第九单元第三节钢铁的锈蚀与防护-2023-2024学年九年级化学鲁教版下册

第九单元第三节钢铁的锈蚀和防护 据统计:全球每一分钟就有1吨钢铁，被腐蚀成铁锈。目前，我国由于金属材料的腐蚀，每年损失大约5000亿元人民币，约占我国国民生产总值的6%左右。 金属腐蚀的危害 人们虽然采取了许多措施，但是每年全世界因生锈而损失的铁，约占世界年产量的四分之一！ 金属腐蚀的危害 为了减少损失，需要探究钢铁锈蚀的原因、防护的方法 钢铁是应用最普遍，且最容易被锈蚀的金属材料 锈蚀的轮船 锈蚀的管道 思考： 导致钢铁锈蚀的因素有哪些? [实验探究] 向这五支试管中，分别放入一枚洁净的铁钉，一周后，观察实验现象。 一周后 铁钉 未生锈 铁钉 未生锈 铁钉 生锈 铁钉严 重锈蚀 铁钉严 重锈蚀 实验 现象 接触 的物质 没有接触的物质 水、氧气 水 氧气 没有生锈 没有生锈 生锈 钢铁生锈的条件 水 氧气 洁净的铁钉，放在干燥的试管中，底部为干燥剂。 洁净的铁钉，全部浸没在煮沸过的蒸馏水中，上层油封。 洁净的铁钉，一半浸入试管的蒸馏水中 ⑴　　　　　　⑵　　　　　⑶ 实验 现象 缺少 洁净的铁钉，放在干燥的试管中，底部为干燥剂。 洁净的铁钉，全部浸没在煮沸过的蒸馏水中，上层油封。 洁净的铁钉，一半浸入试管的蒸馏水中 ⑴　　　　　　⑵　　　　　⑶ 没有生锈 没有生锈 生锈 水 氧气 思考：1.通过对比________(填序号，下同）两个试管的现象说明:铁生锈必需有氧气参加. 2.通过对比__________ 两个试管中现象说明:铁生锈必须有水参加．从而得出结论：铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果． ⑵⑶ ⑴⑶ 铁 锈 铁 氧气 水 总结： 钢铁锈蚀主要原因是：铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应，共同作用的结果。 疏松多孔 会加速铁的锈蚀 小组交流讨论：根据大约一周观察并记录的实验现象，结合生活经验，可以得出：（1）影响钢铁锈蚀的因素有钢铁的纯度、环境温度、湿度、酸、碱性 等。 （2）钢铁在 中易生锈，铁生锈主要是铁与空气中 的 和 发生复杂的缓慢氧化，其产物——铁锈的主要成分是 。 （3）铁锈结构 ，能让水分和氧气不断向里层渗透，因此，铁制品会被全部锈蚀；而铝、锌等锈蚀后表面生成 结构，因而保护其不被进一步锈蚀。 快乐收获 潮湿的空气 氧气 水蒸气 Fe2O3 疏松多孔 致密氧化膜 11 课外拓展： 加入食盐 加入醋酸 一周后 酸、盐等物质会加速钢铁的锈蚀 放在南极已差不多 90年食品罐头 丢弃在铺集差不多2年的食品罐头 温度越高钢铁锈蚀的速度越快 拓展 小结：影响钢铁锈蚀的因素: 钢铁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。 钢铁的成分和环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。 14 再识锈结构： 铁锈 (Fe2O3) 氧化铝 (Al2O3) 结构特点 若不除 去结果 疏松多孔 致密坚固 完全锈蚀 使铝“自我 保护” 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 练习： 切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？ 切过咸鱼的刀上，会有大量的盐（氯化钠）、水，再和空气中的氧气共同作用，很快就会生锈。 一些食品包装袋中常放一袋，粉末状物质，该物质对食品有防潮和防氧化的作用。你知道这些粉末状物质是什么？它的作用是什么吗？ 考考你 粉末状物质是铁粉；铁粉能与水、氧气反应生成铁锈，既吸了水，又消耗了促使食品变质的氧气，从而延长了食品的保质期． 17 17 小丽发现有一些食品包装袋内，使用了 “双吸剂” ——铁粉。原因是铁粉生锈时既消耗水，又与______ 反应，而且由于铁锈具有 的结构，可使更多的气体被吸收，可以更好的防止食品腐败。 疏松多孔 氧气 走进生活 铁 锈 铁 氧气 水 钢铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果。 减缓或防止钢铁锈蚀的方法： 使钢铁与氧气或水隔绝 防止金属腐蚀的方法 防止金属腐蚀的方法 烤蓝 涂机油 烤漆 涂凡士林 镀锌 镀铬 镀铬 1、保持铁制品表面洁净和干燥 2、在金属表面涂覆保护层 (涂刷矿物油或油漆、覆盖搪瓷或塑料等)，镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。 3、改变金属的组成和结构（制成合金） 如何减缓钢铁锈蚀? “烤蓝”，又称“发蓝”，也是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面，氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜，增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件“烤蓝”要使用“发蓝液”。常用的一种“发蓝液”是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片，在“发蓝液”中煮沸一段时间后取出，用水洗净，就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽。 应用2 1、在不供暖期间， 铁制供暖设施中 仍充满水， 目的是________ 其原理是_____ 防止铁生锈 隔绝氧气 应用2 2、锁是日常生活、生产中常用工具，一般是金属做的，经常会生锈。 （1）在哪种情况下使用的铁锁最易生锈？ （2）锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施?(列举两个不同部位的不同措施。） （3）你认为怎么保养才能防止锁生锈？ 在潮湿空气中（或雨淋，或接触酸碱盐的溶液等） 锁芯通常是铜制的，锁身通常是喷漆，锁勾通常中不锈钢或镀铬镍 保持干燥、防雨淋、经常给锁芯注油 【合作学习二】（1－6） 小组交流学习：减缓钢铁锈蚀的方法 ①保持金属器具 。 ②在金属表面涂 ：刷漆、涂油等。 ③改变金属的组成与结构：制成不锈钢等。 【合作学习三】（1－6） 小组交流学习：废旧金属的回收利用 (1) 废旧金属会 ； （2）回收利用废旧金属 。 合作学习 干燥 保护层 污染环境 节约资源，节约能源 25 1．下列现象和事实，可用金属活动性作出的解释不合理的是 （ ） A.金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强； B.金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强； C.硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液，不宜用铁制容器； D.金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气 2．根据金属活动性顺序分析，下列描述或判断正确的是 （ ） A．金属钾能与硫酸锌溶液发生化学反应得到金属锌 B．金属铁与硫酸溶液反应后所得溶液的质量比原溶液的质量增大 C．在常温下，铝比镁更容易与氧气发生化学反应 D．金属铜与氯化银反应得到金属银 3.铁的下列性质中，属于化学性质的是 （ ） A.有良好的延展性 B.在潮湿空气中容易生锈 C.能导电 D.能导热 及时练习 B B B 26 4. 某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示： 及时练习 （1）一周后观察：试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是 铁与 直接接触，其中铁钉中的A、B、C三处中 处锈蚀最严重。 （2）试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是 。 （3）沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是 。 空气中的氧气和水蒸气 B 除去水中溶解的氧气 空气干燥 27 5．铝、铁、铜是我们生活中常见的金属． （1）铝的利用比铜、铁晚是因为金属大规模开发和利 用的先后顺序与 有关（填字母） A．金属的活动性 B．金属的导电性 C．金属在底壳中的含量 （2）铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是 。 （3）每年全世界钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失，铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟 和 共同作用的结果；防止铁生锈的方法是 （写一种）；焊接铁制品时，通常先用稀盐酸除去其表面的铁锈，反应的化学方程式为 ； （4）印发铜制电路板的“腐蚀性”为FeCl3溶液反应，化学方程式分别为:①Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2； ②Fe+2FeCl3=3X． 则②中X的化学式为 . 及时练习 A 铝表面有一层致密的氧化铝保护膜 氧气 水 涂保护层 Fe2O3 + 6HCl ===2 FeCl 3+ 3H2O FeCl 2 28 6．为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。 （1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。 写出锌与盐酸反应的化学方程式： 。 （2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是 。 及时练习 Zn + 2HCl=ZnCl2 + H2 ↑ 盐酸先与铝片表面的氧化铝发生反应，待氧化铝除去后，铝与稀盐酸接触而发生反应，所以前者比后者反应慢 29 1.光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是 （ ） 课外提升 2．下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是 （ ） A．农具上铁锈不及时除去 B．切过酸菜的菜刀不及时清洗 C．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 3．下列有关铁和铁合金的说法错误的是 （ ） A．生铁比铁软 B．铁有良好的导热性 C．钢是铁的合金 D．铁在潮湿的空气中容易生锈 B D A 30 课外提升 4．为节约资源和保护环境，提倡垃圾分类回收。下列生活垃圾可与铝制易拉罐归为同一类加以回收的是 （ ） A．废旧电池 B．空玻璃酒瓶 C．废弃铁锅 D．一次性塑料饭 5.下列有关金属的说法中，错误的是 ( ) A.铝具有很好的抗腐蚀性能   B.不锈钢可用于制造医疗器 械     C.铁是地壳中含量最多的金属元素   D.回收利用是保护金属资源的有效途径之一 6．掌握物质的分类是学习化学的基础，下列物质中属于盐的是（ ） A．NaC B．KOH C．MgO D．Cu C C A 31 课外提升 8．下列关于铁的说法中正确的是 （ ） A．纯铁比生铁硬 B．铁矿石、焦炭、石灰石是高炉炼铁的原料 C．可用铁制容器配制波尔多液 D．铁锈能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应 9．下列防锈措施不合理的是（ ） A．擦去铝锅表面的氧化膜 B．在自行车链条上涂油 C．在车船的表面喷涂油漆 D．在铁制水管表面镀锌 10.取3枚洁净无锈的铁钉，分别加入3支试管中，如图所示的物质进行实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为 （ ） A．①②③ B．②①③ C．②③① D．③①② B A B 32 课外提升 11．铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关。 （1) 在空气中 制品（填“铝”或“铁”）更耐腐蚀。 （2) 人们大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，例如钢比纯铁硬度 （填“大”或“小”）。 (3)用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序，能达到目的的 是 （填序号）。 A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液 C.硫酸铜溶液 (4）硫酸都能除铁锈，写出硫酸与铁锈主要成分反应的化学方程式 。 铝 大 B Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2 (SO4) 3+ 3H2O 33 课外提升 12.铬(Cr)为不锈钢主要的添加元素，含量一般在12％以上。铬的表面生成一薄层致密的钝态氧化物保护膜是不锈钢具有耐蚀性主要原因。请回答下列问题： (1)铁生锈的主要条件是铁与 和 直接接触。 (2)不锈钢是一种 （填“合金”或“金属”）。 (3)相同温度下，取大小相同、表面光亮的Cr、Mg、Cu三种金属薄片，分别投入等体积等溶质质量分数的足量稀盐酸中（反应中Cr显+2价），现象如下： 金属 Cr Mg Cu 与盐酸 反应现象 放出气泡 速率缓慢 放出气泡 速率较快 无明显 现象 ①上述三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。 ②从上述探究实验可知，Cr （填“能”或“不能”）跟CuSO4溶液反应。若反应，请写出反应的化学方程式 。 水蒸气 氧气 合金 Mg>Cr>Cu 能 Cr+CuSO4 == CrSO4+Cu 34 　 据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁，90%以上的金，得到了回收利用。 　　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，而且还可以减少对环境的污染。 你知道吗？ 三、废旧金属的回收和利用 1、金属资源保护的途径 （2）回收和利用废旧金属 （3）合理开采矿物 （1）防 止 金 属 锈 蚀 （4）寻找金属的替代品 2、废弃金属的危害 （1）浪费金属资源 （2）污染环境 请你预测一下，铁在月球上会 不会生锈？ 为什么？ 不会，因为月球上 缺少水分和氧气。 预测： $$