沪教版九年级化学-杨艳-第三节金属的防护与回收.doc

立德 践行 慎教 善导
【科目】化学 【班级】 【日期】2007-11-15 【教者】杨艳
【课题】第三节 金属的防护和回收 【课时】1 【 类型】新 授
第三节 金属的防护和回收
教学目标：
知识与技能：1．学生能够了解使金属锈蚀的主要因素，并能设计和完成对铁制品锈蚀因素的探究实验。
2．学生了解金属锈蚀的简单防护方法。
过程和方法：1．学生能够认识科学探究的意义和基本过程。
2．学生能根据资料进行简单分析、推理和归纳。
3．在交流合作中，形成良好的学习习惯和学习方法。
教学重点：铁生锈的原因及防止铁生锈的方法。
教学难点：铁生锈的原因
实验用品：试管、铁钉、稀硫酸、水、氯化钠、无水氯化钙（干燥剂）、棉花、橡皮塞等。
教学方法：实验探究法、交流讨论法、比较法、归纳法、练习法等
教学过程：
【设问】（1）在常见金属中，使用量最大的金属是什么？（铁）
【展示】图片：我国在春秋和战国时期就会冶铁和炼钢。
【讲述】钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。我国在春秋和战国时期就会冶铁和炼钢。
【提问】现在年钢产量最多的国家是哪一个？（中国）
【展示】中国1980—1998年钢产量示意图。
【介绍】：（1）新中国成立以后，我国的钢铁工业得到飞速发展，由1949产量只有15万吨，位居世界第26位，跃至1996年的1亿多吨，位居世界首位。自此，中国钢铁产量一直居于世界首位。（2）2003年，中国钢铁产量22011.53万吨，占全世界总产量的近四分之一，远远超过其他国家的钢产量纪录，是世界上唯一年产钢超过两亿吨的国家。）
[展示]（1）表面失去金属光泽银元图片
（2）表面常会出现一些绿色固体的铜图片
（3）一组铁锈蚀的图片。
【交流与讨论】全世界每年大约有1/10的钢铁因生锈而废弃，请同学们想一想：钢铁锈蚀的根原因是什么？如何防止铁生锈？
【板书】 金属的防护和回收
一、钢铁锈蚀及防护
【提问】请同学们想一想：钢铁为什么会生锈？使钢铁锈蚀的因素有哪些？如何设计实验来验证？
（学生大胆猜测使铁生锈的因素。）
{教师启发学生思考：你觉得你家里使用的铁锅和菜刀及你的自行车在什么情况下容易生锈？（未洗净、未擦干）
【思考】：1、生锈可能和那些因素有关？水，空气。
2、是其中一个因素的作用还是共同作用呢？可能的组合是几种？
3、 为什么洗不干净时也很容易生锈？
【交流与讨论】（经过大家的讨论，看来有下面三种猜想）
（1）常温下，铁与氧气直接发生反应生锈（如何设计实验来验证？）
（2）常温下，铁与水直接反应生锈（如何设计实验来验证？）
（3）常温下，铁与氧气、水等物质共同作用生锈（如何设计实验来验证？）
【实验设计】大家小组讨论，在准备的白纸上画出你想设计的实验方案。
【交流】（四位同学上讲台展示成果并介绍，每组30秒），学生评价，教师点评。]
【实验探究】钢铁锈蚀的主要因素。
【介绍】 简单介绍实验方案：
取5枚洁净无锈的铁钉，分别放入5支试管中，进行如下实验：
（1）在试管①中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液；
（2）在试管②中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中；
（3）在试管③中加入少量蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中；；
（4）在试管④中迅速注满冷却的沸水、塞紧橡皮塞；
（5）在试管⑤中加入少量干燥剂(生石灰或无水氯化钙)，再放一团干棉球，把铁钉放人 在干棉球上，塞紧橡皮塞。
试管 ① ② ③ ④ ⑤
立即观察1天后3天后1周后
【交流与讨论】对活动与探究的实验现象进行交流。通过观察实验探究过程的照片，汇报实验记录结果：
（1）生锈的是那几组？①②③
（2）生锈比较快的是哪几组？①②
【讨论】：①④⑤对比有什么不同？由此可得出什么结论。生锈需要水和空气。
①②③组均生锈，它们相同的有哪些？都有水，都接触到空气。
①②生锈速度快，有什么与③不同的呢？有氯化钠，有酸。
【板书】二、钢铁锈蚀的主要因素：
1．铁生锈是铁与氧气、水等物质发生的复杂的化学反应。（缓慢氧化）（水、氧气是条件因素）
在有氯化钠和酸性条件下会加快生锈速率（影响因素）
【设问】 铁锈的主要成分是什么？铁锈是纯净物还是混合物？
【板书】2．铁锈（混合物）的主要成分氧化铁。
【讲述】：铁锈疏松多孔，水分和氧气可以穿透它的空隙，生锈的铁会完全锈蚀）
【思考】 （1）让我们再看同学们在前面讲到的几个实验：
（2）我们能不能通过第2个装置来研究钢铁锈蚀的快慢？怎样判断？
【练习】1、各种装置中铁生锈所引起的现象
【活动与探究】我校三（3）班一学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细[铁丝、食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中，然后装配成如右图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，高度的大小见下表：
表中所列数据为不同时间导管中水面上升的高度/（cm）：
时间/小时 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A瓶（盛干燥铁丝） 0 0 0 0 0 0 0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝） 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝） 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝） 0 0 0 0 0 0 0
【问题】(1)哪一瓶导管中水面上升的高度最大？为什么？而D瓶导管中水面为什么没有上升？
(2)通过这个实验你认为铁在什么条件下易生锈
【板书】三、钢铁的防护方法：
【交流与讨论】怎样才能防止钢铁锈蚀？请说出你的看法和你所知道的各种防锈方法，并跟同学们交流、讨论，然后尝试对这些方法进行分类。
【教师引导】同学们可以联系生活实际，交流讨论你所见到的或使用过的防护方法。学生交流汇总。）
【讲述】常用的金属防护方法我们可以归纳为：保持金属制品表面洁净干燥；在金属制品表面形成保护膜（涂油、涂漆、烧搪瓷、形成致密氧化膜、镀其它金属等）；加入铬、镍等金属做成不锈钢等；……
【板书】 1.保持铁制品表面的洁净和干燥；
2.在铁制品表面覆盖保护层，如涂防锈油、喷油漆、烧搪瓷、烤蓝（形成致密氧化膜）、镀其它金属等等；
3.改变金属内部结构构成合金，如：加入铬、镍等金属做成不锈钢等。
【说明】金属制品的用途不同，存放的环境不同，选择的防护方法也不同。
书 【活动与探究】
（1）学校将在办公大楼后建一个以钢铁材料做支架的车棚，请你为车棚设计几套防锈蚀的方案
（2）学校将在办公大楼后建一个临时车棚，使用期两年，两年后将其拆除。现有以下几种方案可供选择：方案1：用不锈钢焊接搭建。方案2：用普通铁管焊接搭建，不防锈，一年后报废。方案3：用普通铁管焊接搭建，建好后除锈涂漆一次，以后隔年涂一次漆，四年后报废。
附：不同方案成本预算:
方案1 方案2 方案3
材料费 20000元 12000元 12000元
建造费 750元 750元 750元
除锈涂漆一次 200 元
总耗资
平均年耗资
问：通过计算说明：哪一套方案最经济、最划算？
【拓展视野】铝的“自我保护”
【练习思考题】
（1）铁锅使用一段时间后为什么经常会生锈？在家庭生活中一般可以采取什么措施防止铁锅生锈？
（2）学校的篮球架是用钢铁材料加工制成的，请你为篮球架设计几套防锈蚀的方案。
（3）为防止金属腐蚀，我们在日常生活中应如何保护金属制品？请举例说明。
（4）食品包装盒中常放有一小袋粉末状物质，该物质对食品同时具有防潮和防氧化作用。玲玲同学从超市购买的食品包装盒中取出装有粉末状物质的小袋，撕开后发现袋里有板结的铁锈。试推测粉末状物质是什么？其作用原理是什么？
（5）泰坦尼克图片，为什么面临“二次毁灭”？加速毁灭的主要是什么？
【家庭实验】在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验：一处用湿棉球；另一处用干布擦干；第三处用干布擦干后，涂上一层食油。放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化。
【练习】化学实验报告册实验“探究铜生锈的原因”。
废金属的回收利用
废金属的回收利用：如果将废钢铁回炉冶炼成钢，跟用铁矿石冶炼钢相比，既可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物。可见，回收利用废金属，有着巨大的社会效益和经济效益。
指导学生阅读P128-129，
目的：使学生了解废金属回收的意义，废金属会对环境有哪些危害？
据估计，全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的十分之一。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用。
[板书设计]
金属的防护
一、钢铁锈蚀造成的危害
二、钢铁锈蚀的主要因素：
1．铁生锈是铁与氧气、水等物质发生的复杂的化学反应。（缓慢氧化）
指出：氯化钠的存在和酸性条件下会加快铁生锈速率
2．铁锈（混合物）的主要成分氧化铁（Fe2O3·aH2O）
三、钢铁的防护方法：
1.保持铁制品表面的洁净和干燥；
2.在铁制品表面覆盖保护层，如涂防锈油、喷油漆、烧搪瓷、烤蓝（形成致密氧化膜）、镀其它金属等等；
3.改变金属内部结构构成合金，如：加入铬、镍等金属做成不锈钢等。
【教学后记】
此节课的知识较为零碎，但是金属生锈条件的探究方法需要掌握透彻，控制变量法是研究这种问题的一个关键，学生必须牢牢掌握如何控制变量，是若干条件中只能控掉一个量，我在教学过程中，补充了铜生锈条件的探究。
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