高中化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù) 金屬冶煉和金屬材料的保護(hù)教學(xué)設(shè)計

高中化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù)

3.3金屬冶煉和金屬材料的保護(hù)教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

■課標(biāo)要求

1.舉例說明金屬材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。

2.舉例說明用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理。

?課標(biāo)解讀

1.明確金屬材料的通性（導(dǎo)電、導(dǎo)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(hù)的原理是破壞金屬形成電化學(xué)腐蝕的條件。

?教學(xué)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(hù)，

金屬的性質(zhì)、用途及防護(hù)均是高考的高頻考點，尤其是電化學(xué)原理知識在金屬腐

蝕和防護(hù)過程中的應(yīng)用更是高考的熱點。

教學(xué)設(shè)計

?新課導(dǎo)入建議

法國皇帝拿破侖三世，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(xué)會的表

彰，獎品是一只鋁制獎杯。

為什么當(dāng)時的鋁比金或銀還珍貴？

?教學(xué)流程設(shè)計

課前預(yù)習(xí)安排：看教材P58—65,填寫［課前自主導(dǎo)學(xué)］,

并完成［思考交流］。=步驟1：導(dǎo)入新課，本課時教學(xué)地位分析。=步驟2：

建議對［思考交流］進(jìn)行提問，反饋學(xué)生預(yù)習(xí)效果。=步驟3：師生互動完成

探究1,可利用［問題導(dǎo)思］中的設(shè)問作為主線。步驟7：通過［例2］和教材

P62-65"金屬材料的保護(hù)”的講解研析，對“探究2,金屬的腐蝕與防護(hù)”

中注意的問題進(jìn)行總結(jié)。仁步驟6：師生互動完成“探究2”。仁步驟5：指

導(dǎo)學(xué)生自主完成［變式訓(xùn)練1］和［當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)］1、2、3、5題。仁步驟4：

通過［例1］和教材P58—62"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(jìn)行總結(jié)。步驟8：指導(dǎo)學(xué)生自主完成［變式

訓(xùn)練2］和［當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)］中的4題。=步驟9：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時知

識框架，然后對照［課堂小結(jié)］。安排課下作業(yè)［課后知能檢測］。

課前導(dǎo)學(xué)

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(yīng)的化學(xué)方程式)

①碳單質(zhì)還原氧化銅：CuO+C^=Cu+COto

高溫

②一氧化碳還原氧化鐵：Fe2O3+3CO^=2Fe+3C02。

高溫

③鎂還原四氯化鈦：TiCL+2Mg=Ti+2MgeI?。

高溫

④氫氣還原三氧化鴇：W03+3H2^=W+3H20O

直流電

(2)電解法：電解MgCk制Mg的反應(yīng)：MgCL=Mg+Cl2t-

熔融

(3)金屬冶煉原理

金屬陽離子得電子被還原成金屬原子。

思考交流

1.能否用電解MgCL溶液的方法獲得金屬鎂？

通電

【提示】不能。用惰性電極電解MgCL溶液時發(fā)生的反應(yīng)為：MgCl2+2H2O=

Mg(0H)2I+C12f+H2fo

2.高爐煉鐵

(1)原料：赤鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。

局溫

⑵主要反應(yīng)：Fe203+3C0=2Fe+3C02o

(3)生產(chǎn)工藝流程

水泥|鑄造-A鑄件的

3.電解法煉鋁

(1)氧化鋁的生產(chǎn)

鋁土礦與NaOH溶液在高溫下反應(yīng)：Al203?3H20+2Na0H=2Na[Al(OH)J；

降溫析出A1(OH)3晶體:Na[Al(OH)J=A1(OH)3I+NaOH；

煨燒

高溫煨燒獲得氧化鋁：2A1(0H)3=A1203+3H20O

(2)電解氧化鋁

直流電

主要反應(yīng)：2A12O34A1+3O2f,加入冰晶石的目的降低AI2O3的熔點。

Na3AlF6

思考交流

2.工業(yè)上為什么不用電解A1CL的方法煉鋁？

【提示】A1CL屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電。

金屬材料的保護(hù)

1.金屬材料

(1)世界上產(chǎn)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(yīng)，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、釵、鎰、銘等)的含量調(diào)控到指定范圍的過程。

(3)金屬材料都具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。

2.金屬腐蝕的原理

(1)化學(xué)腐蝕是金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的。如在氯堿

廠中Fe與周圍的CL接觸而導(dǎo)致鐵被氯氣氧化為FeCl3,從而使鐵被腐蝕。

(2)電化學(xué)腐蝕是指金屬表面因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

①吸氧腐蝕

條件：周圍環(huán)境呈中性或弱酸性。

電極反應(yīng)：負(fù)極：Fe—2e-=Fe2+

-

正極：2H20+02+4e=40H-

②析氫腐蝕

條件：周圍環(huán)境呈酸性。

電極反應(yīng)：負(fù)極：Fe—2e-=Fe2+

正極：2H++2屋=H2t

3.金屬保護(hù)的主要方法

(1)表面保護(hù)

原理：金屬的表面保護(hù)是指對金屬的表面進(jìn)行處理，利用涂在表面的材料或

鍍上的鍍層將引起腐蝕的比0、等物質(zhì)與需要保護(hù)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(hù)和鍍層保護(hù)。

(2)電化學(xué)保護(hù)

外加直流電源的陰極保護(hù)法：把直流電源的負(fù)極接到被保護(hù)的金屬部件上，

金屬就會得到保護(hù)，利用的是電解原理。

犧牲陽極的陰極保護(hù)法：在被保護(hù)金屬表面附加上更活潑金屬的方法，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(zhì)除去應(yīng)能使鋼鐵的抗腐蝕能

力大大增強(qiáng)。另外，人們將一些元素?fù)饺肫渌饘俨牧现械玫胶辖?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輅和鍥元素制成的

合金。

課堂互動

金屬的冶煉方法

【問題導(dǎo)思】

①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。

②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。

③冶煉金屬鎂時，為什么不用電解MgO的方法？

【提示】強(qiáng)0熔點高，電解熔融MgO時耗能大，故用電解熔融MgCL獲得金屬鎂。

例1.(2011?浙江高考)鋁生產(chǎn)產(chǎn)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(gòu)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：

通電

2Al2O34A1+30",加入冰晶石的作用：o

冰晶石

(2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì)，可用電解方法進(jìn)一

步提純，該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為,下列可作陰極材料的是。

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(yīng)式為O

(4)在鋁陽極氧化過程中，需要不斷地調(diào)整電壓，理由是

(5)下列說法正確的是0

A.陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)

B.鋁的陽極氧化可增強(qiáng)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(qiáng)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A1。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(zhì)的鋁作陽極，純鋁作陰極材料（3）

依據(jù)題中信息金屬表面生成致密的氧化膜。

【答案】（1）主要是降低熔化溫度（2）Al-3e-=Al3+（3）2A1—65+

+

3H20=A1203+6H（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

易錯警鐘

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(yīng)，不考慮陰離子的放電順序。

變式訓(xùn)練

1.工業(yè)上冶煉金屬，常用的方法有四種：I.熱分解法，n.熱還原法，in.

電解法，w.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IV

B鈉、鋁III

c銅、鐵I

D銀、汞II

【解析】金屬的冶煉方法與金屬的活動性有關(guān)。K、Ca、Na、Al—III,Fe、Cu—IL

Ag、Hg—Io

【答案】B

金屬的腐蝕與防護(hù)

【問題導(dǎo)思】

①金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？

【提示】金屬原子失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)的過程。

②生產(chǎn)、生活中普遍存在的鋼鐵腐蝕是哪一類？

【提示】吸氧腐蝕。

③保護(hù)金屬的常見方法有哪些？

【提示】保護(hù)層法、陰極保護(hù)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(yīng)腐蝕損耗的過

程。

失5

(2)金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子----*金屬陽離子

氧化反應(yīng)

2.金屬腐蝕的分類

金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)

區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

(1)實質(zhì)都是金屬原子失去電子被氧化而損耗；

實質(zhì)與

(2)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍、危害性更大、腐蝕速

聯(lián)系

率更快

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜

酸性較強(qiáng)酸性很弱或呈中性

性質(zhì)

負(fù)極反應(yīng)

2H20+02+4e-=

+

正極反應(yīng)2H+2e~=H2t

40H-

其他反應(yīng)

及產(chǎn)物

Fe2++20H-

2Fe+02+

=Fe(OH)212H20=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+02+2H20=4Fe(OH)a

2Fe(OH)3=Fe2O3?xH20+(3-

X)H20

普遍性吸氧腐蝕更普遍

3.電化學(xué)腐蝕的分類

4.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)

J犧牲陽極的陰極保護(hù)法一一原電池原理

防護(hù)滸《

［外加電流的陰極保護(hù)法一一電解原理

(2)其他：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和金屬表面外加保護(hù)層

如圖所示，燒杯中試管內(nèi)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(nèi)液面上升，則原溶液是性，發(fā)生________腐蝕，電

極反應(yīng)式為：負(fù)極：,

正極：O

(3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈__________性，發(fā)生_________腐蝕，電

極反應(yīng)式為：負(fù)極：,

正極：O

【解析】根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，兩種不同的材料在有電解質(zhì)溶液時，若形成閉

合回路，即可構(gòu)成原電池。根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及實驗結(jié)果可知：試管內(nèi)

液面上升，說明試管內(nèi)壓強(qiáng)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(yīng)式；試管內(nèi)液面下降，說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大，試管內(nèi)產(chǎn)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(yīng)式。

2+

【答案】(1)電化學(xué)(2)弱酸性或中吸氧2Fe-4e-=2Fe02+2H20+4e-

--2++

=40H(3)酸析氫Fe-2e=Fe2H+2e-=H2t

易錯警鐘

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)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。

變式訓(xùn)練

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(xué)反應(yīng)是()

A.4Fe(OH)2+2H,0+02=4Fe(OH)3

B.2Fe+2H20+O2=2Fe(OH)2

--

C.2H20+02+4e=40H

D.Fe—3e-^Fe3+

【解析】洗過的鐵鍋在空氣中放置，可發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Fe—

2e「=Fe2+,正極發(fā)生的反應(yīng)是2H2。+02+4屋=401,總反應(yīng)方程式是2Fe+2H20

+02=2Fe(0H)2,而生成的Fe(OH)2又被氧化為Fe(OH)3：4Fe(0H)2+2H20+

02^4Fe(OH)30

【答案】D

【教師備課資源】

1.鋼鐵生銹的條件是什么？

思路分析：要證明鐵生銹是兩個條件共同作用造成的，在設(shè)計時要單獨考慮

每一個條件對實驗的影響，因此要設(shè)計3種情況：有無HQ；有HQ無。2；既

有乩0又有02o

實驗設(shè)計：將同樣的三根鐵絲(繞成螺旋狀)分別放在⑴干燥的空氣中；(2)

除去氧氣的蒸儲水中；(3)溶有氧氣的蒸儲水中。然后放置相同的時間(大約6?

7天)，觀察鐵絲表面生銹的情況。

(D實驗過程(2)實驗現(xiàn)象(3)各步結(jié)論

3

-干燥的空氣無鐵銹沒有水鐵絲不易生銹

亞絲

\

:/煮沸撼獻(xiàn)

無鐵銹沒有氧氣鐵絲不易生銹

1蜒

溶有氧氣

了的蒸儲水有鐵銹鐵絲與氧氣、水共同作用才易生銹

德絲

【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(jié)構(gòu)疏松，更易吸收水蒸氣，加快銹蝕速度。

2.“沙里淘金”的原理

金的化學(xué)性質(zhì)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?；煊猩倭康男〗鹆！纳沉Ｖ蟹蛛x出金粒實質(zhì)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(zhuǎn)，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(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、還原性。

2.鋼鐵電化學(xué)腐蝕的3個電極反應(yīng)式：Fe—25=Fe"（負(fù)極）02+2H20+

4e-=40fT（正極吸氧）2H++2e-=H2t（正極析氫）

3.金屬保護(hù)的3種方法：保護(hù)層法；陰極保護(hù)法；改變組成結(jié)構(gòu)法。

4.金屬冶煉的4種方法：電解法；熱還原法；熱分解法；富集法。

當(dāng)堂達(dá)標(biāo)

1.下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬事實情況的是（）

△

A.2HgO^=2Hg+O2f

高溫

B.4A1+3MnO2^=2Al2O3+3Mn

電解

C.2MgO^=2Mg+O2f

D.4C0+Fe304^=3Fe+4C02

【答案】C

2.高爐煉鐵過程中，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)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(yīng)：C+02=C02；鐵元素發(fā)生還原反應(yīng):

高溫高溫

FeQy+亢0：^e+j€O2；碳元素既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)：C+0,

C02,C+C02^2C0；氮元素既不發(fā)生氧化反應(yīng)又不發(fā)生還原反應(yīng)。

【答案】C

3.下列有關(guān)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(jié)構(gòu)和性能

B.適當(dāng)降低生鐵中的含碳量，除去大部分硫、磷等雜質(zhì)

C.加入硅、鎰、鋁等合金元素調(diào)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，如添加銀、銘等金屬可以防腐；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(jié)束時加

入硅、鎰、鋁等合金元素調(diào)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。

【答案】D

4.下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()

A.鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)

B.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)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(fù)極反應(yīng)是Fe—35=Fe"

【解析】與電源正極相連的為電解池陽極，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(fù)極應(yīng)該生成Fe"。

【答案】B

5.工業(yè)制備鋁一般是從鋁土礦(主要成分是AkOs，含有Fe2()3雜質(zhì))中得到

純凈的AI2O3,然后電解AU)3得到鋁。下圖是從鋁土礦中提純A1Q的簡單示意圖,

其中涉及的一個反應(yīng)是2NaAl(0H)4+C02=Na2C03+2Al(0H)3I+乩0。

(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(zhì)：B,C,H,

F。(填化學(xué)式)

(3)寫出化學(xué)方程式:

①;

②;

③;

④O

【解析】溶液B中通入C02產(chǎn)生沉淀，說明B溶液為NaAl(0H)4溶液，則向鋁土

礦中加入的試劑①是NaOH溶液，操作a是過濾；則溶液D為Na￡C>3,反應(yīng)②為

Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3I+2NaOH。

【答案】(1)過濾Ca(OH)(2)NaAl(OH)4Fe203CaC03AIM(3)①AI2O3

+2Na0H+3H20=2NaAl(0H)4(2)Na2C03+Ca(OH)2=CaC03I+2NaOH

△電解

(3)2A1(0H)3^=Al203+3H20@2Al203^=4Al+302f

課后檢測

1.以下金屬的冶煉(“一”前為原料，“一”后為所得的金屬)，其中最適

宜用熱還原法冶煉的是()

①MgCk-Mg；②MnC)2-Mn；③ZnO-Zn；④HgO-Hg；⑤磁鐵礦-Fe；⑥KCl-K

A.①②④B.③④

C.②③⑤⑥D(zhuǎn).①②③⑤

【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表中處于

中部或金屬活動性與之相當(dāng)?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②③⑤⑥。

【答案】c

2.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(yīng)

C.鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng)

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(xué)腐蝕，而鍍鋅鐵板因為鋅比鐵活潑，鋅、鐵

構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極而使鐵受到保護(hù)。

【答案】B

3.下列物質(zhì)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。

【答案】B

4.用氫氣作還原劑和用金屬作還原劑相比，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(jié)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。

【答案】A

5.下列金屬氧化物不能用焦炭還原的是（）

A.CaOB.Fe304

C.CuOD.Fe2O3

【解析】Ca的還原性很強(qiáng)，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(xué)反應(yīng)，生成CaCz和CO。

【答案】A

6.下列關(guān)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(xué)腐蝕比電化學(xué)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，析氫腐蝕時正極放出氫氣；化

學(xué)腐蝕不如電化學(xué)腐蝕普遍，析氫腐蝕不如吸氧腐蝕普遍。

【答案】B

7.在鋼鐵的吸氧腐蝕中，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（）

A.2H20+02+4e-=40H"

+-

B.2H+2e^H2f

-

C.40H--4e=2H20+02t

D.Fe—2e-^=Fe2+

【解析】吸氧腐蝕時應(yīng)是得到電子被還原。

【答案】A

8.為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)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(nèi)，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(jié)果的描述不正確的是（）

A.實驗結(jié)束時，裝置⑴左側(cè)的液面一定會下降

B.實驗結(jié)束時，裝置⑴左側(cè)的液面一定比裝置⑵的低

C.實驗結(jié)束時，鐵釘b腐蝕最嚴(yán)重

D.實驗結(jié)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(xué)腐蝕，因產(chǎn)生民導(dǎo)致裝置⑴左側(cè)管內(nèi)

壓強(qiáng)增大，故左側(cè)液面下降；裝置⑵銅一鐵一鹽酸構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，被

腐蝕，正極是Cu作電極，正極上H+放電產(chǎn)生上，原電池反應(yīng)速率大于一般化學(xué)

反應(yīng)，F(xiàn)e腐蝕快，產(chǎn)生比多，故實驗結(jié)束裝置⑴左側(cè)液面一定比裝置⑵高；

裝置⑶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】B

9.在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是()

A.鋅做陽極，鍍件做陰極，溶液中含有鋅離子

B.伯做陰極，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.鋅做陰極，鍍件做陽極，溶液中含有鋅離子

【解析】由電鍍裝置的設(shè)計方法可知，應(yīng)選用鋅片做陽極，鐵制品做陰極，含有

Zr?+的溶液做電鍍液。

【答案】A

10.在煉鐵、煉鋼過程中都有碳參加反應(yīng)。下列有關(guān)碳參加反應(yīng)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(chǎn)生熱量的作用，又起產(chǎn)生C0的作用

C.煉鋼過程中碳被還原，從而達(dá)到降低含碳量的目的

D.煉鐵過程中碳參加反應(yīng)，只起產(chǎn)生C0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(chǎn)生煉鐵所需的還原劑C0。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(yīng)為：C+FeO^=COt+Fe,這個反應(yīng)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】B

11.鋼鐵工業(yè)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)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(yīng)，在部分開始生成生鐵和爐渣。

(2)煉鋼時，加入硅、鎰和鋁的目的是

(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(chǎn)中，尾氣均含有的主要污染物是-從環(huán)保和經(jīng)

濟(jì)角度考慮，上述尾氣經(jīng)處理可用作。

【解析】考查高爐煉鐵及煉鋼知識。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(zhì)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、磷等雜質(zhì)及降低含碳量。

【答案】（1）爐身爐腰（2）脫氧和調(diào)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(dǎo)管中觀察到的現(xiàn)象是,甲中正極反應(yīng)為

乙中正極反應(yīng)

試管中殘留氣體平均相對分子質(zhì)量的變化為：甲

乙o（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，放出比，導(dǎo)致甲試管

內(nèi)壓強(qiáng)增大；乙中NaCl溶液呈中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，0?被消耗，導(dǎo)致乙試

管內(nèi)壓強(qiáng)減小，所以結(jié)合物理知識看到導(dǎo)管中液面出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)象。由于甲

試管中放出乩，其相對分子質(zhì)量為2,比空氣的平均相對分子質(zhì)量29小，故甲

中殘留氣體平均相對分子質(zhì)量變??；乙試管中0,平均分子質(zhì)量為32比N2的相對

分子質(zhì)量28大，0?消耗，殘留氣體平均相對分子質(zhì)量必減小。

【答案】導(dǎo)管中液面左低右高4H++4葭=2H"2H20+02+4e-=40H-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(chǎn)量的四分之一因腐蝕而

損失。

(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)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，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直

流電源的極。

【解析】(1)發(fā)生吸