资源简介

教学目标：
§8-3-3 金属资源保护教案
1．能说出铁制品锈蚀的条件；能说出防止铁制品锈蚀的方法。
2．知道保护金属资源的必要性以及有效途径。
教学重点：铁制品锈蚀的条件和防止铁制品锈蚀的方法。教学难点：对铁制品生锈的科学探究过程。
教学流程：
环节要点 教师活动 学生活动
【设问】在什么条件下铁会生锈？
【引导】对铁生锈条件的科学探究。
1．提出问题：为什么铁在潮湿的空气中会生锈？
2．猜想与假设：猜测铁生锈可能与空气、水有关，
那么，有关铁生锈的猜想有哪几种情况呢？
3.设计实验：该如何设计实验方案来验证我们的
猜想呢？
【指导阅读】课本 17-18 页内容。
【讲解】实现铁钉外部环境条件的方法和措施。
教学环节一：对铁 4.进行试验： 思考、讨论。
生锈条件的探究 【展示】实施实验方案后七天的实验现象。 阅读、思考。
5.得出结论：铁在空气和水同时存在的条件下易
生锈。
【设问】猜测铁锈的主要成分是什么？你猜想的
依据是什么？
【设问】除了水，铁生锈还和空气中的什么成分
有关呢？
【设问】如何进一步探究铁生锈的条件？
【归纳】科学探究一般流程。
【总结】铁生锈的条件。
【指导阅读】课本 17 页内容。 【设问】自行车采用了哪些防锈措施呢？ 阅读、思考
教学环节二：防止 铁生锈的原理和措 【讲解】自行车的三角架、钢线、钢圈、链条的 防锈措施和原理。 思考、记录
施 【设问】你对铁制品防锈有何建议呢？ 【归纳】防止铁生锈的三种思路及每一种思路的 思考、讨论
具体措施。
教学环节四：金属资源保护的途径和措施 【指导阅读】课本 18-19 页内容。 【设问】为什么要保护金属资源呢？ 【讲解】展示常见的金属资源可供开采的年限图，说明金属资源是不可再生资源。 【设问】如何保护金属资源呢，有哪些途径和措施？ 阅读、思考、讨论 阅读、思考、讨论
【归纳】金属资源保护的四种途径及具体措施。
教学过程：
教学环节一 对铁生锈条件的科学探究。
【师】同学们在生活中见过铁锈吗？铁会生锈，这是生活常识。铁在什么环境下容易生锈呢？有的同学知道，铁制品在干燥的环境里不易生锈，在潮湿的空气里容易生锈。那么，从物质角度看，铁生锈的“条件”是什么呢？
【师】接下来，我们就对铁生锈的条件进行科学的实验探究。
1.首先是要明确问题，我们了解到铁制品在潮湿的空气中容易生锈，那么，铁生锈可能与哪些物质有关呢？
2.科学探究的第二个环节是猜想与假设。结合已有知识，我们猜想铁生锈可能与空气、水有关，并进行以下三种假设：
第一种：仅有空气存在即可生锈。第二种：仅有水存在即可生锈。
第三种：既有空气又有水才可生锈。那么，到底是哪一种猜想是正确的呢？
3.为了验证猜想和假设，接下来就要设计验证猜想的实验方案。如果我们用铁钉来做实验的话，你会如何设计实验呢？
根据三种不同的假设，我们需要控制条件，做三个不同的实验。第一：让铁钉处于仅仅有空气的试管中；第二：让铁钉处于仅仅有水的试管中；第三：让铁钉既与空气又与水接触。
那么，该如何实现这些实验条件呢？大家知道，空气中含有一定量的水蒸气，水里也溶解有一定量的氧气。如何除去空气中的水蒸气？如何除去水中的氧气呢？请同学们阅读课本 17-18 页探究部分的内容，回答以上问题。
除去空气中的水蒸气，我们可以用棉花包裹干燥剂放置试管内，并塞紧胶塞，让干燥剂
吸收试管内的水分。
要除去蒸馏水中溶有的空气，可以将蒸馏水煮沸，煮沸可以赶走溶解在水中的空气，煮沸后要迅速冷却，避免空气再次溶解进来，最后，还要在水面加一层植物油密封。
既有水又有空气的条件最容易实现：把铁钉放置在试管里的半水中就可以了。
4.接下来，就可以进行实验了。这是实施实验七天后的图片。请同学们观察现象。
我们发现，在干燥空气的铁钉和蒸馏水中的铁钉无明显变化。处于既有水又有空气条件下的铁钉在水面附近出现了红色的锈迹。
5．因此我们可以得出结论：铁钉在既有水又有空气的条件下生锈。
【师】根据已有经验，你猜测铁锈的成分是什么？你这种猜测的依据是什么？
我们已经了解到，铁锈是红色的，氧化铁粉末也是红色的，因此，铁锈的主要成分很可能是氧化铁。这只是初步的猜测。
【师】 除了水，铁生锈还和空气的什么成分有关呢？请同学们阅读表格中的空气成分的信息，大胆猜测。
对空气中各成分的性质，大家一定不陌生，我们来回顾一下，氧气的化学性质比较活泼，在常温下就能跟部分的金属或非金属发生反应。氮气的化学性质不活泼，焊接金属时常被用作保护气。稀有气体性质极为不活泼。二氧化碳的化学性质，不助燃不可燃，能和水、澄清石灰水发生反应。氮气可以做焊接金属的保护气，因此，氮气的可能性不大。稀有气体的可能性也不大。二氧化碳在空气中的含量很少，性质也相对不活泼，可能性也不大。因此，最有可能的就是性质活泼的氧气了。
因此，我们猜测，铁生锈可能主要和空气中的氧气、水有关。这个猜想是否成立？我们可以仿照刚才这个教材实验进行探究，找到证据证实或证伪。
经研究表明，铁生锈是铁与氧气、水等物质发生了反应。其主要变化是：
Fe+O2+H2O→Fe2O3·xH2O
铁锈的主要成分是带有 x 个结晶水的氧化铁。
所以，铁制品锈蚀的条件是：铁制品和氧气、水充分接触。
【师】接下来，请同学们阅读资料信息，尝试填写以下表格。
关于表面氧化物结构特点：铁锈的结构是疏松、易吸水，铝的氧化膜非常致密、不透气。关于是否持续生锈：由于铁锈疏松透气，不能阻碍内层的铁继续生锈，因此铁会一直生
锈。而铝的氧化膜致密不透气，阻碍了内层的铝继续氧化，因此，铝不会一直氧化。关于耐腐蚀性能：虽然铝比铁要活泼，但铝的耐腐蚀性能要好过铁。
教学环节三 防止铁生锈的原理和措施
【师】根据有关报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的
20%～40%。防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。生活中常用的自行车用了哪些防锈措施呢？
三脚架处的防锈措施是刷了一层红色的油漆。
钢线和钢圈银光闪闪，是镀了一层耐腐蚀的金属铬。
链条的防锈措施是涂油，既能隔绝空气又能起到润滑的作用。你对防止铁制品生锈有何建议呢？
防止铁制品生锈的一般思路：
（1）让铁制品隔绝氧气，常用的方法是刷油、涂漆、镀铬等。
（2）让铁制品隔绝水，常用的方法是保持铁制品表面的干燥。
（3）事实上还有一个思路，就是把铁制品制成不易生锈的合金，比如在铁中加入铬和镍制成不锈钢等。
教学环节四：金属资源保护。
【师】请同学们阅读课本 18-19 页内容，回答以下问题。第一个问题，为什么要保护金属资源呢？
这是一些常见的矿物可供开采的年限数据，即使是地壳中含量最高的铝元素，也只有
200 多年的开采年限了。由此可见，金属矿物的储量是有限的，而且是不能再生的。因此，我们必须要保护好金属资源。
第二个问题，如何保护金属资源呢？有哪些途径和措施？
第一个途径，我们要防止金属的锈蚀，措施有很多，如对金属制品刷漆、镀铬，搪瓷，烤蓝，制成耐腐蚀的合金等。
第二个途径，对废旧金属进行回收利用。这样做的优点有：1.可以节约金属资源。
2.可以避免有害金属对环境的污染。
3.能够节约冶炼金属的能源。
第三个途径，要有计划、合理的开采矿石，避免不必要的浪费。第四个途径，寻找金属的替代品，比如以塑代钢等。
我们来小结一下本课内容。
课后请阅读教材 19 页的“讨论”，思考第 21 页的第 7 题。有兴趣的同学可以设计实验探究铜生锈的物质条件。

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