化学与技术 金属材料(第1课时).ppt

第三章 化学与材料的发展,第二节 金属材料,第1课时,选修2 化学与技术,金属的广泛应用,金属材料,我们很少使用纯金属，而主要使用合金。,铝合金锅,钛合金羽毛球拍,镍合金门锁,金属材料,一、从矿石中获得金属,获得金属材料经过探矿、采矿、选矿等工序，之后进入冶炼阶段。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。,我们知道，只有少数化学性质不活泼的金属，如金、铂以及少量的银和铜在自然界中能以游离态存在，大多数金属是与氧、硫等非金属单质和化合物而存在。,金属冶炼的方法：由于金属的活动性不同，金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。 （1）热分解法；（2）热还原法；（3）电解法。,从矿石中获得金属,电解法,热还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag,2HgO = 2Hg + O2,2Ag2O = 4Ag + O2,活泼金属,较活泼金属,不活泼金属,从矿石中获得金属,2019/10/13,江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣,6,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四 驾考宝典网 驾考宝典2016科目一 科目四,（1）炼铁,原理:,原料:,在高温下用还原剂把铁从其氧化物中还原出来,铁矿石,焦炭,石灰石,空气,1.钢铁的冶炼,设备:,高炉,主要反应:,炼铁,高炉结构图,C,+O2=CO2,CO2+C=2CO,3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2,炼铁,炼铁,从氧化物、碳酸盐、硫化物中冶炼金属有哪些不同？为什么？ 以氧化物形式存在的金属矿石可直接用还原剂还原，如生铁的冶炼；以碳酸盐形式存在的金属矿则可通过煅烧(在缺少空气条件下加热至高温但不使炉料熔化)分解生成金属氧化物或金属，然后再将金属氧化物还原；以硫化物形式存在的金属矿，由于低价硫的存在，所以先要焙烧(在有空气条件下加热至高温但不使炉料熔化)生成金属氧化物或金属，然后再将金属氧化物还原。,炼铁,高炉炼铁产生的废气、废渣的成分是什么？ 高炉炼铁中产生的废气、废渣的主要成分：废气有CO、CO2、SO2、NO2，炉渣有CaSiO3、少量含C、P、S、Si、Mn的化合物及SiO2等。,炼铁,铁合金,生铁,钢,（含碳量在24.3之间,还含硅、锰及少量硫、磷 ）,碳素钢,低碳钢,（含碳0.30.6）,高碳钢,（含碳0.030.3）,中碳钢,（含碳0.62 ）,合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢，见书P59表3-2),钢:用量最大，用途最广的合金,根据含碳量,炼铁,（2）炼钢,原理:,原料:,在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和S、P等其他杂质氧化成气体或炉渣除去，再添加硅、锰、铝等其他合金作为脱氧剂，以调整钢水的成分制成符合规格的钢材。,生铁（液态）,氧气（或空气），生石灰（造渣材料），脱氧剂（硅铁、锰铁、铝等）,设备:,平炉、转炉、电炉,炼钢,转炉的结构图,炼钢,炼铁和炼钢的主要反应原理有何异同？ 炼铁和炼钢的主要反应原理的比较： 相同点：都是利用氧化还原反应。 不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来(侧重还原)，而炼钢主要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化而除去(侧重氧化)。,炼钢,炼铁和炼钢的对比：,铁矿石：铁来源 焦炭、空气：产生热量及还原剂CO 石灰石：熔剂（除脉石）,生铁或废钢铁 氧化剂：O2、富氧空气、空气 生石灰：造渣、除Si、P Si Mn Al：还原剂,除FeO,调整钢的成分,高温下，用还原剂(CO)将铁矿石中的铁还原出来,高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂