(共38张PPT)
6.4 珍惜和保护金属资源
科粤版 化学(初中)
学习目标
重点、难点
1.钢铁生锈条件探究,金属资源的保护意识;
2.钢铁为何生锈,如何防止生锈。
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.了解铁生锈的条件,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.强化保护金属资源的意识。
新课引入
新课引入
金属资源的利用对于人类社会的发展有着重要意义。每年开采和消耗的金属矿物,数以亿吨计。人类不仅要重视金属矿产的开发和利用,冶炼出多种多样的金属和合金,还应当十分珍惜和保护金属资源。地球能提供的矿物资源是有限的,这些资源能否得到充分
的保护和利用呢?
你知道吗
世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料高达产量的20%~40%,其中最容易锈蚀的是产量最多的钢铁材料和设备。为什么钢铁容易锈蚀呢?
【材料1】人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源,以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限,而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量,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(不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等)。
我们的金属资源
新课讲解
材料二、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料大约占年产量20%-40%
我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国内生产总值的3~4%,如1995年我国的金属损失约为1500亿元。那么如何防止钢铁腐蚀显然是一个意义十分重大的课题。
新课讲解
钢铁锈蚀的因素有哪些?
铁在空气中容易氧化,据此推断,铁的生锈必然跟氧气有关。另外,
在潮湿环境或在海水浸泡下,铁锈蚀的现象更加严重,由此推测:
铁的生锈还可能与水分、盐分有关。
提 出 问 题
实验与事实
猜想与假设
【实验6-6】取4枚无锈的清洁铁钉,如下表所示,分别装在不同条件的试管内,并按下表要求观察记录:
一、探究钢铁锈蚀的原因
新课讲解
【探究活动】
新课讲解
铁制品锈蚀探究
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
实验条件
实验图示
与化学物质接触
与水、空气接触
只与水接触
只与空气接触
新课讲解
盐酸
食盐水
蒸馏水
水和氧气
干燥剂和棉花
第一天
新课讲解
三 天后
盐酸
食盐水
水和氧气
蒸馏水
干燥剂和棉花
新课讲解
一周后
盐酸
食盐水
水和氧气
蒸馏水
干燥剂
盐酸
食盐水
水和氧气
蒸馏水
新课讲解
观察记录 片刻后
一天后
三天后
一周后
有气泡产生
无现象
无现象
无现象
表面开
始生锈
无现象
无现象
无现象
生锈
无现象
无现象
无现象
生锈
表面开
始生锈
无现象
无现象
思考与讨论
1.试管Ⅲ中为什么要用煮沸过的蒸馏水??
是为了除去蒸馏水中溶有的氧气。
新课讲解
3.铁主要跟哪些物质反应而发生锈蚀,生成了什么?
铁与空气(氧气)和水反应,生成了铁锈。
解释与结论
铁在有氧气、水等物质的条件下发生复杂的化学反应生成铁锈。铁锈的成份主要为氧化铁(Fe2O3),为疏松多孔结构,水分子和氧分子能穿过它的空隙,不断向里渗透,直至全部被锈蚀。当铁与易跟它发生化学反应的物质接触(如酸溶液)时,会更容易发生反应。
2.通过实验现象分析,造成钢铁锈蚀的因素有哪些?
铁必须与氧气、水同时接触,缺一不可。
新课讲解
拓展与迁移
根据以上结论,你认为防止钢铁锈蚀的基本原理是什么?
原理:隔绝空气或水
防止钢铁锈蚀的常用方法:
(1)保持铁制品表面洁净、干燥。
如铁锅用完后及时洗净擦干,可防止生锈。
新课讲解
【根据观察的现象讨论】
1、上述各组编号的实验条件有什么不同
Ⅰ、与化学物质接触、
Ⅱ、与水、空气接触、
Ⅲ、只与水接触、
Ⅳ、只与空气接触
(1)、氧气和水
(2)、化学制品 如:有盐和酸的条件下更易腐蚀
2、造成钢铁锈蚀的主要因素有哪些
新课讲解
其他金属的锈蚀
除铁以外,很多金属(如铜、铝、锌等)也会与环境中的物质(如空气、水)发生反应
铁锈(Fe2O3) 氧化铝 (Al2O3)
结构特点
若不除去
经过分析研究,铝、锌等金属易在空气中被氧化。生成一层致密的氧化膜,能阻止水,氧气的进一步侵入,达到保护金属的目的。
疏松多孔
完全锈蚀
致密结实
使铝“自我保护”
新课讲解
3、铁主要跟哪些物质反应而发生锈蚀,生成了什么
铁在有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,其主要成分是氧化铁(Fe2O3)。
4、铁锈结构特点:
因为铁锈疏松多孔,所以不能阻止里层的铁继续继续生锈,铁制品会全部锈蚀。
新课讲解
根据以上结论,你认为防止钢铁生锈的基本原理是什么?
新课讲解
在车船的表面喷油漆
在机械表面涂防锈油
在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷
此外,还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。
如:在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬
镀铜
思考:如何防止钢铁生锈呢?
新课讲解
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢?
防止铁制品生锈的具体方法有:
(1)保持铁制品表面干燥和洁净
(2) 在铁制品表面涂一层保护膜如:刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属,进行“烤蓝”处理等
(3)制成合金钢,如不锈钢
新课讲解
2 、自行车的构件如支架、链条、钢圈等,分别采取了什么防锈措施?
刷油漆
涂油
镀铬
新课讲解
一、钢铁腐蚀
2.防锈措施
1.原因:铁与氧气、水等发生化学反应生成铁锈。
铁锈的主要成分为Fe2O3,疏松多孔,不能阻止反应的继续进行。
·保持铁制品表面清洁干燥
·改变内部结构,制成不锈钢
·在铁制品表面镀上其他耐腐蚀的金属, 如镀锡或铬等
新课讲解
3 、改善腐蚀环境等等
保持铁制品表面干燥和洁净
在铁制品表面喷涂油漆、油脂或搪瓷等;
①有计划、合理地开采矿物;
②开发研究金属的代用品;
③回收利用废旧金属。
二、金属保护
2.从资源的采掘与开发方面:
1.从保护金属材料和制品方面:防止锈蚀。
归纳小结
典例讲解
例1.(2022·江苏无锡·中考真题)走近千年文物,人们发现青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀,锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述错误的是
A.铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素
B.CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2(OH)3Cl
C.青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高
D.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护
典例讲解
【答案】B
【解析】A、由铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3可知,铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素,正确;B、生成物为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl两种,不符合“多变一”特征,不是化合反应,错误;C、青铜器在锈蚀的过程中,由CuCl中的+1价变为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl中的+2价,铜元素的化合价升高,正确;D、在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护,正确。故选B。
典例讲解
例2.(2022·辽宁沈阳·中考真题)为了防止钢铁制品锈蚀,下列做法不正确的是( )
A.用洗涤剂除去铁制品表面的油膜
B.在车船的表面喷涂油漆
C.在铁制品表面镀上一层其他金属
D.将使用后的菜刀用布擦干
典例讲解
【答案】A
【解析】A、用洗涤剂除去铁制品表面的油膜,铁能与氧气和水充分接触,容易生锈,故选项做法不正确;B、车船表面喷涂油漆,能够阻止铁与氧气、水接触,所以可防止铁生锈,故选项做法正确;
C、在铁制品表面镀上一层其它金属能够防止生锈,故选项做法正确;D、将使用后的菜刀用布擦干,能防止与水分接触,能防止钢铁制品锈蚀,故选项做法正确。故选A。
典例讲解
例3.(2022·广西柳州·中考真题)柳州市被称为“桥梁博物馆”,刚建成的凤凰岭大桥成为“桥梁博物馆”的新成员,大桥的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是( )
A.经常用浓盐酸清洗金属材料
B.在金属材料表面刷油漆
C.在金属材料表面镀保护层
D.改变金属内部结构制成防腐合金
【答案】A
【解析】A、金属能与酸反应,经常用浓盐酸清洗金属材料,会加速金属的锈蚀,符合题意; B、在金属材料表面刷油漆,可以隔绝氧气和水,防止金属锈蚀,不符合题意;C、在金属材料表面镀保护层,可以隔绝氧气和水,防止金属锈蚀,不符合题意; D、改变金属内部结构制成防腐合金,合金比组成它的纯金属耐腐蚀,可以保护金属材料,不符合题意。故选A。
典例讲解
1.金属资源是不可再生资源,保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是( )
A.大力开采矿物以保障金属材料的供用
B.提高废旧金属的回收利用率
C.在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀
D.用特种塑料代替金属制造机器的零部件
A
达标检测
2.随着人们生活质量的提高,各种电池使用量大幅度增加,废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( )
A.回收利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的 污染
C .减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀
D.回收利用电池中的石墨电极
C
达标检测
3.如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是( )
①一段时间后,铁丝会由下向上出现锈蚀现象 ②一
段时间后,水面处铁丝锈蚀严重 ③一段时间后,塑料
瓶会变膨胀,因为铁生锈要放热 ④一段时间后,塑料
瓶会变瘪,因为铁生锈与空气有关
A.①② B.②④
C.②③ D.③④
B
达标检测
4.(2021·湖南常德)随着社会的不断发展,汽车已进入寻常百姓家,给我们日常出行带来了极大的方便。请按要求回答下列问题:
达标检测
(1)如图所示的汽车各部件中,用到的金属材料有___________(只填一种,下同),用到的有机高分子材料有___________。
(2)汽车轮毂材料用铝合金而不用纯铝,其主要原因是___________;
(3)车身喷漆除保持汽车美观外,其主要作用是___________;
【答案】铝合金轮毂 塑料保险杠或橡胶轮胎 铝合金的强度和硬度比
纯铝高 防止车身锈蚀
【解析】(1)金属材料包括金属和合金,故填:铝合金轮毂;(2)有机
合成材料包括塑料、合成橡胶和合成纤维,故填:塑料保险杠或橡胶轮胎;
(3)合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,故填:铝合金的强
度和硬度比纯铝高;(4)车身喷漆除保持汽车美观外,主要作用是隔绝空
气达到防止车身锈蚀的目的,故填:防止车身锈蚀。
达标检测
1.完成配套练习册;
2.总结: 第六章内容;
3.书面作业:课后习题3、4、6。
作业布置