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第四单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第2课时 金属资源保护
学业要求
1.了解导致金属腐蚀的因素以及减缓金属腐蚀的方法。
2.通过对金属腐蚀条件的探究，进一步加深对科学探究各要素的理解，提高科学素养。
3.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性，树立保护金属资源的意识。
你注意过吗？家里的铁锅很容易就会生锈，而在广场上露置的金属雕像久经风雨却熠熠生辉，这是为什么呢？
生锈的铁锅
久经风雨的城市雕像
情境导入
【作出假设】
（1）可能与O2反应。
【提出问题】铁钉容易生锈（铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O ）。那么，铁钉生锈需要哪些条件呢？
学习探究
（2）可能与水反应。
（3）可能与O2和水共同作用。
一、金属的锈蚀与防护
探究：铁钉生锈的条件
【设计实验】
现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(干燥剂)。试设计实验以证明铁钉生锈的条件。
A B C
思考：1.试管B中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？
2.试管C中氯化钙的作用是？
煮沸：除去水中溶解的水蒸气；植物油：隔绝空气。
干燥空气
现象 分析 结论
试管A
试管B 　 试管C 生锈
不生锈
不生锈
铁钉既与水接触，又与氧气接触
铁钉只与水接触
铁钉只与氧气接触
在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈
【观察】
一周后
你能总结出使铁生锈的条件吗？
铁必须与氧气、水同时接触，缺一不可。
铁
锈
铁
氧气
水
铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？
不能。因为铁锈很疏松，不仅不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加快钢铁的锈蚀 ，因此当钢铁表面生锈时，要及时除锈。
思考
B
例1 如图是某化学小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（　　）
①铁锈的主要成分是四氧化三铁
②一段时间后，塑料瓶可能会变瘪
③一段时间后，水面处铁丝锈蚀最严重
④一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
A．②④ B．①② C．②③ D．③④
C
解析：①铁锈的主要成分是氧化铁，错误；②铁和空气中的氧气，水反应生成铁锈，使瓶内压强变小，所以瓶子会变瘪，正确；③一段时间后，水面处铁丝锈蚀最严重，因为同时接触氧气和水，正确；④一段时间后，铁丝会由中间向上下出现锈蚀现象，错误。
据不完全统计，世界各国每年因金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的2%～4%，全世界每年因金属腐蚀造成的损失超过7000亿美元，这是多么惊人的数字！我们怎样才能防止或减缓金属的锈蚀呢？
金属腐蚀带来了巨大的损失
思考：根据钢铁锈蚀的因素分析，你认为防止钢铁锈蚀的基本原理是什么？
氧气
水
生锈
原理：隔绝空气或水
那我们应从哪些方面着手防止金属锈蚀呢？
防止铁制品锈蚀的方法
防锈的方法
（1）保持铁制品表面洁净干燥
铁锹、斧头、铁锅、菜刀等洗净后擦干可有效地防止其生锈。
（2）在表面覆盖保护层
刷油漆
电镀
涂油
（3）镀一层不易锈蚀的金属
（4）在表面形成一层致密的氧化膜
（5）改变金属的组成和结构，如
制成合金
B
例2 为了防止钢铁制品锈蚀，下列做法不正确的是（　　）
A．用洗涤剂除去铁制品表面的油膜
B．在车船的表面喷涂油漆
C．在铁制品表面镀上一层其他金属
D．将使用后的菜刀用布擦干
A
解析：用洗涤剂除去铁制品表面的油膜，铁能与氧气和水充分接触，容易生锈，A错误；车船表面喷涂油漆，能够阻止铁与氧气、水接触，所以可防止铁生锈，B正确；在铁制品表面镀上一层其它金属，能够防止生锈，C正确；将使用后的菜刀用布擦干，能防止与水分接触，能防止钢铁制品锈蚀，D正确。
金属资源保护的途径
（1）防止金属锈蚀。
（2）回收和利用废旧金属。
（3）有计划、合理地开采矿物：严禁私挖、滥采矿物。
（4）寻找金属的代用品：把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢；用塑料代替钢和其他合金制造管道等。
二、保护金属资源
例 3 金属材料与生活息息相关，下列说法不正确的是（　　）
A．银的导电性最好，因而大量用于制作电线
B．铁制炊具不仅导热性好，还可为人体补充铁元素
C．废旧电池随意丢弃会造成土壤和水源污染
D．废旧金属的回收再利用可节约资源又可保护环境
A
解析：尽管银的导电性比铜强，但一般不用银作电线，原因是银的价格较高，A不正确；铁有良好的导热性，常用来制作炊具，B正确；废旧电池中含有汞，汞中毒，会患中枢神经疾病，回收可减少对环境的污染，C正确；废旧金属的回收再利用可节约资源又可保护环境，D正确。
课堂小结
金属的锈蚀
与防护
钢铁锈蚀原因：
与氧气、水发生化学反应
防止生锈的措施
金属资源保护
防止金属腐蚀
废旧金属的回收利用
合理开采矿物
寻找金属代用品
金属资源保护
随堂测试
2.铁是目前世界上使用量最大的金属，下列关于铁的说法正确的是（　　）
A．铁部分锈蚀后没有回收价值
B．铁是地壳中含量最丰富的金属元素
C．铁生锈后，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀
D．铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程
D
1.钢铁生锈会造成安全隐患和经济损失。下列做法不能防止铁生锈的是（ ）
A．喷漆 B．电镀
C．置于潮湿环境 D．制成不锈钢
C
3.某同学按如图装置探究食盐对铁生锈的影响时，发现导管中的液柱上升缓慢，为更快更清晰观察到导管内水柱上升现象，对装置进行改进。下列改进措施不可行的是（　　）
A．用纯氧代替试管内空气
B．用酒精灯加热左边试管，提高温度
C．将铁钉换成铁粉
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水
B
4.矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的，下列不符合金属资源保护的有效途径的是 （ ）
A.合理开采矿物资源，回收利用废旧金属
B.寻找、研制金属的代用品
C.有矿物就开采，并加快开采进度
D.对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀
C

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