资源简介

第六章　金　属
6.4　珍惜和保护金属资源
设计说明 金属资源的保护，重点是关于“铁制品锈蚀的条件”的探究，以及“防止铁制品锈蚀”的讨论。【探究】包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论等多个步骤，对于培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。【讨论】主要是对在【探究】中获得的结论进行应用。关于金属资源的保护，可以借助图片、视频等素材，利用点拨、讨论等形式使学生充分了解金属矿物资源是有限的，以及金属资源的保护措施。 教学目标 【知识与技能】 1.知道地球上的金属资源是有限的，关注金属资源的消耗情况。 2.知道铁生锈的条件，并能运用控制变量的方法探究铁生锈的条件；能对探究铁生锈的实验做出正确的评价。 3.能对不同的铁制品提出正确的防锈方法。 4.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属及金属资源保护的重要性。 【过程与方法】 通过金属锈蚀条件的实验探究，学习利用控制变量法进行科学探究的方法。 【情感、态度与价值观】 1.通过金属利用和消耗的介绍，让学生产生金属资源的危机意识，懂得保护金属资源的重要性。 2.通过废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识。 重点难点 教学重点 铁制品锈蚀的原因及相应的防锈措施。 教学难点 铁制品锈蚀的原因及相应的防锈措施。 教学方法 探究法：通过学生的探究实验，引导学生正确推理，概括出铁锈蚀的条件以及相应的防锈方法。 控制变量法：铁制品锈蚀条件的探究实验中注意控制变量，验证时保证要验证的条件不同外，其他条件应完全相同。 教具、学具 1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。 2. 铁钉、试管、铁架台、水、棉花、酒精灯、橡皮塞、生石灰或其他干燥剂。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 1.金属的存在：少数金属如金、银等是以 形式存在的，其余大部分是以 形式存在的。 答案：单质 化合物 2.写出下列反应的化学方程式。 （1）一氧化碳还原氧化铁 ； （2）高炉炼铁过程中焦炭的作用： 、 。 答案：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （2）C+O2CO2　C+CO22CO 导入新课 【复习导入】教师播放视频《金属腐蚀》。 （插入视频《金属腐蚀》） 从视频中我们知道了金属腐蚀会造成危害，并且金属腐蚀每年都会给世界造成巨大的经济损失。而且人们每年都会向自然界索取大量的矿产资源，提炼金属。所以金属的腐蚀和防护已成为我们重要的课题。本节课我们就来学习金属腐蚀的原理以及如何对金属进行防护。 讲授新课 一、探究钢铁锈蚀的原因 【教师点拨】钢铁是最常用的金属材料，根据生活经验，钢铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中容易生锈。那我们如何通过实验来探究铁生锈的条件？ 【投影】【探究活动】 【问题】钢铁锈蚀的因素有哪些？ 【假设】铁在空气中容易氧化，据此推断，铁的生锈必然跟氧气有关。另外，在潮湿环境或在海水浸泡下，铁锈蚀的现象更加严重，由此推断：铁的生锈还可能与水分、盐分有关。 【讲解】在此实验中可能有多个条件会影响钢铁生锈，当我们要研究其中的一个条件时，就要控制其他条件保持不变。 实验与事实： 【实验6-6】取4枚无锈的洁净铁钉，如图所示分装在不同条件的试管内，并按下表要求观察记录： 编号ⅠⅡⅢⅣ实验条件加稀硫酸或稀盐酸浸没铁钉，1分钟后倒去酸液，放置铁钉放在用水浸湿的一团棉花球上铁钉浸入迅速冷却的沸水内，塞紧试管内放干燥剂，在一团干棉花球上放铁钉，塞紧实验图示观 察 记 录片刻后无现象无现象无现象无现象一天后表面开始生锈无无无三天后生锈无无无一周后生锈表面开始生锈无无实验条件分析与水、氧气同时接触且有酸存在与水、氧气接触只与水接触只与氧气接触
说明：1.沸水迅速冷却是为了除去溶解在水中的少量氧气。 2.干燥剂可以吸收水分，试管中放入干燥剂后可使试管内保持干燥。 【教师点拨】那么通过所做实验的现象，你们认为铁生锈与哪些因素有关。 【归纳总结】①铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，铁生锈是铁与水、氧气共同作用的结果。 ②当铁接触易跟它发生反应的化学物质（如酸溶液等），会加快锈蚀。 由此可见，金属的锈蚀是需要条件的，如要有能够发生反应的物质，反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用等。 【教师提问】1.铁锈的主要成分是什么？它是纯净物吗？ 2.铁锈能像氧化铝膜一样阻止铁继续生锈吗？ 【学生回答】1.铁锈是混合物，主要成分是Fe2O3。 2.铁锈的结构很疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水分等反应，因此铁制品可以完全锈蚀。 【教师提问】我们知道了铁锈蚀的原理。那自然就会想到，如果要防止铁生锈，它的原理是什么呢？ 【学生回答】防止铁生锈的原理是要阻止铁同时与氧气、水接触。 【学生讨论】 1.通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议。 2.自行车的构件如支架、链条、车圈等，分别采用了什么防锈措施。 【归纳总结】1.常用的防锈方法 （1）保持铁制品表面的洁净和干燥。 （2）在铁制品表面涂覆保护层，例如涂油、刷漆、搪瓷、烤蓝等。 （3）涂上一层不易锈蚀的金属——电镀。 （4）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。 2.支架：喷漆 链条：抹油 车圈：电镀 【教师展示】教师播放视频《镀铬》《镀锌》《涂防锈油》《刷漆》，拓展知识。 （插入视频《镀铬》《镀锌》） （插入视频《涂防锈油》《刷漆》） 【过渡】上面我们讨论了铁制品的腐蚀和防护。对于金属资源，除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？ 二、金属资源保护 活动3　认识保护金属资源的重要性 【启发】废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？ 【讨论】废弃金属的回收有什么意义？ 【讲解】据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20％，1 t废钢铁回炉冶炼可炼成近1 t钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11 t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11 kg，可见回收利用废金属，具有巨大的社会和经济效益。目前世界上已有50％以上的铁和90％以上的金属得到了回收和利用。 【讨论】你还知道保护金属资源的其他途径吗？ 【学生讨论并回答】合理开采矿物，可避免乱采矿所引起的金属资源的浪费；寻找金属的代用品也可使金属资源得到保护；进一步研究金属的结构和性质，使各种金属都能最大限度地得以运用。 【教师总结】 保护金属资源有以下几种途径 （1）从资源的采掘与开发方面 ①有计划、合理地开采资源，严禁非法乱采金属矿产。 ②积极寻找金属代用品。 ③加强废旧金属的回收和再利用等。 （2）从保护金属材料和制品方面：防止金属锈蚀。 铁锈蚀必须同时具备两个条件：与氧气接触；与水接触。所以只需破坏铁锈蚀的条件之一，就可以有效地防止铁的锈蚀。 【教师讲解】金属资源不可再生，我国随着经济的不断发展，金属资源呈日益短缺之势，故保护金属资源人人有责。希望大家能从身边做起，从自己做起，也希望大家能好好学习，且能在将来利用你的智慧找出更多的金属代用品，从而使我们的未来不再为金属资源的匮乏而发愁。 【实践活动】学校实验室有一批生锈的铁架台，需要进行除锈翻新。请你为此设计一个具体方案，要求说明方案的根据、除锈翻新方法、需用材料、施工步骤、注意事项等。 目的：（1）进一步巩固掌握金属生锈的原理。 （2）了解防止金属锈蚀的方法。 原理：铁生锈需要与氧气和水同时接触，防止铁制品生锈只需使铁制品与水或氧气隔离即可。 方法：打磨刷漆。 材料：砂纸、刷子、油漆。 步骤：（1）用砂纸初步打磨铁架台表面的灰尘、铁锈。 （2）将除锈彻底的铁架台用清水冲洗，擦净水、晾干。 （3）将晾干后的铁架台刷漆后存放。 注意事项：（1）用砂纸打磨时要打磨彻底，除去全部铁锈。 （2）用水冲洗后要擦净水、晾干。 （3）刷漆要均匀，要全部覆盖铁架台表面。 典型例题 例1　现在，由于城市道路经常出现拥堵现象，于是人们改骑自行车出行，既体现了健康的生活方式又体现了绿色环保，下列有关说法正确的是（　　） A.自行车车架用锰钢制造，具有韧性好、强度大的优点 B.自行车有些部件用铝合金制成，铝合金具有密度小、熔点高、抗腐蚀性好的性质 C.自行车链条是用喷漆来进行防锈的 D.自行车在南方比北方更耐用 解析：自行车车架用锰钢制造，具有韧性好、强度大的优点，A正确；自行车有些部件用铝合金制成，铝合金具有密度小、熔点低、抗腐蚀性好的性质，B错误；自行车链条不能用喷漆来进行防锈，应用涂油的方法进行防锈，C错误；北方比南方干燥，自行车在北方比南方更耐用，D错误。 答案：A 例2　下列关于铁的说法正确的是（　　） A.铁锈的主要成分是Fe3O4，铁丝燃烧的产物是Fe2O3 B.铁元素是地壳中含量最多的金属元素 C.铁锈很致密，能防止铁进一步被氧化 D.铁丝生锈是缓慢氧化 解析：铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，铁丝燃烧的产物是Fe3O4，A错误；铝元素是地壳中含量最多的金属元素，B错误；铁锈是一种疏松的物质，不能防止铁进一步被氧化，C错误；铁丝生锈是缓慢氧化，D正确。 答案：D 例3　2018年5月我国自主研制的第一艘航空母舰下海，为保证航空母舰的使用寿命，下列防锈措施不可行的是（　　） A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航空母舰的零部件 B.刷防锈漆 C.船体表面镀一层金或其他不活泼贵金属 D.给某些部位涂油 解析：用抗锈蚀性能优异的合金制造航空母舰的零部件，能防止零部件生锈，A正确；刷防锈漆，能隔绝氧气和水，能防止零部件生锈，B正确；船体表面镀一层金或其他不活泼贵金属，由于不活泼贵金属资源有限、价格太高等因素，是不现实的，防锈措施不可行，C错误；给某些部位涂油，能隔绝氧气和水，能防止零部件生锈，D正确。 答案：C 例4　下列关于金属的说法正确的是（　　） A.回收旧金属只是为了减少污染 B.铜的化学性质不活泼，所以铜制品不会生锈 C.篮球架的表面喷涂油漆，主要是为了美观 D.“真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定 解析：回收旧金属既节约了资源，又减少了环境污染，A错误；铜在潮湿的空气中，与空气中的氧气、二氧化碳和水共同作用发生反应，生成绿色的铜锈（碱式碳酸铜），B错误；篮球架的表面喷涂油漆，主要是为了防锈，C错误；“真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定，在高温条件下也不易反应，D正确。 答案：D 课堂小结 铁生锈的主要条件是与空气中的氧气和水（或水蒸气）直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金如不锈钢等，都能防止钢铁生锈。 保护金属资源的有效途径是防止金属腐蚀，回收利用废旧金属，有计划、合理地开采矿物，以及寻找金属的代用品等。 当堂达标 1.下列关于金属的说法正确的是（　　） A.铜制插头利用了铜的导电性 B.硬铝的硬度比铝小 C.在金属表面喷涂油漆是防止其锈蚀的唯一方法 D. Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来 答案：A 2. 如图所示，将足量的生铁粉用水均匀地粘在试管内壁上，将试管倒立在装有水的烧杯中。实验过程中，观察到试管内液面缓慢上升。下列分析正确的是（　　） A.若在生铁粉中加入少量NaCl，不会加快铁粉生锈 B.水能进入试管的最大体积约为试管容积的 C.该实验中涉及的反应物只有铁、氧气 D.如果把该铁粉改为木炭粉，两者的现象完全相同 答案：B 3.下列说法正确的是（　　） A.酒精灯中的酒精洒了，在桌上燃烧起来，不要惊慌，应立即用水浇灭 B.把铁粉和炭粉混合均匀后就得到了铁的合金 C.保护金属资源的有效途径只有防止金属锈蚀 D.被雨水淋湿的自行车须先用干布擦净后才能用带油的布擦 答案：D 4.下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是（　　） A.在国产航空母舰金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观 B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀 C.用铝合金制造飞机机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀的优点 D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈的速率 答案：A 5.下列有关金属和金属材料的说法不正确的是（　　） A.钢铁是使用最多的金属材料 B.高炉为工业炼铁使用的主要设备 C.铁制品在潮湿的空气中易生锈 D.“金银铜铁锡”俗称五金，在这五种金属中，金属活动性最强的是锡 答案：D 6. 下列关于金属防护措施不正确的是（　　） A.在金属制品表面镀保护层 B.改变金属结构制成合金使用 C.在金属制品表面刷油漆 D.用稀盐酸定期清洗金属制品 答案：D 7. （1）航空母舰的甲板要求承受舰载机起落强烈的撞击和摩擦，制作甲板的钢材应具有的性质是　 　。 （2）舰载机使用了铝镁合金，为验证铝与镁的金属活动性顺序，分别将打磨过的铝条和镁条插入稀盐酸中，观察到镁比铝反应激烈。镁与稀盐酸反应的化学方程式是　　 。 （3）航空母舰外壳用涂料覆盖是为了防止其与　 　接触而锈蚀。 答案：（1）韧性好、熔点高、硬度大 （2）Mg+2HClMgCl2+H2↑ （3）水和空气中的氧气 板书设计 第六章　金　属 6.4　珍惜和保护金属资源 一、钢铁锈蚀的原因 1.主要是铁与水、氧气等物质的作用。 2.在有盐和酸性条件下会加快生锈速率。 二、防锈 1.防锈原理：隔绝氧气或水 2.防止钢铁生锈的常见做法 （1）在钢铁表面覆盖保护层（例如：喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪瓷等）；镀上其他金属作为保护层（例如：镀锡、镀铬等）。 （2）制成合金：不锈钢等。 （3）保持铁制品的干燥和洁净。 三、保护金属资源的措施 1.防止金属锈蚀。 2.回收和利用废旧金属。 3.合理开采矿物。 4.寻找金属的代用品。 教学反思

展开更多......

收起↑