9.3 钢铁的锈蚀与防护 课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
第三节 钢铁的锈蚀与防护
问题导学
钢铁锈蚀是因为存在能与金属发生反应的物质，且生成物不会对反应起到阻隔作用。
钢铁为什么会锈蚀，如何防护？
建立保护层，使金属与反应物隔离，或改变金属的内部结构，是否都可以防止金属锈蚀呢？
知识点一　导致钢铁锈蚀的因素
新知学习
① ② ③ ④ ⑤
1．钢铁锈蚀条件的探究
(1)实验装置
(2)实验现象
(3)实验现象分析
Ⅰ.对照实验①③可知,钢铁锈蚀的条件之一为________。
Ⅱ.对照实验②③可知,钢铁锈蚀的条件之一为________________。
Ⅲ.对照实验③④⑤可知，影响钢铁锈蚀的因素有很多。
与水接触
与氧气(或空气)接触
2．影响钢铁锈蚀的因素
钢铁的_____和环境的温度、湿度、________等都是影响钢铁锈蚀的因素。
3．铁锈的主要成分及特点
铁锈的主要成分是________，化学式为________。铁锈_____多孔,会把空气和水分保留在钢铁制品的表面,进一步_____锈蚀。
成分
酸碱性
氧化铁
Fe2O3
疏松
加速
[情景展示]取4枚无锈的洁净铁钉，如下表图中所示分别装在不同条件的试管内，观察现象并记录：
探究点一　钢铁锈蚀的条件
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
实验条件 加稀硫酸或稀盐酸溶液，浸没铁钉，1分钟后倒去酸液，放置 铁钉放在用水浸湿的一团棉花球上 铁钉浸入迅速冷却的沸水内，塞紧 试管内放干燥剂，在一团干棉花球上放铁钉，塞紧
实验图示
[问题探究]钢铁锈蚀的因素有哪些？为什么铝的活动性比铁强，而铝却不容易锈蚀？
[思考交流]
[总结归纳]钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水等物质发生反应的结果，钢铁的纯度、环境的温度、湿度、酸碱性都是影响钢铁锈蚀的因素。铁锈是一种疏松多孔的物质，不但不能阻止外界的水分与内部的铁接触，而且还容易吸收水分，加速铁的锈蚀，直至全部被锈蚀。铝具有很好的抗腐蚀性能是因为其表面形成一层致密的氧化铝薄膜阻止铝进一步被氧化。
核心一　导致钢铁锈蚀的因素
例1　某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸，用图所示装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈所需时间 1天未 见锈蚀 5分钟 1天未 见锈蚀 1分钟
(1)铁锈的主要成分是______(填化学式)。
(2)实验②和④可探究_____因素对铁制品锈蚀快慢的影响；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是___________(填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是__________________________________________________________________ (写出1点即可)。
Fe2O3
温度
①②(或③④)
相同酸性条件下，温度越高，铁制品锈蚀速率越快(或碱性条件下，铁
制品不易锈蚀)
(4)影响铁制品锈蚀快慢的因素除上述外，还有________(写出1点即可)，请设计实验方案：____________________________ _________________________________________________________________________。
氧气浓度
浓度相同的等量稀醋酸的试管中分别充入空气和氧气并塞上橡皮塞，
在相同温度下，在盛有相同铁钉和
观察出现铁锈所需的时间
[解析]实验②和④除温度不同外，其余条件均相同，这两个实验对比可得出温度高低对铁制品锈蚀快慢的影响；若想探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，则需在不同酸碱性环境下对比铁制品生锈速率的快慢，可对比实验①②或③④来得出结论；由表中数据可知，在碱性环境下(实验①③)，铁制品不易生锈；在酸性环境下(实验②④)，温度越高，铁制品生锈速率越快；影响铁制品锈蚀快慢的因素除上述的试剂酸碱性、温度高低外，还有盐溶液存在与否、氧气浓度大小等因素。
【方法点拨】关于条件性探究实验方案的设计思路：采用控制变量的方法，设计实验时逐一排除各条件，然后与条件都满足的实验现象对比，从而得出结论。
知识点二　减缓钢铁锈蚀的方法
1.在金属表面涂覆________，如涂刷矿物油或油漆、覆盖搪瓷或塑料等。
2.镀上一层______锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
3．改变金属的组成和结构，如制成_____等。
保护层　
不易
合金
[情景展示] 1965年，考古工作人员在湖北江陵发掘楚墓时，出土了越王勾践剑：
探究点二　减缓钢铁锈蚀的方法
[问题探究]这把埋藏在地下已有两千多年的宝剑依然光彩夺目、锋利无比，几乎没有丝毫锈蚀。你能揭开宝剑的不锈之谜吗？
[思考交流]
[归纳提升]能有效地减缓或防止钢铁锈蚀的方法：
1．思路：破坏金属锈蚀的条件；
2．方法：隔绝空气或隔绝水。具体方法有：保持铁制品表面洁净干燥；在铁制品表面涂一层保护膜；通过化学反应使铁制品表面生成一层致密的氧化物薄膜，如锯条的烤蓝、电镀；改变铁的组织结构，制成合金。
如果金属表面有锈，除锈的方法有两种：一是物理方法：刀刮、砂纸擦；二是化学方法：用酸洗，注意酸不能过量。
核心二　减缓钢铁锈蚀的方法
例2　2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是(　　)
A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件。
B．刷防锈漆。
C．船体表面镀一层黄金。
D．给某些部位涂油。
C
[解析]船体表面镀一层黄金，造价太高。
例3　下列做法中不能起到防锈作用的是(　　)
①在铁制品表面镀锌
②在铁制品表面涂油漆
③保留铁器表面的铁锈作为保护层
④保持铁器表面清洁干燥
⑤自行车脏了用清水冲洗而不及时将水擦干
⑥用废酸液冲洗铁制污水管道
A．①⑤　 B．③⑤⑥　 C．①③　 D．②⑥
B
【方法点拨】减缓钢铁锈蚀的思路是破坏其锈蚀的条件，隔绝空气或隔绝水或同时隔绝空气和水。如果金属表面有锈，除锈的方法有两种：一是物理方法——刀刮、砂纸擦；二是化学方法——用酸洗，注意酸不能过量。
知识点三　废旧金属的回收利用
随意弃置废旧金属，既造成了_________，又_____了有限的金属资源，所以必须回收利用废旧金属。
保护金属资源的途径：
(1)做好金属防锈工作；
(2)回收利用废旧金属；
(3)合理开采金属矿物资源；
(4)寻找金属的代用品(如塑料等)。
环境污染
浪费
[情景展示一]人类每年要向大自然索取大量的金属矿物资源，除了生产消耗的金属资源，每年因腐蚀而报废的金属材料相当于年产量的20%－40%。根据已探明的一些矿物储量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示：
探究点三　废旧金属的回收利用
[情景展示二] 生活中，很多家庭每天都要制造一些垃圾，这其中就包括被人们遗弃在角落里的铁制易拉罐：
[问题探究]金属矿物是不可再生资源，根据金属矿物可供开采的年限图与生活中随处丢弃铁制易拉罐的现状，说一说为什么要回收利用废旧金属？
[思考交流]
[归纳提升] 废旧金属的回收利用：
1．由于金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。这些金属如果弃置，既造成环境污染，又浪费了有限的金属资源。有人曾做过这样的估计：回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节省20%的成本，同时还可节约90%～97%的能源。回收1 t废钢铁可炼得好钢0.9 t，与用矿石冶炼相比，可节省成本47%，同时还可减少空气污染、水污染和固体废弃物污染。
可见，树立可持续发展观念，加强垃圾的分类回收、处理，并循环利用弃旧金属有着巨大的经济效益和社会效益。
2．保护金属资源的有效途径
(1)防止金属腐蚀；(2)回收和利用废旧金属；(3)有计划、合理地开采矿物；(4)开发和使用新的代用品，如塑料。
核心三　废旧金属的回收利用
例4　下列有关废弃手机中金属材料的回收利用的说法不正确的是(　　)
A. 可以节约金属资源。
B. 可以节约冶炼相关金属所消耗的能量。
C. 可以减少对环境的污染。
D. 回收废弃手机中的金属材料没有任何价值。
D
【方法点拨】由于金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。这些金属如果弃置，既造成环境污染，又浪费了有限的金属资源。
[解析]废旧金属很可能会造成水污染和土壤污染，回收废旧金属有利于金属资源的充分利用，有利于保护环境、节约能源和资源。
铁锈的主要成分是Fe2O3，疏松多孔，不能阻止反应的进行
铁与氧气、水蒸气等发生化学反应
导致钢铁锈蚀的因素
钢铁的锈蚀与防护
废旧金属的回收利用
减缓钢铁锈蚀的方法
课堂小结