第五章金属防护和废金属回收-2023-2024学年九年级化学沪教版上册

第5章金属的冶炼与利用 金属防护和废金属回收 一、探究铁锈蚀条件 1． 钢铁制品锈蚀条件 铁与水和氧气直接接触(铁锈的主要成分为Fe2O3)。 铁生锈的过程缓慢，没有发光现象，放热不易察觉，所以铁生锈发生的是缓慢氧化，属于化学变化。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。 2.探究铁锈蚀条件实验 （1）控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素 条件 铁钉在干燥的空气中 铁钉全部在蒸馏水中 铁钉与空气和 蒸馏水同时接触 铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触 图示 ① ② ③ ④ 生锈 程度 不生锈 不生锈 易生锈 最易生锈 结论 （1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过②③对比可知，影响铁生锈的因素是 空气（或氧气） 由此可知，铁生锈的条件是 铁与水和空气（或氧气）同时接触 （3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会 加快 铁的锈蚀。此外，铁的锈蚀还与铁的纯度、环境的温度及环境的酸碱性等有关 （2）实验提示 ◇植物油的作用是隔绝空气（或氧气）； ◇将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气； ◇实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 ◇实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。 ◇防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。 （3）铁在密闭容器里生锈引起气压变化 在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。 根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。 图 1　 　 图 2 如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。 （4）注意的问题 ①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度。 ②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过一晚上会生锈，就是这个缘故。 ③铝在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面，防止铝继续同氧气反应，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 二、防止铁锈蚀方法 ①保持铁制品的洁净和干燥。 ②铁制品表面制成保护膜，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷。 ③电镀一层耐腐蚀和耐磨的金属铬。 ④烤蓝，在金属表面生成一层致密的氧化膜。 ⑤改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。 三、金属资源的保护与利用 1． 保护金属资源的重要性 ①金属资源是有限的。 ②废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成_环境污染。 2． 保护金属资源的有效途径 ①防止金属锈蚀 。 ②废旧金属回收利用。 ③有计划、合理地 开采矿物，严禁乱采滥挖。 ④寻找金属的代用品。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。 【练习】 1．实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是 实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量    ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 2. 为探究铁生锈的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。 序号 ① ② ③ ④ 实验 放置1周 放置1周 放置1周 放置1小时 现象 铁钉表面灰暗 铁钉表面光亮 铁钉表面光亮 铁钉表面光亮 下列说法正确的是 A．①说明铁生锈与氧气和水都有关 B．②③说明铁生锈与氧气有关 C．①②说明铁生锈与水有关 D．①④说明铁生锈与氧气浓度有关 3. 全世界每年因锈蚀损失的钢铁约占世界年产量的。小明同学想探究钢铁生锈的条件，他将干净的铁钉放入试管中（如图），定期进行观察并记录。下列说法正确的是 A．图1可以探究得出铁生锈的所有条件 B．图2，一段时间后，可以看到a试管中的铁钉生锈，b试管中的铁钉不会生锈 C．通过a、b试管中铁钉现象可以说明铁生锈与氧气有关 D．一段时间以后，U型管内植物油液面L端比R端要低 4. “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。下图是探究铁生锈条件的实验，有关现象和结论中，不正确的是 A. ①中铁钉明显生锈，②③中铁钉几乎不生锈 B. 对比②③可以说明铁生锈一定要有氧气参加 C. 对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D. 保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈 5．下列设计的实验方案能达