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课题3 金属资源的利用和保护
第2课时 金属资源保护
一、知识目标
1.以铁生锈为例，探究金属锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的常用方法。
2.了解废弃金属对环境的影响，认识金属资源保护的重要性，掌握保护金属资源的途径。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过学习铁的冶炼和锈蚀原理，深化对化学反应和物质变化的理解。
2.科学思维：通过观察铁生锈的现象分析铁生锈的条件，形成从现象到本质的科学思维。
3.科学探究与实践：通过探究铁钉生锈的条件，培养科学探究能力和创新思维，体会控制变量法在实验中的应用。
4.科学态度与责任：认识金属资源保护的重要性，形成保护和节约资源的可持续发展意识，增强社会责任感。
一、学习重点
铁生锈的条件及防止金属锈蚀的方法，保护金属资源的途径。
二、学习难点
设计探究铁生锈条件的实验，理解铁生锈的原理及金属资源保护的意义。
1.知识回顾：铝化学性质活泼而铝制品却耐腐蚀的原因。
2.铁锈蚀的条件是铁与空气中的______________同时接触，发生反应。
3. 铁生锈属于_________（填“剧烈”或“缓慢”）氧化。铁锈的主要成分是__________________，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
4.防止铁生锈的方法
①保持铁制品表面洁净、_________；
②表面覆盖一层_________：如刷油漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；
③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。
5.保护金属资源的途径：
①___________________________；
②___________________________；
③有计划、合理的开采矿物，严禁乱采滥挖；
④寻找金属的代用品。
一、金属的腐蚀与防护
活动一：探究铁钉生锈的条件
学生任务1：根据铁锈的成分Fe2O3·xH2O，猜想铁钉生锈可能与哪些物质有关，并说明理由。
学生任务2：了解下列实验装置，并结合教师的介绍思考下列问题。
A B C
（1）实验中A、B试管中的水为什么要用煮沸后迅速冷却的蒸馏水？B试管中植物油的作用是什么？C试管中为什么要用干燥剂？
（2）为什么设置A、B、C三个试管的实验？此实验应用了哪种实验思想？
学生任务3：观看实验视频，观察并记录实验现象，对比不同试管的情况，分析铁生锈需要的条件是什么？
现象 分析 结论
试管A 铁钉与空气、水同时接触
试管B 铁钉只与水接触
试管C 铁钉只与空气接触
活动二：铁生锈原理的应用及防止铁制品锈蚀的方法
学生任务4：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？
学生任务5：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？
活动三：典例精讲
学生任务6：如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ）
A.①②对比说明铁生锈需要空气， ①③对比说明铁生锈需要水
B.③中附着在棉花上的干燥剂的 作用是使试管里没有水分
C.①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲
D.四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
二、保护金属资源
活动一：保护金属资源的方法及意义
学生任务1：阅读教材P20 - 21并结合生活经验，总结保护金属资源的有效途径。
活动二：典例精讲
学生任务2：下列关于资源、能源的叙述不正确的是（ ）
A．金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以节约能源
B．废旧电池随意丢弃会带来对环境的污染，但不会危害人体健康
C．应回收各种废旧金属，进行金属资源的循环利用
D．防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径
1.实验探究：铁锈蚀条件的探究
现象 分析 结论
试管A 铁钉生锈 铁与水、氧气同时接触 铁生锈的过程是铁与空气中的__________________发生化学反应的过程
试管B 铁钉无明显变化 铁只与水接触
试管C 铁钉无明显变化 铁只与氧气接触
注意事项：
（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是__________________；试管B中植物油的作用是_________；试管C中的干燥剂是氯化钙，具有_________。
（2）铁生锈属于缓慢氧化，铁锈呈_________，其主要成分是_________，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。
2.防止铁生锈
（1）原理：___________________________。
（2）方法：①保持铁制品表面洁净、干燥；②表面覆盖一层保护膜：如刷油漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。
3.金属资源的保护
（1）保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。
（2）保护金属资源的途径：
①__________________；②__________________；③有计划、合理的开采矿物，严禁乱采滥挖；④寻找金属的代用品。
（3）金属回收利用的意义：节约金属资源和能源，减少环境的污染。
1.（2025·青岛）下列做法有利于防止金属生锈的是（ ）
A．自行车淋雨后未及时擦干
B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中
D．经常用食盐水清洗铁制品
2.下列有关金属资源的利用和保护不正确的是（ ）
A．将铁制品放在潮湿的空气里
B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C．废旧金属回收利用可以节约金属资源
D．有计划、合理地开采矿物
3.某实验小组为探究铁生锈的条件，设计了如下实验。以下分析正确的是（ ）
A．一周后观察到的现象是b中铁钉生锈
B．b试管中放CaCl 的目的是干燥空气
C．一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左低右高
D．该实验可以得到铁生锈需要水和氧气的结论
考点1 铁锈蚀的探究
1．（24-25九年级下·青海·阶段练习）为证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，下列实验必须要做的有（ ）
A．①②③ B．②③ C．①③④ D．②③④
2．（2025·广西·中考真题）下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是（ ）
A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中
3．（2025九年级·河北·专题练习）实验是化学研究的重要手段。下图为探究铁锈蚀条件的实验装置。
(1)实验中，证明铁生锈与水有关的现象为__________________________。
(2)实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是__________________________。
(3)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）。
考点2 防止金属锈蚀的方法
4．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径，以下防锈措施不合理的是（ ）
A．表面覆盖耐腐蚀金属 B．在自来水中长时间浸泡
C．优化材料制成不锈钢 D．在防锈袋内密封保存
5．（2025·陕西咸阳·模拟预测）路边垃圾桶的铝制外壳可保持它原本的银白色，而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑，下列说法正确的是（ ）
A．所有金属都呈银白色 B．铁的金属活动性比铝强
C．铝制外壳不与空气成分反应 D．给铁制螺丝涂油能防止生锈
考点3 保护金属资源
6．（2025·江苏苏州·中考真题）在垃圾分类中，空的铝质易拉罐应属于（ ）
A．可回收物 B．有害垃圾
C．厨余垃圾 D．其他垃圾
7. （2025·湖南长沙·三模）“金属保护一小步，资源节约一大步”，下列关于金属及金属材料防护的说法正确的是（ ）
A．为了增加经济效益，应加大力度开采金属矿物资源
B．纯金属的抗腐蚀性比合金更好
C．生铁和钢都属于铁合金
D．废弃金属直接丢弃，无需回收利用
答案和解析
一、知识目标
1.以铁生锈为例，探究金属锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的常用方法。
2.了解废弃金属对环境的影响，认识金属资源保护的重要性，掌握保护金属资源的途径。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过学习铁的冶炼和锈蚀原理，深化对化学反应和物质变化的理解。
2.科学思维：通过观察铁生锈的现象分析铁生锈的条件，形成从现象到本质的科学思维。
3.科学探究与实践：通过探究铁钉生锈的条件，培养科学探究能力和创新思维，体会控制变量法在实验中的应用。
4.科学态度与责任：认识金属资源保护的重要性，形成保护和节约资源的可持续发展意识，增强社会责任感。
一、学习重点
铁生锈的条件及防止金属锈蚀的方法，保护金属资源的途径。
二、学习难点
设计探究铁生锈条件的实验，理解铁生锈的原理及金属资源保护的意义。
1.知识回顾：铝化学性质活泼而铝制品却耐腐蚀的原因。
答案：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝( Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
2.铁锈蚀的条件是铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触，发生反应。
3. 铁生锈属于缓慢（填“剧烈”或“缓慢”）氧化。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
4.防止铁生锈的方法
①保持铁制品表面洁净、干燥；
②表面覆盖一层保护膜：如刷油漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；
③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。
5.保护金属资源的途径：
①防止金属的腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③有计划、合理的开采矿物，严禁乱采滥挖；
④寻找金属的代用品。
一、金属的腐蚀与防护
活动一：探究铁钉生锈的条件
学生任务1：根据铁锈的成分Fe2O3·xH2O，猜想铁钉生锈可能与哪些物质有关，并说明理由。
答案：因为铁锈的成分比铁多了H、O元素，再结合空气成分，铁生锈可能与H2O、O2有关。这是依据元素守恒思想，化学反应前后元素种类不变。
学生任务2：了解下列实验装置，并结合教师的介绍思考下列问题。
A B C
（1）实验中A、B试管中的水为什么要用煮沸后迅速冷却的蒸馏水？B试管中植物油的作用是什么？C试管中为什么要用干燥剂？
（2）为什么设置A、B、C三个试管的实验？此实验应用了哪种实验思想？
答案：（1）A、B试管中的水为经煮沸迅速冷却的蒸馏水，目的是除去水中的氧气，排除氧气的干扰；B试管上面的植物油的作用是隔绝氧气，排除氧气的干扰；C试管中的氯化钙为干燥剂，目的是吸收试管中的水蒸气，排除水的干扰。
（2）本实验是为了探究铁生锈可能与H2O、O2有关，存在两个变量，所以设置3组对比实验，应用了控制变量思想。试管A：铁钉与空气、水同时接触；试管B：铁钉只与水接触，用植物油隔绝空气；试管C：铁钉只与空气接触，棉花和干燥剂吸收水蒸气。
学生任务3：观看实验视频，观察并记录实验现象，对比不同试管的情况，分析铁生锈需要的条件是什么？
现象 分析 结论
试管A 铁钉与空气、水同时接触
试管B 铁钉只与水接触
试管C 铁钉只与空气接触
答案：
现象 分析 结论
试管A 铁钉生锈 铁钉与空气、水同时接触 铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应
试管B 铁钉无明显变化 铁钉只与水接触
试管C 铁钉无明显变化 铁钉只与氧气接触
活动二：铁生锈原理的应用及防止铁制品锈蚀的方法
学生任务4：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？
答案：破坏铁制品锈蚀的条件，如隔绝氧气、隔绝水、同时隔绝氧气和水。
学生任务5：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？
答案：支架涂油漆，形成保护层以隔绝水和氧气；车圈镀铬，形成保护层以隔绝水和氧气，也可采用铝合金、不锈钢等其他耐腐蚀的合金材料；链条涂油，形成保护层以隔绝水和氧气。
活动三：典例精讲
学生任务6：如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ）
A.①②对比说明铁生锈需要空气， ①③对比说明铁生锈需要水
B.③中附着在棉花上的干燥剂的 作用是使试管里没有水分
C.①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲
D.四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
答案：C。①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是乙，因为乙处同时与水和氧气接触最充分，所以C选项错误。A选项①②对比，②中没有空气，铁钉不生锈，说明铁生锈需要空气；①③对比，③中没有水，铁钉不生锈，说明铁生锈需要水，A正确；B选项③中干燥剂的作用就是吸收水分，使试管里没有水分，B正确；④中同时提供了水和氧气，且温度较高，所以生锈最快，D正确。
二、保护金属资源
活动一：保护金属资源的方法及意义
学生任务1：阅读教材P20 - 21并结合生活经验，总结保护金属资源的有效途径。
答案：保护金属资源的方法有：防止金属锈蚀；回收利用废旧金属（废旧金属回收利用的意义是节约金属资源和能源，减少环境污染）；有计划、合理地开采金属矿物；寻找金属的代用品，如塑料制零件。
活动二：典例精讲
学生任务2：下列关于资源、能源的叙述不正确的是（ ）
A．金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以节约能源
B．废旧电池随意丢弃会带来对环境的污染，但不会危害人体健康
C．应回收各种废旧金属，进行金属资源的循环利用
D．防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径
答案：B。废旧电池中含有汞、镉等重金属，随意丢弃会污染土壤和水源，危害人体健康，B选项错误；A选项金属的回收利用可以节约金属资源和能源，A正确；C选项回收各种废旧金属进行循环利用，有利于保护金属资源，C正确；D选项防止金属腐蚀可以减少金属的损耗，是保护金属资源的有效途径，D正确。
1.实验探究：铁锈蚀条件的探究
现象 分析 结论
试管A 铁钉生锈 铁与水、氧气同时接触 铁生锈的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程
试管B 铁钉无明显变化 铁只与水接触
试管C 铁钉无明显变化 铁只与氧气接触
注意事项：
（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；试管B中植物油的作用是隔绝氧气；试管C中的干燥剂是氯化钙，具有吸水性。
（2）铁生锈属于缓慢氧化，铁锈呈红棕色，其主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。
2.防止铁生锈
（1）原理：隔绝氧气和水蒸气。
（2）方法：①保持铁制品表面洁净、干燥；②表面覆盖一层保护膜：如刷油漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。
3.金属资源的保护
（1）保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。
（2）保护金属资源的途径：
①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理的开采矿物，严禁乱采滥挖；④寻找金属的代用品。
（3）金属回收利用的意义：节约金属资源和能源，减少环境的污染。
1.（2025·青岛）下列做法有利于防止金属生锈的是（ ）
A．自行车淋雨后未及时擦干
B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中
D．经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【解析】A选项，自行车淋雨后未及时擦干，铁与水和氧气充分接触，容易生锈，该做法不利于防止金属生锈；B选项，给室外铁制篮球架刷油漆，能使铁与氧气和水隔绝，有利于防止金属生锈；C选项，将钢铁制品存放在潮湿的环境中，铁与水和氧气充分接触，容易生锈，该做法不利于防止金属生锈；D选项，食盐水会加快铁的锈蚀，经常用食盐水清洗铁制品，会使铁制品更易生锈，该做法不利于防止金属生锈。所以答案选B。
2.下列有关金属资源的利用和保护不正确的是（ ）
A．将铁制品放在潮湿的空气里
B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C．废旧金属回收利用可以节约金属资源
D．有计划、合理地开采矿物
【答案】A
【解析】A选项，将铁制品放在潮湿的空气里，铁会与空气中的氧气和水发生反应而生锈，不利于金属资源的保护，该选项说法不正确；B选项，在钢铁表面涂油、刷漆，能使钢铁与氧气和水隔绝，从而防止生锈，该选项说法正确；C选项，废旧金属回收利用，可以重新加工制成新的金属制品，能节约金属资源和能源，减少环境污染，该选项说法正确；D选项，有计划、合理地开采矿物，可避免资源的过度开采和浪费，有利于保护金属资源，该选项说法正确。所以答案选A。
3.某实验小组为探究铁生锈的条件，设计了如下实验。以下分析正确的是（ ）
A．一周后观察到的现象是b中铁钉生锈
B．b试管中放CaCl 的目的是干燥空气
C．一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左低右高
D．该实验可以得到铁生锈需要水和氧气的结论
【答案】B
【解析】A选项，b试管中放有干燥剂CaCl ，干燥的空气中铁钉缺少水，不会生锈，该选项说法错误；B选项，b试管中放CaCl ，CaCl 具有吸水性，其作用是干燥空气，使试管里没有水分，该选项说法正确；C选项，a试管中铁钉与水和氧气同时接触，会生锈消耗氧气，使装置内压强减小，一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左高右低，该选项说法错误；D选项，该实验需要对比a、b、c三支试管的实验现象，才能得出铁生锈需要水和氧气的结论，仅从现有信息不能确定是否能得出该结论，该选项说法错误。所以答案选B。
考点1 铁锈蚀的探究
1．（24-25九年级下·青海·阶段练习）为证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，下列实验必须要做的有（ ）
A．①②③ B．②③ C．①③④ D．②③④
【答案】D
【解析】实验①：铁钉只与氮气接触，没有氧气和水，不能探究铁生锈与氧气、水的关系，该实验不是必需的；
实验②：铁钉只与氧气接触，没有水，不生锈；
实验③：铁钉只与水接触，没有氧气，不生锈；
实验④：铁钉同时与氧气和水接触，生锈；
通过实验②③④的对比，能证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，所以必须要做的实验是②③④。
故选D。
2．（2025·广西·中考真题）下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是（ ）
A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中
【答案】D
【解析】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程，在铁片表面喷漆，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意；
B、将铁片制成不锈钢，由于不锈钢是铁合金，合金结构更稳定，抗腐蚀性更强，故选项不符合题意；
C、在铁片表面涂油，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意；
D、将铁片泡在海水中，海水含盐，能加速电化学腐蚀，促进生锈，故选项符合题意。
故选D。
3．（2025九年级·河北·专题练习）实验是化学研究的重要手段。下图为探究铁锈蚀条件的实验装置。
(1)实验中，证明铁生锈与水有关的现象为__________________________。
(2)实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是__________________________。
(3)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）。
【答案】(1)U形管左边铁丝生锈，右边铁丝不生锈
(2)氧气浓度较大
(3)没有对比实验，无法探究铁生锈是否与氧气有关（合理即可）
【解析】（1）实验中，溶液在的催化作用下产生大量氧气，并且产生的氧气带有水分，而U形管内的干燥剂可以吸收水分，右侧干燥剂也可以吸收水分，所以U形管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水，很快生锈，右侧光亮铁丝只接触氧气，不生锈，因此证明铁生锈与水有关的现象为：U形管左边铁丝生锈，右边铁丝不生锈。
（2） 铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，而溶液在的催化作用下产生大量氧气，所以该实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是：氧气浓度较大。
（3）铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，该实验的变量是水分，因此不足之处是：没有对比实验，无法探究铁生锈是否与氧气有关（合理即可）
考点2 防止金属锈蚀的方法
4．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径，以下防锈措施不合理的是（ ）
A．表面覆盖耐腐蚀金属 B．在自来水中长时间浸泡
C．优化材料制成不锈钢 D．在防锈袋内密封保存
【答案】B
【解析】A、金属锈蚀的主要条件是金属与氧气和水同时接触；在金属表面覆盖耐腐蚀金属，隔绝氧气和水，防止内部金属锈蚀，故选项防锈措施合理；
B、自来水含水和溶解氧，长时间浸泡会持续提供锈蚀条件，故选项防锈措施不合理；
C、优化材料制成不锈钢，改变金属结构，可以增强抗腐蚀性，故选项防锈措施合理；
D、在防锈袋内密封保存，隔绝氧气和水，防止锈蚀，故选项防锈措施合理。
故选B。
5．（2025·陕西咸阳·模拟预测）路边垃圾桶的铝制外壳可保持它原本的银白色，而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑，下列说法正确的是（ ）
A．所有金属都呈银白色 B．铁的金属活动性比铝强
C．铝制外壳不与空气成分反应 D．给铁制螺丝涂油能防止生锈
【答案】D
【解析】A、并非所有金属都是银白色，例如铜呈紫红色，不符合题意。
B、根据金属活动性顺序可知，铝位于铁之前，说明铝的金属活动性比铁强，不符合题意。
C、铝制外壳能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝保护膜，这层膜阻止了内部铝进一步被腐蚀，不符合题意。
D、铁生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应的结果，给铁制螺丝涂油可以隔绝铁与空气、水分的接触，从而防止生锈，符合题意。
故选D。
考点3 保护金属资源
6．（2025·江苏苏州·中考真题）在垃圾分类中，空的铝质易拉罐应属于（ ）
A．可回收物 B．有害垃圾
C．厨余垃圾 D．其他垃圾
【答案】A
【解析】可回收垃圾包括废旧金属、纸张等，所以铝制易拉罐属于可回收物；
故选A。
7. （2025·湖南长沙·三模）“金属保护一小步，资源节约一大步”，下列关于金属及金属材料防护的说法正确的是（ ）
A．为了增加经济效益，应加大力度开采金属矿物资源
B．纯金属的抗腐蚀性比合金更好
C．生铁和钢都属于铁合金
D．废弃金属直接丢弃，无需回收利用
【答案】C
【解析】A、加大开采金属矿物会加速资源枯竭，应合理开采、注重保护，A错误;
B、一般合金抗腐蚀性比纯金属好(如不锈钢比纯铁抗腐蚀)，B错误;
C、生铁和钢都是铁与碳等元素形成的合金，C正确;
D、废弃金属回收利用可节约资源、减少污染，应回收，D错误。
故选C。
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