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课题3 金属资源的利用和保护
第二课时
第八单元金属与金属材料
1、金属的腐蚀与防护
一方面，向自然界索取大量的金属矿物资源；另一方面，金属大量腐蚀而报废。
如何防止金属腐蚀呢？
吴王光剑（南陵博物馆收藏）
铁为什么会生锈？？？
【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？
探究
铁钉生锈的条件
【预测】
请根据质量守恒定律预测铁锈是铁与 、 反应的生成物。
【实验】
现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水(思考:为什么要用蒸馏水？)、植物油、棉花和氯化钙(干燥剂)。你还可以选用其他物品。
氧气
水
除去蒸馏水中溶解的氧气
蒸馏水非常纯净，不含其他能与铁钉反应的物质
（1）仔细观察并参考如图所示的装置，设计实验并探究铁钉生锈的条件。
（2）每天观察铁钉生锈的现象，连续观察约一周，认真做好记录。
实验人：小李同学
【分析与结论】
（1）上述实验设计是如何控制变量的？
（2）对铁钉生锈的条件，你能得出哪些结论？
请仔细观察小李同学所做铁钉生锈的条件实验照片，对这个实验进行评价。
【分析与结论】
（1）上述实验设计是如何控制变量的？
试管编号 控制变量 自变量 因变量
1 铁钉 水、氧气 铁钉生锈
2 铁钉、氧气 水 铁钉未生锈
3 铁钉、水 氧气 铁钉未生锈
（2）对铁钉生锈的条件，你能得出哪些结论？
铁生锈的实质：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
金属制品锈蚀的条件:
(1)要有能够发生反应的物质
(2)反应物要能相互接触
(3)生成物不会对反应起阻碍作用
金属制品锈蚀的条件
锈蚀
铁
与水接触
与氧气接触
铁锈----混合物
(主要成分Fe2O3·xH2O)
结构疏松多孔
【问题】为什么铝或铝制品不易锈蚀，而铁制品可以全部锈蚀？
铝与空气中氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍铝制品里层的铝继续与氧气反应。
请解释下列实验的现象
液面处铁锈较多
干燥剂
①干燥空气中
②部分浸没水中
③浸没水中
④部分浸没食盐水中
1
2
3
4
【思考与讨论】（1）通过对铁钉生锈条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？
原理：(1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
在车船的表面喷油漆
在机械表面涂防锈油
在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷
镀铜
烤蓝
（2）自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
支架：刷漆；链条：涂油；钢圈：镀铬；刹车钢丝：封塑；经常保持自行车表面清洁干燥。……
原理：①隔绝空气或氧气 ②隔绝水
具体方法:
1.保持铁制品表面洁净和干燥
2.加一层保护膜（如：刷漆、涂油、镀金属）
3.改变内部结构，如制成合金（如：制成不锈钢）
4.高温灼烧金属，进行“烤蓝”
2.保护金属资源
金属矿物的储量有限，而且不能再生。怎样保护金属资源呢？
途径一、防止金属腐蚀
生铜绿的三足双耳
铜绿学名是碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3
请预测铜生铜绿的条件是什么？
铜绿是铜与 、 、 反应的生成物。
O2
CO2
H2O
思考：请回顾铝在空气中不易锈蚀的原因，对比铝、铁、铜锈蚀的条件，归纳总结金属锈蚀的条件。
生成物不阻碍反应
有能反应的物质
反应物能接触
金属锈蚀
途径二、回收利用废旧金属
回收铝质饮料罐
可节约金属资源；
由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源；
降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品；
可减少金属对环境的污染
回收利用废旧金属有哪些益处？
例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、钴等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会污染地下水和土壤，危害人类健康。而将这些金属回收利用，既可以减少其对环境的危害又可以节约金属资源。如从汽车用过的铅酸蓄电池中回收铅，从废旧锂离子电池中回收锂、钴、镍等，对保护环境和实现金属资源的循环利用均具有重要的意义。
废旧电池
途径三：有计划、合理开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿
【思考与讨论】
查阅资料，了解我国的稀土储量、稀土生产量，以及我国稀土资源的合理利用与保护，并与同学交流。
稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称，有“工业的维生素”的美誉，是重要的战略资源，广泛应用于新能源、新材料、航空航天、电子信息等尖端科技领域。
说到我国的稀土，必须感谢一位国际著名的中国化学家，他就是2008年度国家最高科学技术奖获得者徐光宪院士(如图8-20)。徐光宪和他的团队提出了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家在国际稀土市场上的垄断地位。到目前为止，我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年消费量也都居世界前列。
稀土资源是不可再生的，过度开采会面临枯竭。我国针对稀土资源开采已有相应的措施，如制定并实施了稀土行业发展规划，对稀土出口实行配额管理等。
稀土资源的利用和保护
2：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？
铜与氧气、水、二氧化碳接触
课堂练习
课堂练习
植物油
蒸馏水
棉花和氯化钙
课堂练习
铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。
防止铁生锈的方法为：
1、保持铁制品表面干燥和洁净
2、在铁制品表面刷油漆、涂油、镀金属
3、改变内部结构，如制成合金
保护金属资源的主要途径：
1、防止金属的腐蚀
2、金属的回收和利用
3、有计划合理地开采矿物
4、寻找金属代用品
小结

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