9.3 金属材料的锈蚀与防护 课件（共36张PPT）

(共36张PPT)
上节课学了哪些知识？
……
金属的化学性质
金属与氧气的反应
金属与盐酸、稀硫酸的反应
置换反应
1.常温下能反应：镁、铝
2.点燃或加热条件下能反应：铁、铜
3.高温下也不能反应：金、银
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
① ② ③ ④ ⑤
1．影响钢铁锈蚀的因素
(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
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
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：
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
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。
1.钢铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的结果。
2.在钢铁制品表面涂覆保护层或将钢铁制成不锈钢合金，可有效减缓钢铁制品的锈蚀。
3.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。
是否应该停止使用铝制易拉罐
市场上的罐装饮料许多都是使用铝制易拉罐储存的。有人认为铝制易拉罐具有轻便、美观、不易破碎、容易储存等优点，应继续使用；也有人认为电解法冶炼金属铝需要大量能源，而且大量废弃的铝制易拉罐也会带来环境污染等问题，应当停止使用，寻找其他更加环保的替代品。
请你查间相关资料，就是否应该停止使用铝制易拉罐进行论述，表达你的观点，可以与同学们展并排论。
1.下列环境中，钢铁制品表面最容易产生铁锈的是（ ）
A.干燥的空气中
B.植物油中
C.潮湿的空气中
D.蒸馏水中
2.下列关于金属资源的叙述不正确的是（ ）
A.地球上的金属资源大多数以化合物的形式存在
B.随意丢弃金属废弃物只会污染土壤，不会污染水
C.地球上的金属资源是有限的，属于不可再生资源
D.回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源
3.常见的金属防锈方法有：①在表面喷漆；②在表面涂油；③在表面镀一层其他金属：④改变金属的组成和结构。下列常见金属制品通常采用哪种方法防锈？（填序号）
（1）门把手 ；
（2）机器上的齿轮 ；
（3）汽车车身 ；
（4）不锈钢医疗器械 。
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