内容正文:
项目式学习(三)
金属资源的利用与防护
项目式学习1
金属在人类生产和生活中起着重要作用。同学们围绕“金属资源的利用与防护”展开探究。
【知识回顾】了解金属材料
(1)为了提高导弹的运载能力,增大其结构强度,弹体外壳材料通常选择______(填序号)。
①铝合金 ②硬塑料 ③水泥 ④钛合金
(2)铁制品应用广泛,作医疗器械时,通常使用不锈钢而不用纯铁,主要因为不锈钢具有____________________________(答一点)的性能。
①④
耐腐蚀(或硬度大或不易生锈)
【实验探究】探究铁制品锈蚀的条件
小组同学按照图1所示组装仪器,进行实验,60分钟后观察到②③中无明显现象,①④中钢丝棉均出现锈蚀,且④中的钢丝棉锈蚀得更严重(钢丝棉是一种由低碳
钢制成的细丝,实
验所用蒸馏水均经
过煮沸处理,其中
氧气含量可忽略
不计)。
图1
(3)②中,干燥剂的作用是________________________________________。
(4)对比①②③中的现象,说明铁丝生锈的条件是____________________。
(5)结合实验,说明在海边可以看到海水中的栏杆比其他地方锈蚀更严重的原因是______________________________________。
图1
吸收注射器中的水分,保持注射器内部干燥
与水和氧气同时接触
海水中含有氯化钠,会加速铁制品的锈蚀
【结论应用】了解金属防锈的措施
(6)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使表面生成一层致密的氧化膜,是工业上保护钢铁的重要途径,其防锈原理是__________________;若往处理后的成品表面滴上5%的硫酸铜溶液, 观察到_______________________
_______的现象,则说明处理成品不合格。
隔绝氧气和水蒸气
有红色固体生成,溶液蓝色变浅
附加问:
【深入探究】为进一步探究溶液的pH对铁锈蚀速率的影响,同学们进行了如图2所示实验,取等体积、等浓度的NaCl
溶液,利用硫酸调节溶液的pH进行实验,所得
数据记录如表(导管内形成稳定液柱的时间越短,
说明腐蚀速率越快)。
pH 2.0 5.5 6.0 6.5 7.0 8.0
液柱高度/cm 0 1.3 8.2 8.2 8.2 8.2
形成稳定液柱的时间/min 3.0 3.0 5.1 5.3 15.6 17.5
图2
(7)该实验说明溶液pH对铁锈蚀速率的影响是_______________________
____________________________________。
(8)pH=2时,导管中未形成液柱的原因是
_________________________(用化学方程
式表示)。
实验范围内,其他条件相同时,溶液的pH越小,铁锈蚀速率越快
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
图2
pH 2.0 5.5 6.0 6.5 7.0 8.0
液柱高度/cm 0 1.3 8.2 8.2 8.2 8.2
形成稳定液柱的时间/min 3.0 3.0 5.1 5.3 15.6 17.5
探究天气瓶的制作
项目式学习2
天气瓶可以通过结晶反映气温情况。兴趣小组以制作天气瓶为主题开展项目式探究。
【活动一】制作天气瓶
【查阅资料】①制作天气瓶需要用到的材料:硝酸钾、氯化铵、蒸馏水、无水酒精、樟脑丸;乙醇、硝酸钾、氯化铵、樟脑之间不相互反应;
②20 ℃时,硝酸钾、氯化铵的溶解度分别为31.6 g、37.2 g;
③20 ℃时制作天气瓶的步骤如下:
a. 称取10.0 g樟脑丸溶解于40.0 mL无水酒精中制得溶液甲。
b. 向35.0 g水中依次加入2.5 g KNO3和2.5 g NH4Cl,制得溶液乙。
c. 将甲、乙两种溶液倒入容器中混合,密封即制得“天气瓶”。
【交流讨论】
(1)溶液甲中的溶剂为__________。
(2)溶液乙______(填“是”或“不是”)硝酸钾的饱和溶液。
无水酒精
不是
【活动二】探究天气瓶的原理
【进行实验】(3)小组同学将制得的“天气瓶”置于不同的温度和大气压的环境中,并记录析出晶体情况如下:
温度
大气压强 0 ℃ 20 ℃ 40 ℃
101.3 kPa
100.5 kPa
99.7