第三节 金属材料的锈蚀与防护
【素养目标】
1.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法。(物质的多样性)
2.认识废旧金属对环境的污染以及回收利用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性。(物质的多样性)
3.通过对钢铁锈蚀条件的探究,进一步加深对科学探究各要素的理解,提高科学素养。(物质的多样性)
【知识概览】
基础主干落实
一、导致钢铁锈蚀的因素
1.锈蚀条件:钢铁与 氧气 、 水 同时接触。
2.影响因素:钢铁的成分、环境的温度、湿度和酸碱性等。
3.主要成分:铁锈(主要成分的化学式为 Fe2O3 )。
4.铁锈特点:疏松多孔,会进一步加速锈蚀。
二、减缓钢铁锈蚀的方法
1.原理:使钢铁制品隔绝 氧气 或隔绝 水 。
2.方法:
(1)保持金属的洁净和干燥。
(2)在金属表面涂覆保护层(涂刷矿物油或油漆、覆盖搪瓷或塑料等)。
(3)镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
(4)改变金属的组成和结构(如制成 不锈钢合金 )。
三、废旧金属的回收利用
1.废旧金属的危害:
既造成 环境污染 ,又浪费了有限的 金属资源 。
2.回收利用废旧金属的意义:
既有利于金属资源的充分利用,又有利于 保护环境 ,节约资源和能源。
默写训练,请使用“基础默写回顾手册”P22
漫画助学
铝制品表面的氧化物膜致密而坚固,能防止里层的铝与氧气等继续接触;而铁制品表面的铁锈疏松多孔,不能防止里层的铁与氧气等继续接触。
交流讨论
为延长食品保质期,有些食品袋中会放入铁粉双吸剂。你知道它的作用吗
提示:铁粉在生锈过程中吸收氧气和水蒸气,既能保持食品干燥,又能隔绝氧气防腐。
重点案例探析
【考点】金属锈蚀条件的探究
【典题】(2023·安徽中考节选)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 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 。
(2)铁锈的颜色是 红棕色 。
【实验探究】
该小组利用如图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 除去水中溶解的氧气,防止干扰实验 。
(4)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 水和氧气 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 C中可接触的氧气比D中的多 。
举一反三
[创新装置]如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是 (C)
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
课堂达标反馈
1.[金属锈蚀条件]铁钉在下列哪种情况下最容易生锈 (D)
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中
B.在干燥、致密、不透气的土壤中
C.在潮湿、致密、不透气的土壤中
D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
2.[金属防锈措施]下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是 (D)
A.在表面刷漆 B.在表面涂油
C.制成合金 D.放在潮湿的空气中
3.[废旧金属回收利用]我国的矿物种类比较齐全,储量很丰富,但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是 (C)
A.废旧金属不需要回收利用
B.矿物资源无限,可以任意开采
C.寻找金属代用品
D.将铁钉放置于潮湿的空气中
4.[金属锈蚀条件]光亮的铁钉在如图所示情况下最容易生锈的是 (B)
5.[金属锈蚀条件]如图所示,实验装置的气密性良好,U形管内初始液面相平。铁钉与水面接触部位锈蚀最严重,说明铁生锈是铁与 氧气和水 共同作用的结果。当铁钉出现明显锈蚀时,U形管内的液面a端 高于 (选填“高于”“低于”或“等于”)b端。
6.[金属锈蚀条件的探究]金属材料的研究和应用是化学学习的一个重要内容。
(1)为了探究铁制品锈蚀的条件做了如图三个对比实验,一周后,B、C中无明显现象,A中的现象是 铁丝生锈 、 试管内液面上升 。
(2)铁制品锈蚀可用稀硫酸除去铁锈,发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O 。
(3)制造共享单车使用了大量的铁合金,该合金与铁相比具有的优点是 硬度大,耐腐蚀等 。
训练升级,请使用“课时过程性评价”P118第三节 金属材料的锈蚀与防护
【素养目标】
1.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法。(物质的多样性)
2.认识废旧金属对环境的污染以及回收利用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性。(物质的多样性)
3.通过对钢铁锈蚀条件的探究,进一步加深对科学探究各要素的理解,提高科学素养。(物质的多样性)
【知识概览】
基础主干落实
一、导致钢铁锈蚀的因素
1.锈蚀条件:钢铁与 、 同时接触。
2.影响因素:钢铁的成分、环境的温度、湿度和酸碱性等。
3.主要成分:铁锈(主要成分的化学式为 )。
4.铁锈特点:疏松多孔,会进一步加速锈蚀。
二、减缓钢铁锈蚀的方法
1.原理:使钢铁制品隔绝 或隔绝 。
2.方法:
(1)保持金属的洁净和干燥。
(2)在金属表面涂覆保护层(涂刷矿物油或油漆、覆盖搪瓷或塑料等)。
(3)镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
(4)改变金属的组成和结构(如制成 )。
三、废旧金属的回收利用
1.废旧金属的危害:
既造成 ,又浪费了有限的 。
2.回收利用废旧金属的意义:
既有利于金属资源的充分利用,又有利于 ,节约资源和能源。
默写训练,请使用“基础默写回顾手册”P22
漫画助学
铝制品表面的氧化物膜致密而坚固,能防止里层的铝与氧气等继续接触;而铁制品表面的铁锈疏松多孔,不能防止里层的铁与氧气等继续接触。
交流讨论
为延长食品保质期,有些食品袋中会放入铁粉双吸剂。你知道它的作用吗
提示:铁粉在生锈过程中吸收氧气和水蒸气,既能保持食品干燥,又能隔绝氧气防腐。
重点案例探析
【考点】金属锈蚀条件的探究
【典题】(2023·安徽中考节选)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 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如图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)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 。
举一反三
[创新装置]如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是 ( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
课堂达标反馈
1.[金属锈蚀条件]铁钉在下列哪种情况下最容易生锈 ( )
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中
B.在干燥、致密、不透气的土壤中
C.在潮湿、致密、不透气的土壤中
D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
2.[金属防锈措施]下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是 ( )
A.在表面刷漆 B.在表面涂油
C.制成合金 D.放在潮湿的空气中
3.[废旧金属回收利用]我国的矿物种类比较齐全,储量很丰富,但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是 ( )
A.废旧金属不需要回收利用
B.矿物资源无限,可以任意开采
C.寻找金属代用品
D.将铁钉放置于潮湿的空气中
4.[金属锈蚀条件]光亮的铁钉在如图所示情况下最容易生锈的是 ( )
5.[金属锈蚀条件]如图所示,实验装置的气密性良好,U形管内初始液面相平。铁钉与水面接触部位锈蚀最严重,说明铁生锈是铁与 共同作用的结果。当铁钉出现明显锈蚀时,U形管内的液面a端 (选填“高于”“低于”或“等于”)b端。
6.[金属锈蚀条件的探究]金属材料的研究和应用是化学学习的一个重要内容。
(1)为了探究铁制品锈蚀的条件做了如图三个对比实验,一周后,B、C中无明显现象,A中的现象是 、 。
(2)铁制品锈蚀可用稀硫酸除去铁锈,发生反应的化学方程式为 。
(3)制造共享单车使用了大量的铁合金,该合金与铁相比具有的优点是 。
