应用广泛的金属材-钢铁

一、由石器、青铜器到铁器,商代，铁的使用已经开始了。1972年底，在河北商代遗址中出土了一件铁刃铜鉞。这件兵器，在铜质的鉞身前部嵌铸以铁质的鉞刃，刃部经科学鉴定，证明为经过锻打的铁。这铁不是人工冶炼的，而是来自陨铁（陨星炸裂坠于地面的陨石中，有含铁质较多或是纯铁的叫陨铁），因当时尚不知人工炼铁，所以陨铁的使用在社会生产上没有实际意义。,江苏六合程桥东周墓出土的铁丸，洛阳出土的公元前五世纪的铁锛、铁铲都是生铁器物，这证明在块炼法的同时，我国已出现生铁冶铸工艺。生铁与块炼铁同时发展，是我国古代钢铁冶金技术发展的独特途径。,欧洲直到公元14世纪才炼出了生铁，比我国晚了1900年。江苏六合程桥出土的春秋晚期的一件铁块，经科学分析，是白口生铁。这是到现在为止我国出土的最早的生铁实物，也是世界上最早的生铁实物。,二、铁和铁的合金,第四周期第VIII族,还原性金属性,Fe,14,2,1、铁的物理性质：,.银白色,有金属光泽,质软;,2.具有良好的延展性;,3.是电和热的良导体;,5.特性:能被磁体吸引，具铁磁性.,2、铁的化学性质：,3、与酸反应：,4、与水反应：,常温下通常不与水反应,高温时可以反应，方程式：3Fe+4H2OFe3O4+4H2,练习：,1、区分还原铁粉和氧化铜粉末的最简单方法是？2、下列物质可用铁桶盛装的是：,A、,B、,C、,D、,3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后，溶液的质量增加但无气体放出的是：,A、,B、,C、,D、,炼铁和炼钢,生铁和钢的比较,2%4.3%,0.03%2%,硅锰(较多)硫磷(较多),硅锰(适量)硫磷(较少),可铸不可锻,可铸,可锻,可压延,硬而脆,硬而韧,有弹性,三钢铁是怎样练成的,炼铁,2、主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气,1、原理：高温下用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。,3、主要设备：高炉,4、主要反应,（1）还原剂的形成CO2CO2QCO2C2COQ（2）铁的还原Fe2O33CO2Fe3CO2（3）炉渣的形成CaCO3CaOCO2CaOSiO2CaSiO3,点燃,高温,高温,高温,高温,问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？,答：焦炭的作用是作燃料和形成还原剂。石灰石的作用是作熔剂，除脉石。,5、产物,（1）生铁（2）高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰尘等。（3）炉渣：主要是CaSiO3,问题2：生铁含那些成分？问题3：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？,答：生铁主要含铁，除此之外还含有2%-4.3%的碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综合利用。,离子方程式和重要的化学方程,1铁和弱的氧化剂反应:1Fe+2H+Fe2+H22Fe+Cu2+Fe2+Cu3Fe+SFeS2铁和强的氧化剂反应12Fe+3Cl22FeCl333Fe+2O2Fe3O43Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O,Fe2+和Fe3+的关系,实验:1在试管中加入少量的盐酸,再加入过量的铁粉振荡后滴入少量的KSCN溶液观察现象,并写出离子方程式.现象:有气泡,溶液变绿色.离子反应:Fe+2H+Fe2+H2实验:2把上一实验中的溶液分装在三个试管中,然后分别滴加双氧水,氯水硝酸观察现象:现象:溶液变成血红色离子反应:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-离子反应:3Fe2+NO3-+4H+3Fe3+NO+2H2O,实验3:在上面三个实验的试管中分别加入铁粉和铜粉,和滴加K2S溶液振荡后观察现象:1加入铁粉的试管中,血红色褪色,溶液呈浅绿色离子反应:2Fe3+Fe3Fe2+2加入铜粉的试管中,血红色褪色,溶液程蓝色离子反应:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+3滴加K2S溶液的试管中血红色褪去,溶液中出现黄色的沉淀离子反应:2Fe3+S2-2Fe2+S实验4:在KI溶液中加入FeCl3溶液观察现象:4无色溶液变褐色离子反应:2Fe3+2I-2Fe2+I2,重要的化学反应,1铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2Fe3O42铁和氯气高温下反应:2Fe+3Cl22FeCl33氢氧化亚铁和氧化的反应:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)332Fe2+Cl22Fe3+2Cl-4Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(血红色)52Fe3+Cu2Fe2+Cu2+62Fe3+Fe3Fe2+72Fe3+2I-2Fe2+I282Fe3+S2-2Fe2+S,思考题,1如何鉴定Fe2+?向溶液中加入NaOH溶液,如果能观察到白色沉淀,并从白色变成绿色,褐色一直到红褐色.能证明溶液中含有Fe+2制取Fe(OH)2时为什么要用长的胶头滴管,并把滴管伸入到液面下?防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化,不能看到白色的沉淀.3如何用一种试剂鉴别:AgNO3,NaOH,Na2CO3,K2S,KI,KSCN,CCl4汽油,酒精溶液?,*对下例反应：2Fe3+Fe3Fe2+1氧化还原反应的规律：强氧化剂+强还原剂弱还原剂+弱氧化剂Fe3+FeFe2+2氧化性：Fe3+Fe2+还原性:FeFe2+3共存：反应物中一方过量，另一方不存在：Fe3+过量Fe不存在，但是Fe3+和Fe2+能共存当Fe过量Fe3+不存在。但是Fe和Fe2+不反应能共存。,对下例反应：标上电子转移的方向和总数2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+强氧强还弱还弱氧1氧化剂：Fe3+还原剂：Cu2氧化性：Fe3+Cu2+还原性：CuFe2+3Fe3+和Cu不共存。Fe3+过量,Fe3+,Fe2+,Cu2+共存。Cu过量Cu,Fe2+Cu2+能共存。,对下例反应：2Fe3+2I-2Fe2+I21氧化性比较：Fe3+I22还原性比较：I-Fe2+3Fe3+,I-不共存，Fe3+过量：Fe3+,Fe2+,I2能共存。,对下例反应：2Fe3+S2-2Fe2+S1氧化性比较：Fe3+S2还原性比较：S2-Fe2+3Fe3+,S2-不共存，Fe3+过量Fe3+,Fe2+,S能共存,思考题：1请写出铁和稀硝酸反应的方程式Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O2当以上反应铁过量时生成物中有没有