资源简介

(共27张PPT)
9.3 金属材料的锈蚀与防护
一、化学观念
理解铁与氧气、水等物质发生化学反应导致锈蚀这一变化本质；认识到通过改变物质组成、改变反应条件等方式可减缓钢铁锈蚀。
二、科学思维
基于对钢铁锈蚀现象的观察，提出合理猜想与假设，设计并实施控制变量的实验方案，培养逻辑推理和科学探究能力；能对实验结果进行分析、归纳，得出钢铁锈蚀影响因素的结论，提升归纳总结与演绎推理思维。
三、科学态度与责任
认识到金属锈蚀造成的经济损失和环境污染问题，增强节约资源、保护环境的社会责任感。
核心素养目标
重点：
1. 探究钢铁锈蚀的影响因素。
2. 了解减缓钢铁锈蚀的方法。
3. 认识废旧金属回收利用的意义。
难点：
设计并实施探究钢铁锈蚀影响因素的实验方案，理解控制变量法在实验中的应用。
学习重难点
新课导入
你注意过吗？家庭使用的铁制工具，隔一段时间不用就变得锈迹斑斑，而街心广场矗立的不锈钢雕塑，几经风霜雪雨却总能保持本色。这是为什么呢？
01 导致钢铁锈蚀的因素
[活动探究] 9-7 影响钢铁锈蚀的因素
〔提出问题〕
观察生活中钢铁制品的锈蚀情况和使用环境，你发现了什么？你认为哪些因素可能导致钢铁的锈蚀？
〔猜想与假设〕
小明观察到钢铁制品在潮湿的空气中易生锈，而涂了油漆后则不易生锈。联系已有的铁和氧气反应的知识，小明认为水和氧气可能是导致钢铁锈蚀的主要因素。你的猜想与假设是什么？
[活动探究] 9-7 影响钢铁锈蚀的因素
实验内容 实验1：将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口 实验2：将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡皮塞密封试管口 实验3：将洁净铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置 实验4：将洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置 实验5：将
用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管
中，将试管敞口放置
实验图示
[活动探究] 9-7 影响钢铁锈蚀的因素
〔形成结论〕
下图是四天后的实验结果（图中数字为实验序号），据此分析钢铁锈蚀与哪些因素有关。你的结论是什么？
铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程，醋和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。
[活动探究] 9-7 影响钢铁锈蚀的因素
〔反思交流〕
1. 小明为什么这样设计实验？在每个实验中他要探究的是哪种影响因素？
实验结果 探究的影响因素
①
②
③
④
⑤
氧气、水、酸
氧气、水
水
氧气
氧气、水、氯化钠
酸性条件下易生锈
浸没在溶液中的铁钉几乎全部生锈
铁在空气、水的界面处生锈严重
铁不生锈
铁不生锈
2. 铁锈
（1）钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。钢铁的成分以及环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。钢铁锈蚀后会生成铁锈（主要成分是氧化铁 Fe2O3）。
（2）铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀。因此，当钢铁制品表面生锈时，应及时除锈并做防锈处理。
3. 常用的除锈方法
（2）化学方法：酸洗法。（需注意：酸浸泡金属的时间 不能太长，否则内部的铁会继续与稀酸反应而被腐蚀。）
（1）物理方法：砂纸打磨、高压水冲等。
02 减缓钢铁锈蚀的方法
1. 金属锈蚀的危害
金属锈蚀会造成资源和能源的严重浪费。据不完全统计，世界各国每年因金属锈蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的 3% ～ 5%，全世界每年因钢铁锈蚀造成的损失约为 6 万亿元，这是一个多么惊人的数字！
交流共享
生活中使用的钢铁制品，有没有采取相应的防锈措施？采取了什么措施？请与同学交流讨论。
生活中使用的钢铁制品一般都采取了防锈措施，常见措施有：涂油、喷漆、镀上其他金属、制成不锈钢等合金、保持铁制品干燥等。
2. 防止钢铁锈蚀的原理
（1）原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水。
3. 防止或钢铁锈蚀的方法
（1）保持钢铁制品表面洁净、干燥。
（2）在金属表面涂覆保护层 (涂刷矿物油、油漆，覆盖搪瓷、塑料)。
（3）镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层，例如：镀锡、镀锌、镀铬等。
（4）改变金属的组成和结构[制成合金,如钢铁中加入铬、镍（不锈钢）]等。
多识一点
“越王勾践剑”为什么没生锈
1965年，考古工作人员在湖北江陵发掘
楚墓时，出土了两把寒光闪闪的宝剑。其中
一把剑上有“越王勾践自作用剑”8个字，这就
是著名的春秋时期的越王勾践剑。
这两把宝剑埋藏在地下已有2000多年出土时依然光彩夺目、锋利无比，几乎没有丝毫锈蚀。为了揭开宝剑的不锈之谜，考古工作者对宝剑的组成进行了检测，发现宝剑的主要成分是青铜，而且表面曾被进行硫化处理，形成了一层致密的保护层，大大增强了宝剑的抗锈蚀能力。另外，宝剑所在的墓室深埋地下，密封好、空气少，而且地下水基本为中性，这样的环境条件非常有利于宝剑的保存。
03 废旧金属的回收利用
1. 废旧金属回收利用的原因
金属制品使用过程中的新旧更替现象是必然的，由于金属制品的锈蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。如果随意弃置这些废旧金属，既造成了环境污染，又浪费了有限的金属资源。
2. 废旧金属对环境的危害
废旧金属对环境的影响非常大。例如，有些废旧电池中含有铅、镍、汞、镉、锰等重金属，它们在自然界里不会消失，只能迁移。也就是说，水体或土壤不能利用自身的净化作用将这些重金属污染消除。重金属会对生物
蛋白产生凝固作用，不易被代谢
出体外，在生物体内积蓄至一定
量之后，会造成慢性中毒，最终
可能导致生物体死亡。
3. 回收废旧金属的意义
回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。
（1）回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节省大约 20% 的成本，还可节约 90% ～ 97% 的能源。
（2）回收 1 t 废钢铁可炼得好钢0.9 t，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本，还可减少空气污染、水污染和固体废弃物对土壤的污染。
总结归纳
随堂练习
1. 下列措施对自行车防锈无效的是（ ）
A. 支架喷漆或刷漆
B. 钢圈表面镀上其他金属作保护层
C. 链条涂油
D. 保留钢丝表面的铁锈
D
随堂练习
2. 在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是( )
A. 在干燥、致密、不透气的土壤中
B. 在潮湿、疏松、透气的土壤中
C. 在潮湿、致密、不透气的土壤中
D. 在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
A
随堂练习
3. 某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是（ ）
A. ①和②中的铁钉无明显变化，
③中的铁钉明显生锈
B. ②中加入的蒸馏水要事先煮沸，
目的是除去水中溶解的氧气
C. ③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重
D. 探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)直接接触
C
随堂练习
4. 废电池必须回收集中处理，首要的原因是（ ）
A. 回收电池里的石墨电极
B. 利用电池外壳的金属材料
C. 不使电池的浸出液腐蚀其他物品
D. 防止电池中的汞等元素污染土壤和水源
D
感谢您的观看
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