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1、课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护课时课时2金属资源保护金属资源保护生活启示生活启示生活中随处可见铁器生锈的场生活中随处可见铁器生锈的场景，事实上，每年全世界有景，事实上，每年全世界有30%的钢铁都因为锈蚀而浪费的钢铁都因为锈蚀而浪费掉了，让我们先看一组图片。掉了，让我们先看一组图片。资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当与年产量的而报废的金属设备和材料相当与年产量的20%-40%。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据已资料二：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，并目前这
2、些金属的消耗探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限如课计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。家的金属储备和金属的回收利用等）。图825 据估计一些矿物可供开采的年限 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因金属锈蚀的原因、防护的防护的方法方法和和废金属的回收利用废金属的回收利用铁为什么会生锈？铁为什么会生锈？取取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入枚洁
3、净无锈的铁钉，分别放入3支试管支试管中进行下面的实验中进行下面的实验步骤一、在试管步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中水中步骤二步骤二、在试管、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮塞步骤三步骤三、在试管、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 一周后一周后铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加
4、植物油）：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空气中干燥空气中铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁
5、只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能生锈生锈生锈生锈。（缓慢氧（缓慢氧化，放热）化，放热）在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！生锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质是一种疏松多孔
6、的物质 Fe2O3 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。反应，直至铁被完全锈蚀。氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触请解释下列实验的现象请解释下列实验的现象液面处铁液面处铁锈较多锈较多干燥剂干燥剂干燥空气中干燥空气
7、中部分浸没水中部分浸没水中浸没水中浸没水中部分浸没食盐水中部分浸没食盐水中1 12 23 34 4铁生锈的条件：铁生锈的条件：与与水水和和空气空气同时接触同时接触盐溶液盐溶液可以加快铁生锈的速度可以加快铁生锈的速度想一想想一想阅读教材阅读教材阅读教材阅读教材P19P19页，回答下列问题：页，回答下列问题：页，回答下列问题：页，回答下列问题：1 1、试管、试管、试管、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？加入植物油？加入植物油？加入植物油？2 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与
8、氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因
9、为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢形成保护层形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等过化学反应使表面形成致密
10、的氧化物薄膜等过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、
11、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜讨论讨论1、在实际生活和生产中我们应该采取哪、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？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为：防止铁制品生锈的具体方法为：防止铁制品生锈的具体方法为：防止铁制品生锈的具体方法为：v 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净v 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、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、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬
12、、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行温灼烧金属，进行“烤蓝烤蓝烤蓝烤蓝”处理等处理等处理等处理等v 制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢自行车的构件如支架、链条、钢圈等，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？分别采取了什么防锈措施？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬（2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属（1）防止金属腐蚀防止金属腐蚀据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜要便宜20%20
13、%，而且还可节约金属资源和，而且还可节约金属资源和95%95%的能源。的能源。1t1t废废钢铁回炉冶炼可炼成近钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约节约11t11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg11kg。目前世界上已有目前世界上已有50%50%以上的铁的以上的铁的90%90%以上的金得到了回收以上的金得到了回收利用。利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞
14、等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。以减少对环境的污染。你知道吗？你知道吗？讨论讨论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可节约金属资源可节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源v 降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可减少金属对环境
15、的污染可减少金属对环境的污染（3）合理开采矿物）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品（5）物尽其用）物尽其用（1）防止金属腐蚀防止金属腐蚀（2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属小结小结铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接接触。接触。破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。止铁生锈。防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁净净 在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、油、镀铬、“烤蓝烤蓝”等等制成合金钢制成合金钢保护金属资源的有效途保护金属资源的有效途
16、径是：径是：防止金属腐蚀防止金属腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品物尽其用物尽其用我会做我会做1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中（4）浸没有植物油中）浸没有植物油中2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）、下列做法能防止铁制品生锈的是（）A、自行车脏了用清水冲洗、自行车脏了用清水冲洗B、用废酸液冲洗铁制污水管道、用废酸液冲洗铁制污水管道C、在铁制篮球架上刷一层
17、油漆、在铁制篮球架上刷一层油漆D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干（2）(3)、C、D我会做我会做3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大、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防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀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
18、电极回收利用电池中的石墨电极 C 我会做我会做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:；防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀寻找金属的代用品寻找金属
19、的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品4、请你解释以下两个事实：1）铝比铁容易氧化，但为什么铝）铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用而铁制品却容易锈蚀？制品耐用而铁制品却容易锈蚀？铝被氧化后在其表面形成一层致密的铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化；氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化易生锈，需要一层保护膜。而铁氧化易生锈，需要一层保护膜。2）为什么沿海，尤其是南方沿海地）为什么沿海，尤其是南方沿海地区的钢铁制品比北方容易锈蚀？区的钢铁制品比北方容易锈蚀？沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气中更易被腐蚀。中更易被腐蚀。5、请你解释以下两个事实：、请你解释以下两个事实：