應用廣泛的金屬材料——鋼鐵(編輯修改稿)
2024-09-11 21:34 本頁面
【文章內容簡介】 5角硬幣 銅鋅合金 1角硬幣 鋁鎂合金 第五套人民幣硬幣 1元硬幣 鋼芯鍍鎳 5角硬幣 鋼芯鍍銅合金 1角硬幣 鋁合金 形形色色 的合金 ↑用于護齒設備的鈦合金 ←用于槍筒的鎢鋼 ↑高錳鋼常用于制作坦克的裝甲 形形色色的合金 ← 有記憶的鎳鈦合金，廣泛用于航空、航天、核工業(yè)等。 ← 超塑性合金可生產形狀復雜的零件和儀表殼等 眼鏡架：如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復原狀。 汽車外殼 :如果不小心撞癟了，只要用電吹風加加溫就可恢復原狀。 其它領域的應用 生鐵和鋼都是鐵的合金 合金 成份 性能 生鐵 含 C、 S、 P等 (~%) 硬、脆 普通鋼 含 C (~%) 硬而韌，有彈性 特種鋼 錳鋼 含 C、Mn(13%) 堅硬，有韌性，順磁性 鎢鋼 含 C、 W 耐熱，溶點高，堅硬 不銹鋼 含 Cr、 Ni 抗腐蝕性強 四、鐵的重要化合物 鐵的氧化物 磁性材料 紅色顏料 —— 不溶 不溶 不溶 + +3 + 3 + 2 穩(wěn)定 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 黑色晶體 紅棕色粉末 黑色粉末 磁性氧化鐵 鐵紅 —— Fe3O4 Fe2O3 FeO 用途 水溶性 鐵的化合價 穩(wěn)定性 色態(tài) 俗稱 化學式 四氧化三鐵 氧化鐵 氧化亞鐵 名稱 類別 共性 堿性氧化物 堿性氧化物 （ FeOFe2O3） 與酸反應，均可被還原劑（ CO）還原 ? Fe3O4是復雜的化合物，經研究證明，在Fe3O4晶體中有 1/3的 Fe是 +2價，有 2/3的 Fe是 +3價，可看成 FeOFe2O3，實際應寫成Fe(FeO2)2,即鐵酸亞鐵鹽，不是一般的氧化物。 練習： 1．寫出下列化學方程式 ① FeO+HCl ② Fe2O3+稀 H2SO4 ③ Fe2O3+稀 HNO3 ④ FeO+CO ⑤ Fe2O3+CO ⑥ Fe3O4+CO *⑦ FeO+稀 HNO3 *⑧ Fe3O4+HCl *⑨ Fe3O4+稀 HNO3 *⑩ FeO + O2 2．磚瓦是用含鐵元素等雜質的粘土隔絕空氣燒制而成的，當燒窯作業(yè)臨近結束時，若用淋灑水的辦法來降低溫度，窯內處于還原氣氛，磚塊中的鐵以氧化物的形式存在，因此，磚呈青色。若用揭開窯頂自然冷卻的辦法，磚就變成了紅色。請從化學角度解釋原因。 C + H2O → CO + H2 FeO、 Fe3O4和 C 青磚： 紅磚： Fe2O3 鐵的氫氧化物 練習：完成下列化學方程式，并改寫成離子方程式 FeCl3 + NaOH → FeSO4 + NaOH→ Fe2+ + 2OH → Fe(OH)2↓ Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3↓ 3 Fe(OH)3↓ + 3NaCl 2 Fe(OH)2↓ + Na2SO4 Fe3+ + NH3 H2O → Fe(OH)3↓ + NH4 + 3 3 白色絮狀沉淀 紅褐色沉淀 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3 白色絮狀沉淀 灰綠色 紅褐色沉淀 → → 思考： (1)本實驗有何違反實驗常規(guī)的地方？為何要這樣做？ 要用新制的硫酸亞鐵溶液，配制時最好使用煮沸過的蒸餾水。（除去溶解氧） 液面最好液封。 （隔絕空氣） 在配制的硫酸亞鐵溶液中加少量鐵粉。 （防止氧化） 把氫氧化鈉溶液煮沸。 （除去溶解氧） 將滴管插入試管里溶液下面慢慢擠出氫氧化鈉溶液。（避免生成的氫氧化亞鐵與氧氣接觸而氧化。） 減少振蕩 (2)為什么還是沒有看到白色沉淀？可采取哪些措施？ 小結：鐵的氫氧化物 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 顏色 水溶性 制法 化學性質 3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O 轉化 4Fe(OH)2+O2+2H2O→ 4Fe(OH)3 白 →灰綠 →紅褐 白色 紅褐色 不溶 不溶 Fe2+ + 2OH →Fe(OH)2 Fe 3+ +3OH →Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+→Fe3+ +3H2O ? 2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O Fe(OH)2+2H+→Fe2+ +2H2O 2Fe(OH)2→FeO + H2O ? 注意： Fe(OH)2和 Fe(OH)3從溶液中析出的現象不同，前者是白色絮狀沉淀，后者是紅褐色沉淀。而 Fe(OH)2極不穩(wěn)定，易被氧化成 Fe(OH)3，反應現象是：白色 →灰綠色→紅褐色。 ? 若要觀察到白色的 Fe(OH)2沉淀，需要創(chuàng)造以下條件： ? （ 1）排除亞鐵鹽溶液里的 Fe3+離子，以免 Fe3+離子直接與 OH結合生成 Fe(OH)3。 ? （ 2）盡量排除溶液中溶解的氧氣（絕對排除是辦不到的），以減慢生成的 Fe(OH)2被氧化成 Fe(OH)3的速度。 ? 反應要用新制備的亞鐵鹽溶液，并放入少量的鐵以防止Fe3+離子產生。亞鐵鹽溶液與堿溶液在混合前分別加熱以排除溶有的空氣，然后，把堿溶液沿著試管壁加入盛亞鐵鹽溶液的試管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入堿溶液，可觀察到白色絮狀沉淀。 H+ OH 如何實現下列轉變？ Fe2O3 →Fe(OH)3 FeCl3 →Fe2O3 Fe2(SO4)3 → FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3+ 鐵的鹽類 Fe 2+ + 2O
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