资源简介

第2课时　金属资源保护
化学观念：能以铁生锈为例，探究金属锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的常用方法。
科学思维：认识防止金属腐蚀的重要意义，能依据铁制品锈蚀的认知模型说明防止金属腐蚀的常用方法，进一步发展运用归纳、演绎、推理等思维方法，认识物质的性质及变化的能力。
科学探究与实践：在了解生活中铁制品锈蚀原理应用的过程中，认识金属性质与用途的关系，感受科学地利用金属的性质对提高人们生活质量具有的重要作用。
科学态度与责任：了解废弃金属对环境的影响，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。
教学重点：探究铁制品锈蚀的条件及防护方法。
教学难点：探究铁制品锈蚀条件的实验方案设计。
［引言］我国具有代表性的金属文物、“蛟龙号”、C919大飞机、嫦娥二号、航母、高铁等，无一不和金属材料有关。从图片可以看出铜质文物和铁质文物都锈迹斑斑，世界上每年都有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废，如何防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大课题。
［展示］金属文物、“蛟龙号”、C919大飞机、嫦娥二号、航母、高铁、金属锈蚀的相关图片。
　任务一　设计探究实验方案
教师活动 学生活动
［过渡］同一时期的金镡铁剑、吴王夫差剑、越王勾践剑，金镡铁剑锈蚀严重说明什么问题？ ［展示］未擦干生锈的铁锅、对比暖宝宝拆封包装前后的现象。 ［提问］铁是我们使用最广泛的金属，但是它也是非常容易生锈的。铁锈有什么特点呢？请同学们观察铁锈的颜色。摸一摸，铁锈是疏松的还是致密的？ ［小结］铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O，红棕色，很疏松。 ［迁移］铝制品耐腐蚀的原因是什么？铁锈能否对内部的铁起到保护作用？ ［提问］由铁锈主要成分的化学式可以看出铁锈主要由哪些元素组成？根据元素守恒猜想：铁制品锈蚀可能是铁与哪些物质发生了反应？ ［提问］根据我们的猜想，利用控制变量的思维模型需要设计几个实验？每个实验中铁分别与什么物质接触？ ［观看图片和视频］金属腐蚀难易程度与金属本身性质有关。 ［思考交流］铁锈是一种红棕色固体，很疏松。推测铁锈中含有氧化铁。 ［思考回答］铝制品耐腐蚀是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止内部铝进一步被氧化。铁锈的结构疏松，不能起到保护里层金属的作用。 ［思考交流］主要由铁、氧、氢三种元素组成。铁锈中氧元素可能来自氧气、水，氢元素可能来自水。因此，铁制品锈蚀可能是铁与空气中的氧气、水发生了反应。 ［思考交流］三个实验。分别同时接触氧气和水、只与水接触、只与氧气接触。
　任务二　探究金属锈蚀条件
教师活动 学生活动
［展示实验用品］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、氯化钙固体（除去水）、橡胶塞等。 ［提问］为什么用蒸馏水而不用自来水？ ［提问］请同学们根据自己设计的实验方案，完成铁生锈条件的探究。 ［视频］展示放置一周后三支试管内铁钉锈蚀的现象。 ［观察总结］师生共同观察总结完成表格。 编号ⅠⅡⅢ实验 装置实验 现象铁钉生锈铁钉无明 显变化铁钉无明显 变化实验 分析铁钉与水和 空气中的氧 气接触　　铁钉只与 水接触　铁钉只与 空气中的 氧气接触
［提问］ 1.我们用的蒸馏水是煮沸后迅速冷却的，这样操作的目的是什么？ 2.蒸馏水上方植物油的作用是什么？ 3.根据实验现象，得出铁生锈的条件是什么？ ［总结］铁制品在氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂的化学反应，生成铁锈。铁锈蚀的条件是同时与空气（或氧气）和水（或水蒸气）接触。 ［迁移］在铁生锈探究实验的基础上，结合铜锈的主要成分碱式碳酸铜的化学式Cu2（OH）2CO3，你能猜测出铜生锈可能和哪些物质有关吗？如何设计实验方案？ ［思考］实验用品的作用。 ［思考交流］自来水含有较多其他物质，可能会对实验造成干扰。 ［实验］用所给实验用品设计铁生锈条件的探究实验。 ［观察并描述实验现象］ ［思考交流］ 1.把蒸馏水煮沸后迅速冷却是为了除去水中溶解的氧气。 2.植物油的作用是隔绝氧气。 3.铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。 ［小组讨论］明确铜生锈的可能因素是铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，运用控制变量的思维模型，设计实验方案。
　任务三　探寻金属保护方法
教师活动 学生活动
［过渡］铁制品锈蚀无处不在。全世界每年因生锈而损失的钢铁约占钢铁产量的四分之一，我们怎样才能防止或减缓铁制品的锈蚀呢？ ［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？ （2）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？ ［小结］金属防锈方法： （1）隔绝空气或水（外因） ①保持铁制品表面洁净和干燥，如菜刀不用时擦干放置；②在钢铁表面覆盖保护膜，如车、船表面涂油漆；③在钢铁表面镀一层其他金属，如水龙头表面镀铬、镀锌。 改善金属的组成或结构（内因），如将钢铁制成不锈钢。 ［提问］生活中很多铁制品都采取了防锈处理。你知道它们分别采用了什么防锈方法吗？是根据外因还是内因？ ［展示］越王勾践剑和港珠澳大桥相关材料并讲述其防锈方法。 ［讲述］越王勾践剑材质是铜锡合金，形成致密氧化层，出土时剑鞘完整，能进一步隔绝氧气达到防腐蚀效果。港珠澳大桥通过高性能防腐涂层，或采用耐腐蚀性能更强的金属材料等进行防腐。 ［过渡］除了防止金属腐蚀。还有哪些途径可以保护金属资源？请阅读教材P20~21，归纳总结。 ［总结］ 金属资源的保护措施：（1）防止金属的腐蚀；（2）回收利用废旧金属；（3）有计划、合理地开采金属矿物；（4）寻找金属的代用品。 ［拓展］稀土资源的利用和保护 ［思考交流］ （1）防止铁生锈，就是要破坏铁生锈的条件。可以采取隔绝空气、隔绝水的方法。 （2）支架喷漆、链条涂油、钢圈电镀。 ［思考交流］生活中防止锈蚀的实例。 ［倾听］感受我国古代和现代在防止金属锈蚀方面的成就。 ［阅读教材并总结］ 回收利用废旧金属； 有计划、合理开采金属矿物； 寻找金属的代用品等。 ［查阅资料］了解我国稀土资源的开发和利用情况。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过今天的学习，我们探究了铁制品锈蚀的条件，用形成的认知模型，分析了防锈方法，了解了化学反应原理的应用。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第2课时　金属资源保护
1.金属的腐蚀与防护
2.保护金属资源
　　
　　
　　
　　
　　

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