金属的抗腐蚀能力，增加美观和表面强度。镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易发生化学变化的金属或合金。电镀时，把待镀金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。例如，在铁制品上镀铜时，阳极反应为Cu2e=Cu2，阴极反应为Cu22e=Cu。(2)金属腐蚀的利用：进行材料加工，如化学蚀刻。自主思考金属腐蚀大都发生在金属与其他介质接触的部位，由此推断控制金属腐蚀主要从哪些方面来考虑？提示：主要从金属(如正确的选材、合金化)、与金属接触的物质及两者相互反应的条件(如调整介质环境、金属镀层、涂层、加入缓蚀剂)等方面考虑。
