资源简介

第六单元 金属和金属材料
6.4 金属的腐蚀
班级_________ 姓名_________
素养目标
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.了解铁锈生成的条件，体验铁生锈条件探究活动的过程和方法；
3.认识防锈的几类简单方法；
4.初步形成保护金属资源的意识。
评价任务
1.完成学习任务一（检测目标1、2）
2.完成学习任务二（检测目标4）
课前学习任务
一、探究铁制品锈蚀的原因
1.钢铁锈蚀的条件：钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水等物质发生化学反应的结果。
2.铁锈的危害：铁锈（主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3）疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品表面，进一步加速钢铁锈蚀。
二、防止锈蚀的方法
防锈的方法主要时用保护层使金属与空气和水隔绝，可在钢铁制品上涂油、喷漆、搪瓷，或镀上一层耐腐蚀的金属，如铜、镍、铬等。
三、金属资源的保护
1.从资源的采掘与开发方面：有计划、合理地开采资源，严禁非法乱采金属矿产；积极进行金属替代用品的开发研究，如利用具有特殊性能的塑料去替代金属材料；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：防止锈蚀。
课堂学习任务
学习任务一、探究铁制品锈蚀的原因
问题：钢铁锈蚀的因素有哪些？
假设：钢铁生锈肯定与氧气有关，还可能与水分，盐分有关。
实验事实：将3 枚无锈的铁钉，分装在不同条件下的试管内，观察一段时间后：
现象：A:： 不生锈 ； B： 生锈 ；C： 不生锈 。
解释与结论：铁在有 水和氧气 等物质存在的条件下，发生复杂的化学反应，生成铁锈，其主要成分是 氧化铁 （化学式： Fe2O3 ）。由于铁锈是一种疏松多孔的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里面渗透，继续跟铁反应，直至全部被锈蚀。当铁接触易跟它发生反应的化学物质（如：酸）时，就更容易被锈蚀了。
【练习1】
1在下列情况下钢铁制品最容易发生锈蚀的是( )
A.干燥的空气中 B.稀盐酸中 C.潮湿的空气中 D.纯水中
2下列有关铁生锈的叙述错误的是( )
A.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢 B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化
C.铁生锈就是铁与氧气反应生成氧化铁D.铁生锈会有难以察觉的热量放出
3.某实验小组设计如图所示装置，将铁粉置于锥形瓶底部，塞紧瓶塞，滴加适量食盐水，开始测量容器内压强的变化，压强与时间变化关系如图所示:
(1)请预测一下此实验的现象为 ；
(2)实验中食盐的作用是 ；
(3)锥形瓶内压强下降的原因是 _；
(4)钢铁生锈正能量的应用有 (举一例)。
答案：1.C 2.C 3.（1）黑色粉末变化红色 （2）加速铁锈蚀的速率
（3）铁锈蚀有氧气参与 （4）暖宝宝
学习任务二：防止锈蚀的方法
根据任务一的结论，你认为防止钢铁生锈的基本原理是什么？
1.防止钢铁生锈的方法：
（1）保持铁制品表面的 清洁和干燥 ；
（2）在铁制品表面覆盖 一层保护膜 ，如在钢铁制品上 涂油 、 喷漆 、 电镀 等；
（3）改善铁的内部结构：把铁制成 合金 。
2.除锈方法：
（1）物理方法： 砂纸打磨 、 刀刮 等。
（2）化学方法:稀盐酸除铁锈：6HCl+ Fe2O3=2FeCl3+3H2O
稀硫酸除铁锈：3H2SO4+ Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O
（写出上述两个化学方程式）
【练习2】
1下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是( )
A在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，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.用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈
2金属腐蚀造成的损失巨大，钢铁防腐尤为重要，下列钢铁制品的防护措施合理的是（ ）
A．在车船的表面喷涂油漆
B．将使用后的菜刀用布擦干
C．在铁制品表面镀上一层锌
D．脸盆上烧涂搪瓷
E．公交车扶手上涂防锈油
答案：1.A 2.ABCD
学习任务三:金属资源的保护
阅读教材，完成下列内容。
（1）从资源的采掘与开发方面保护金属资源：
① 废旧金属回收再利用 ；
② 合理有计划开采
③ 积极寻找金属替代品 。
（2）从保护金属材料和制品方面保护金属资源：防止 金属生锈 。
【练习3】
1.从保护环境和垃圾资源化的角度考虑，我们必须对城市的各种垃圾进行分类回收，下列垃圾属于同类物质的是( )
A.玻璃瓶 塑料瓶 B.铝锅盆 易拉罐 C.废报纸 废橡胶 D.废电池 废钢铁
2.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
3.如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答:
(1)从“①”、“②”、“③”中，选出一定发生化学变化的是 (填序号);
(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是 (用化学方程式表示);
(3)废旧金属“循环利用”的意义是 (写一点即可)。
答案：1.B 2.D 3.（1）① （2）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu （3）可节约金属资源、节约冶炼金属消耗的能源、可以减少对环境的污染等
本课小结
请根据本课所学内容，画出你的思维导图吧！
课后任务
1. 下列标志表示可回收利用的是（ ）
2、 “垃圾是一种放错地方的资源”。垃圾的分类回收既可以节约资源又可以减少对环境的污染。含铅、镍、镉、汞的废旧电池属于（ ）
A．有害垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．厨余垃圾
3、（2024 深圳）以下实验现象，正确的是（　　）

A．如图甲，大海同学通入硫酸铜溶液后，可以用铁把铜析出
B．反应后电子秤的示数为230.5g
C．对比实验乙的①③：可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一
D．图乙一周过后，②铁钉产生的铁锈最多
4.（2024 辽宁）下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是（　　）
A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
5．下图是有关化学实验的装置及操作。
(1)实验一验证二氧化碳与水的反应。步骤一中两支试管溶液均变为紫色。步骤二将其中一支试管静置，向另一支试管中通入二氧化碳，观察到的现象为________，并与静置的试管中溶液颜色进行对比，证明二氧化碳与水发生了反应。
(2)实验二探究铁钉锈蚀条件。一段时间后，对比①②③证明铁钉生锈的主要条件是______直接接触；对比_______(填序号)证明食盐能加快铁钉的锈蚀。
6．（2024 长春）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5-10分钟，改进后的装置如图2所示（夹持装置已略去）。
（1）图1实验中，对比 AB（填序号）可知，铁生锈与氧气有关。
（2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 左边铁丝生锈，右边铁丝没有生锈。
（3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 能够提供充足的氧气。
（4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 没有对比试验（答一条即可）。
7．现有已部分锈独的生铁粉末(成分为碳、铁、氧化铁)，化学兴趣小组欲测定该生铁粉末在锈蚀前的含碳量以及锈蚀的程度，设计了如下探究过程。
实验步骤一：取a克上述生铁样品放入一洁净干燥烧杯中，进行如下实验。
（1）生铁出现锈蚀现象的原因是_____。
（2）实验中所得滤渣需要用蒸馏水洗涤、干燥后再称量，确定滤渣已经洗涤干净的方法是____。滤液甲在以下实验中已不需要，将其倒入废液缸。
实验步骤二：另取a克该生铁样品，进行如图所示实验，实验装置气密性良好。
（3）A装置瓶中盛放的试剂是_____。(填物质名称)
（4）为防止装置内氢气不纯，加热时可能发生爆炸，实验前要打开弹簧夹K，先通入一会儿氢气，再点燃酒精灯加热，待完全反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭弹簧夹K。确定装置内氢气已经纯净的方法是_____，实验结束后，C装置内浓硫酸的质量增加了0.54克。
实验步骤三：小组同学取实验步骤二中B装置硬质玻璃管内反应后所得全部黑色粉末进行了如下实验，所用装置和滤渣已略去，
（5）通过以上实验可得出，生铁中已锈蚀的铁的质量是____，生铁粉末锈蚀前的含碳量是____，有同学认为，由上述实验得出的已锈蚀的铁的质量可能存在误差，理由是____。
（6）实验小组取部分滤液乙于烧杯中，加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，所得滤渣的质量与加入镁粉的质量相等，则所取溶液中参加反应的溶质的质量比是____。(填最简整数比)
8. （2023安徽）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是________。
（2）铁锈的颜色是_______。
【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是________。
（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要物质是_____；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是__________。
【拓展探究】（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温，理由是________ 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势______。
参考答案
1.C 2.A 3.B 4.C
5.【答案】(1)溶液变红
(2) 与空气和水 ③④/④③
6．【答案】1）AB。
（2）左边铁丝生锈，右边铁丝没有生锈。
（3）能够提供充足的氧气。
（4）没有对比试验
7．【答案】 生铁属于铁合金，铁易与空气中氧气和水蒸气结合生成疏松多孔的铁锈 往最后一次洗涤液中加入氢氧化钠，看是否会产生沉淀 浓硫酸 在装置尾部干燥管后面收集气体，点燃气体，若听到轻微的爆鸣声，则氢气已纯 1.12g 4% 实验步骤二中可能有碳与氧化铁反应 49:57/57:49
8.（1）
（2）红褐色（或棕褐色）
（3）除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）
（4）氧气和水（或O2和H2O） C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）
（5）①防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可） ②
2 / 26.4 金属的腐蚀
班级_________ 姓名_________
素养目标
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.了解铁锈生成的条件，体验铁生锈条件探究活动的过程和方法；
3.认识防锈的几类简单方法；
4.初步形成保护金属资源的意识。
评价任务
1.完成学习任务一（检测目标1、2）
2.完成学习任务二（检测目标4）
课前学习任务
一、探究铁制品锈蚀的原因
1.钢铁锈蚀的条件：钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的 、 等物质发生化学反应的结果。
2.铁锈的危害：铁锈（主要成分是 ，化学式为 ）疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品表面，进一步加速钢铁锈蚀。
二、防止锈蚀的方法
防锈的方法主要时用保护层使金属与 隔绝，可在钢铁制品上 、 、 ，或镀上一层耐腐蚀的金属，如 等。
三、金属资源的保护
1.从资源的采掘与开发方面： 地开采资源，严禁非法乱采金属矿产；积极进行金属替代用品的开发研究，如利用具有特殊性能的塑料去替代金属材料；加强废旧金属的 等。
2.从保护金属材料和制品方面：防止 。
课堂学习任务
学习任务一、探究铁制品锈蚀的原因
问题：钢铁锈蚀的因素有哪些？
假设：钢铁生锈肯定与氧气有关，还可能与水分，盐分有关。
实验事实：将3 枚无锈的铁钉，分装在不同条件下的试管内，观察一段时间后：
现象：A:： B： ；C： 。
解释与结论：铁在有 等物质存在的条件下，发生复杂的化学反应，生成 ，其主要成分是 （化学式： ）。由于铁锈是一种疏松多孔的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里面渗透，继续跟铁反应，直至全部被锈蚀。当铁接触易跟它发生反应的化学物质（如：酸）时，就更容易被锈蚀了。
【练习1】
1在下列情况下钢铁制品最容易发生锈蚀的是( )
A.干燥的空气中 B.稀盐酸中 C.潮湿的空气中 D.纯水中
2下列有关铁生锈的叙述错误的是( )
A.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢 B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化
C.铁生锈就是铁与氧气反应生成氧化铁D.铁生锈会有难以察觉的热量放出
3.某实验小组设计如图所示装置，将铁粉置于锥形瓶底部，塞紧瓶塞，滴加适量食盐水，开始测量容器内压强的变化，压强与时间变化关系如图所示:
(1)请预测一下此实验的现象为 ；
(2)实验中食盐的作用是 ；
(3)锥形瓶内压强下降的原因是 _；
(4)钢铁生锈正能量的应用有 (举一例)。
学习任务二：防止锈蚀的方法
根据任务一的结论，你认为防止钢铁生锈的基本原理是什么？
1.防止钢铁生锈的方法：
（1）保持铁制品表面的 ；
（2）在铁制品表面覆盖 ，如在钢铁制品上 、 、 等；
（3）改善铁的内部结构：把铁制成 。
2.除锈方法：
（1）物理方法： 、 等。
【练习2】
1下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是( )
A在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，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.用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈
2金属腐蚀造成的损失巨大，钢铁防腐尤为重要，下列钢铁制品的防护措施合理的是（ ）
A．在车船的表面喷涂油漆
B．将使用后的菜刀用布擦干
C．在铁制品表面镀上一层锌
D．脸盆上烧涂搪瓷
E．公交车扶手上涂防锈油
学习任务三:金属资源的保护
阅读教材，完成下列内容。
（1）从资源的采掘与开发方面保护金属资源：
① ；
② ③ 。
（2）从保护金属材料和制品方面保护金属资源：防止 。
【练习3】
1.从保护环境和垃圾资源化的角度考虑，我们必须对城市的各种垃圾进行分类回收，下列垃圾属于同类物质的是( )
A.玻璃瓶 塑料瓶 B.铝锅盆 易拉罐 C.废报纸 废橡胶 D.废电池 废钢铁
2.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
3.如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答:
(1)从“①”、“②”、“③”中，选出一定发生化学变化的是 (填序号);
(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是 (用化学方程式表示);
(3)废旧金属“循环利用”的意义是 (写一点即可)。
课后任务
1. 下列标志表示可回收利用的是（ ）
2、 “垃圾是一种放错地方的资源”。垃圾的分类回收既可以节约资源又可以减少对环境的污染。含铅、镍、镉、汞的废旧电池属于（ ）
A．有害垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．厨余垃圾
3、（2024 深圳）以下实验现象，正确的是（　　）

A．如图甲，大海同学通入硫酸铜溶液后，可以用铁把铜析出
B．反应后电子秤的示数为230.5g
C．对比实验乙的①③：可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一
D．图乙一周过后，②铁钉产生的铁锈最多
4.（2024 辽宁）下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是（　　）
A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
5．下图是有关化学实验的装置及操作。
(1)实验一验证二氧化碳与水的反应。步骤一中两支试管溶液均变为紫色。步骤二将其中一支试管静置，向另一支试管中通入二氧化碳，观察到的现象为________，并与静置的试管中溶液颜色进行对比，证明二氧化碳与水发生了反应。
(2)实验二探究铁钉锈蚀条件。一段时间后，对比①②③证明铁钉生锈的主要条件是______直接接触；对比_______(填序号)证明食盐能加快铁钉的锈蚀。
6．（2024 长春）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5-10分钟，改进后的装置如图2所示（夹持装置已略去）。
（1）图1实验中，对比 （填序号）可知，铁生锈与氧气有关。
（2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 。
（3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。
（4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 （答一条即可）。
7．现有已部分锈独的生铁粉末(成分为碳、铁、氧化铁)，化学兴趣小组欲测定该生铁粉末在锈蚀前的含碳量以及锈蚀的程度，设计了如下探究过程。
实验步骤一：取a克上述生铁样品放入一洁净干燥烧杯中，进行如下实验。
（1）生铁出现锈蚀现象的原因是_____。
（2）实验中所得滤渣需要用蒸馏水洗涤、干燥后再称量，确定滤渣已经洗涤干净的方法是____。滤液甲在以下实验中已不需要，将其倒入废液缸。
实验步骤二：另取a克该生铁样品，进行如图所示实验，实验装置气密性良好。
（3）A装置瓶中盛放的试剂是_____。(填物质名称)
（4）为防止装置内氢气不纯，加热时可能发生爆炸，实验前要打开弹簧夹K，先通入一会儿氢气，再点燃酒精灯加热，待完全反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭弹簧夹K。确定装置内氢气已经纯净的方法是_____，实验结束后，C装置内浓硫酸的质量增加了0.54克。
实验步骤三：小组同学取实验步骤二中B装置硬质玻璃管内反应后所得全部黑色粉末进行了如下实验，所用装置和滤渣已略去，
（5）通过以上实验可得出，生铁中已锈蚀的铁的质量是____，生铁粉末锈蚀前的含碳量是____，有同学认为，由上述实验得出的已锈蚀的铁的质量可能存在误差，理由是____。
（6）实验小组取部分滤液乙于烧杯中，加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，所得滤渣的质量与加入镁粉的质量相等，则所取溶液中参加反应的溶质的质量比是____。(填最简整数比)
8. （2023安徽）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是________。
（2）铁锈的颜色是_______。
【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是________。
（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要物质是_____；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是__________。
【拓展探究】（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温，理由是________ 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势______。
参考答案
1.C 2.A 3.B 4.C
5.【答案】(1)溶液变红
(2) 与空气和水 ③④/④③
6．【答案】1）AB。
（2）左边铁丝生锈，右边铁丝没有生锈。
（3）能够提供充足的氧气。
（4）没有对比试验
7．【答案】 生铁属于铁合金，铁易与空气中氧气和水蒸气结合生成疏松多孔的铁锈 往最后一次洗涤液中加入氢氧化钠，看是否会产生沉淀 浓硫酸 在装置尾部干燥管后面收集气体，点燃气体，若听到轻微的爆鸣声，则氢气已纯 1.12g 4% 实验步骤二中可能有碳与氧化铁反应 49:57/57:49
8.（1）
（2）红褐色（或棕褐色）
（3）除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）
（4）氧气和水（或O2和H2O） C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）
（5）①防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可） ②
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