9.3钢铁的锈蚀与防护课件---2023-2024学年九年级化学鲁教版下册

第三节　钢铁的锈蚀与防护 1.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。 2.以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。 3.认识金属矿物是宝贵的自然资源,形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。 一、导致钢铁锈蚀的因素 1.钢铁锈蚀的原因:铁与空气中的　 　、　 　等物质发生化学反应的结果。钢铁的　 　和环境的　 　、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。  2.铁锈的成分:铁锈的主要成分是　 　,化学式为　 　。铁锈疏松多孔,不仅不能阻止钢铁制品与空气和水接触,还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面,进一步加速锈蚀。因此,当钢铁制品表面生锈时,要及时除锈并做防锈处理。  氧气 水蒸气 成分 温度 氧化铁 Fe2O3 二、防止或减缓钢铁制品锈蚀的方法 1.保持钢铁制品表面的　 　。  2.在钢铁制品表面涂覆　 　,如　 　、　 　、覆盖搪瓷、电镀等。  3.改变金属的组成和结构,如制成合金等。 三、废旧金属的回收利用与金属资源保护 1.废旧金属的回收利用 (1)回收利用废旧金属,既可以　 　,又能节约资源和能源。  (2)金属材料大多数都来自金属矿产资源。金属矿物储量有限,且不可再生。 洁净与干燥 保护层 刷漆 涂油 保护环境 2.金属资源保护措施 (1)防止和减缓金属制品的　 　。  (2)有计划、合理地开采金属矿物。 (3)树立可持续发展的观念,努力寻找金属的代用材料。 锈蚀 温馨提示 探究铁生锈条件的实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去,迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。 贴近生活 食品包装袋中有脱氧剂包,脱氧剂的主要成分是铁粉,化学反应原理是通过铁粉生锈,吸收食物周围的氧气与水蒸气,起到保鲜的作用。暖贴中的主要成分也是铁粉,原理与脱氧剂的原理是相同的。 探究点一　钢铁锈蚀的条件 答案:实验1、2中的铁钉没有明显的生锈;实验3中的铁钉与水面接触处生锈最严重;实验4、5中铁钉均生锈且生锈比实验3中严重。对比1、2、3的现象可知,铁生锈需要氧气和水;对比3、4、5的现象可知,食盐水或食醋的存在会加快铁的锈蚀速度。 1.课本第67页实验中的现象是什么?通过实验对比,你得出什么结论? 2.钢铁制品锈蚀的主要原因是什么? 答案:钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 3.若设计实验来探究钢铁制品生锈的条件时,要注意什么问题? 答案:在设计实验时要注意控制好变量,总的思路是把完全相同的钢铁制品放置在不同的环境中作对比,通过对比得出钢铁制品生锈所需要的条件。 [例1] (2022淮安)导致铁锈蚀的因素有多种,化学兴趣小组同学对此开展以下探究:取四份质量均为0.15 g的生铁粉末,分别放入如图所示装置中进行四次实验。内容记录如下表所示: 序号 实验操作 3分钟时氧气的含量 Ⅰ — 21% Ⅱ 打开分液漏斗活塞,滴加2 mL蒸馏水,关闭活塞 15% Ⅲ 打开分液漏斗活塞,滴加2 mL食盐水,关闭活塞 8% Ⅳ 打开分液漏斗活塞,滴加2 mL溶质质量分数为10%的稀盐酸,关闭活塞 13% (1)由实验Ⅱ、Ⅲ可知,加速铁生锈的物质是　 　。  (2)能说明铁生锈需要水的证据是　 _ 　。  (3)实验Ⅳ中氧气含量下降的原因可能是　 _ 　。  食盐水 实验Ⅰ不加水,氧气含量不减少, 实验Ⅱ加水后,氧气含量减少 铁与盐酸反应生成氯化亚 铁和氢气,气体体积增大,氧气含量下降 许多金属都易生“锈”,但“锈”的结构不同、成分不同。 (1)“铁锈”的主要成分是氧化铁,是铁与空气中的水蒸气、氧气共同作用的结果。 (2)铜在潮湿的空气中也易生“锈”,“铜锈”的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],是铜与空气中的水蒸气、氧气、二氧化碳共同作用的结果。 (3)金属铝也易生“锈”,它是一层致密的氧化铝薄膜,覆盖在金属铝的表面,能防止内部的铝继续与氧气反应,起到自我保护的作用。 探究点二　防止金属制品锈蚀的措施和方法 4.防止金属锈蚀的方法遵循的依据是什么? 答案:防止金属锈蚀与金属锈蚀条件相结合,破坏金属的锈蚀条件,就能达到防止金属锈蚀的目的。 5.家用自行车的构件,如支架、链条、钢圈、辐条、车把等,分别采取了什么防锈措施? 答案:支架的防锈措施是烤漆;链条的防锈措施是涂油;辐条的防锈措施是镀锌;钢圈和车把的防锈措施是镀铬或镀镍。 [例2] (2022贺州)下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是( ) A.用湿布擦拭 B.在表面涂油 C.在表面刷漆 D.在表面镀铬 A 氧气 水蒸气 合金 知识点一　钢铁的锈蚀与防护 C 1.下列家庭小实验中,铁钉被锈蚀的速度由快到慢依次是( ) A.③①②④ B.④①②③ C.③④①② D.③①④② A 2.(2023北京模拟)如图所示,通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是( ) A.①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是丙 B.①②中使用煮沸的蒸馏水,目的是除去水中的氧气 C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂 D.①②③对比实验,得出结论:铁生锈的主要条件是与空气、水直接 接触 A 3.(2022沈阳)为了防止钢铁制品锈蚀,下列做法不正确的是( ) A.用洗涤剂除去铁制品表面的油膜 B.在车船的表面喷涂油漆 C.在铁制品表面镀上一层其他金属 D.将使用后的菜刀用布擦干 延展 4.金属材料广泛应用于生产生活中。 (1)铝块能制成铝箔是利用了铝的　 　性;门窗框用硬铝不用纯铝的原因是　 　。  (2)钢铁应用广泛但却易生锈,是因为铁易与　 　反应而生锈,为了防止铁制品锈蚀可采取的有效措施之一是　 _ 　。  (3)用一氧化碳还原铁矿石可以炼铁,写出一氧化碳还原四氧化三铁的化学方程式:　 。  硬铝的硬度比纯铝大 氧气、水 涂油(或刷油漆、镀 其他金属等合理答案) 知识点二　废旧金属的回收利用 A 5.金属与人类生活、生产密不可分。 (1)目前世界上已有50%以上的废旧钢铁得到回收利用,其目的是　 　(填字母)。  A.节约金属资源 B.合理开采矿物 C.防止钢铁生锈 (2)为充分利用资源,全国各地都在试行垃圾分类回收,有以下生活垃圾:①纸盒;②铝质易拉罐;③塑料饮料瓶;④铜导线;⑤镀锌自来水管。可以作为同一类回收的是　 　(填序号),它们属于　 　(填“金属”或“非金属”)材料。  ②④⑤ 金属 1.(2022柳州)柳州市被称为“桥梁博物馆”,刚建成的凤凰岭大桥成为“桥梁博物馆”的新成员,大桥的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是( ) A.经常用浓盐酸清洗金属材料 B.在金属材料表面刷油漆 C.在金属材料表面镀保护层 D.改变金属内部结构制成防腐合金 A 2.铁是生产、生活中应用很广泛的一种金属。下列是与铁的性质有关的部分实验图,其中说法合理的是( ) A.①中的细铁丝燃烧生成了黑色的氧化铁 B.②中的铁钉最易生锈的部位是a C.③中刚开始无气泡产生,可能因为稀硫酸与表面的铁锈先发生了反应 D.④中的现象是溶液由蓝色变为浅绿色,铁片的表面析出了一层紫红色的物质铜 C 3.实验研究铁锈蚀影响因素,记录如下。下列分析不正确的是( ) D 实验装置 序号 其他试剂 200 s时O2的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0 g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 4.(2022福州模拟)下列关于金属的说法中不正确的是( ) A.从结构看金属原子的最外层电子数一般少于4个,易失电子 B.铁制品表面涂油漆能防锈蚀的原因是隔绝了氧气和水 C.铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,铜制品的锈蚀是铜与氧气、水蒸气共同作用的结果 D.回收废旧金属也是保护金属资源的一项重要措施 C 5.(2022陕西改编)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( ) A.开始时甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等 B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀 C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重 D.丙中,导管内上升一段水柱 C 6.(2022无锡)走近千年文物,人们发现青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀,锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述错误的是( ) A.铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素 B.CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2(OH)3Cl C.青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高 D.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护 B 7.(2022常州)钱老师设计了如图甲所示的数字化实验指导同学们对钢铁锈蚀进行探究。用铁粉和炭粉的均匀混合物模拟铁钉成分,用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。 甲 乙 可供选择的药品如表: 组别 药品 铁粉/g 炭粉/g 水/滴 食盐/g 其他 一 5.0 0.1 0 0 干燥剂 二 5.0 0.1 10 0 无 三 5.0 0.1 10 1.0 无 四 5.0 0.1 0 1.0 无 (1)铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是　 　(填化学式)。  Fe2O3 (2)在A、B两个试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。 ①600 s内A瓶中O2含量几乎不变,B瓶中不断减少。实验表明,铁在空气中锈蚀是铁和O2、　 　发生了化学反应。  ②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水,且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600 s 内B瓶中O2含量也略有减少,主要原因是 　 　。  (3)为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响,应选择的药品组别是　 　(填序号)。  H2O 试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水 二和三 (4)在两个试剂瓶中均加入第二组药品,分别改用温度和湿度传感器测得结果如图乙所示。瓶内湿度随时间增大(即水蒸气含量增大),根本原因是　 　。  (5)请提出一种防止钢铁生锈的方法:　 _ 　。  铁的锈蚀反应有热量放出,瓶内温度上升,加快水的蒸发 在钢铁表面覆盖保护层(合理 即可) (2023安徽)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。 [知识回顾]铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。 (1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是　 　。  (2)铁锈的颜色是　 　。  红色 [实验探究]该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。 A　 B　 C　 D (3)B中将蒸馏水煮沸的目的是　 　。 (4)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是　 　;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是　 　。  除去水中溶解的氧气,防止干扰实验 水和氧气 C中可接触的氧气比D中的多 [拓展探究](5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。 ①测量过程中要保持恒温,理由是　 　。 ②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。 减小温度变化对气体压强的影响 E F 谢谢观赏！ 34 知识拓展 除去铁锈的方法 物理方法:砂纸打磨。 化学方法:少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O。 4CO+Fe3O43Fe+4CO2　 Fe+2HClFeCl2+H2↑ $$