8.3 金属资源的利用和保护（第2课时）---2024--2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第二课时 课题三 金属资源的利用和保护 2024年X月X日 铜生锈——“铜绿” 铁生锈——“铁红” 共享单车方便，低碳环保，为我们解决了城市最后1公里难题。但遗憾的是链条、链轮、刹车线、固定螺丝这些部件很容易生锈 铁锈（Fe2O3·xH2O） Part.1 探究金属锈蚀的原理 活动一 探究铁生锈的条件 探究 问 题 铁钉容易生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3·H2O)。那么，铁钉生锈需要哪些条件呢? 猜 想 猜想1 O2 猜想2 H2O 猜想3 O2、H2O 思考：为什么铁制品在干燥的空气中不易生锈？ 在潮湿的空气中容易生锈呢？ 活动一 探究铁生锈的条件 探究 实 验 仔细观察并参考图所示的装置，设计实验并探究铁钉生锈的条件。 每天观察铁钉生锈的现象，连续观察约一周，认真做好记录 植物油 干燥剂 2 1 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(干燥剂)。 活动一 探究铁生锈的条件 实验现象 _____试管中铁钉生锈，水与空气交界处锈最多；_________试管中铁钉不生锈。 ① ③ 实验分析 比较①、③试管，说明铁生锈与 _____有关； 比段①、②试管，说明铁生锈与______有关； 水 氧气 实验结论 在______和______ 同时存在的环境中铁能生锈 氧气 水 活动一 探究铁生锈的条件 小结 铁制品锈蚀的过程，实际上是 铁与水蒸气和氧气（或空气） 同时接触。 铁锈的主要成分： Fe2O3·xH2O 活动一 探究铁生锈的条件 反思交流 2 实验②在水面上加一层植物油的目的是什么? 3 干燥剂的作用是？ 隔绝氧气 除去空气的水分 1 实验中为什么要用煮沸过的蒸馏水 除去水中的溶解氧气 思考 铝的活动性比铁强，为什么通常铝制品比制品耐腐蚀呢？ 铁锈 Fe2O3 红棕色 疏松多孔的结构 致密结实 使铝“自我保护” 氧化铝 Al2O3 铁锈疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层的铁与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部锈蚀 例1　某学习小组用三枚洁净无锈的铁钉按照如图设计实验探究铁生锈的条件，下列说法错误的是 (　 　) A. 甲中铁钉锈蚀 B. 乙试管中植物油的作用是隔绝空气， 验证有水无氧气的条件下铁不能生锈 C. 丙试管的目的是验证干燥的氧气不能使铁生锈 D. 实验表明若要防止铁生锈，必须让铁既不接触氧气又不接触水蒸气 D 即学即练 灭火的原理——破坏燃烧条件 防锈的原理——？ 使铁与氧气和水隔绝 交流讨论：根据铁生锈的条件，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？ 破坏生锈条件 1.金属锈蚀的条件 活动四 探讨金属的防锈措施 防锈原理 破坏生锈条件 使铁与氧气和水隔绝 防锈方法 保持铁制品的洁净和干燥 如铁锹，斧头、铁锅、菜刀等洗净 后擦干可有效地防止其生锈 洁身自好 活动四 探讨金属的防锈措施 防锈原理 破坏生锈条件 使铁与氧气和水隔绝 防锈方法 在铁的表面涂上一层保护膜 如涂油、喷漆、电镀、搪瓷、烤蓝 （即表面生成致密的氧化膜保护层） 使铁制品与水、空气隔绝 穿外衣 活动四 探讨金属的防锈措施 防锈原理 破坏生锈条件 使铁与氧气和水隔绝 防锈方法 增强体质 制成合金，提高抗腐蚀能力 如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和 铬而制成的合金 活动四 探讨金属的防锈措施 车龙头 胶套、镀铬 车架 烤漆 辐条 制成不锈钢或镀锌 车链及齿轮 涂油 思考与讨论 根据日常生活经验，共享单车的金属部件是如何进行防护的? 钢圈 镀铬 16年 17年 26年 Ag Sn Au Pb 26年 Zn 27年 Cu 42年 Fe 195年 Al 257年 金属资源是不可再生资源 资料：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，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示：（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。 （1）有效地防止金属锈蚀。 3.保护金属资源的有效途径 3.保护金属资源的有效途径 保护金属资源的有效途径——金属的回收利用 回收废旧金属有什么意义？ 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，可见回收利用废金属，具有巨大的社会和经济效益。 1.可节约金属资源 2.可节约能源 3.降低金属使用成本 4. 可减少重金属对水体和土壤的污染 3.保护金属资源的有效途径 保护金属资源的有效途径——有计划、合理地开采金属矿物 3.保护金属资源的有效途径 （4）积极寻找金属的代用品。 保护金属资源的有效途径 1 2 3 4 有效地 防止金属锈蚀 有计划、合理 地开采矿物 回收和利用 废旧金属 积极寻找 金属的代用品 铁生锈原理的应用： ①利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴； ②利用铁生锈吸收氧气和水蒸气制成铁 粉双吸剂，即食品中的防腐剂和干燥剂。 4.用锈 5.金属锈蚀的条件 （1）要有能够发生反应的物质； （2）反应物要能相互接触； （3）生成物不会对反应起阻碍作用。 拓展延伸 铁的纯度，环境的温度、湿度、酸碱性等影响铁锈蚀的速率。 破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品隔绝空气或氧气或隔绝水。 6.防止铁制品防腐蚀的原理和方法 原理 科学·技术·社会 稀土元素 稀土资源的利用和保护 储量较少的一类金属元素的统称 工业的维生素 用 途 新能源 新材料 航空航天 电子信息 ……… 我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年消费量也都居世界前列 稀土资源是不可再生的，过度开采会面临枯竭 徐光宪（1920—2015） 2008年度国家最高科学技术奖获得者 提出了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家在国际稀土市场上的垄断地位。 课堂小结 金属资源保护 保护金属资源的有效途径 铁生锈的条件 铁与氧气、水同时接触 防止铁生锈的措施 保持铁制品表面的洁净和干燥 在铁制品表面覆盖保护层 改变内部结构，制成合金 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 有计划、合理地开采矿物 寻找金属的代用品 随堂练习 1.某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是（ ） C ①和②中的铁钉无明显变化， ③中的铁钉明显生锈 ②中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气 ③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重 探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)直接接触 随堂练习 2.控制变量法是实验探究的重要方法。下列设计方案探究目的 不能实现的是（ ） C A B C D 甲可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触 甲可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度 乙中①③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气是否有关 乙中①②③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气和水等物质是否有关 A.一周后,只有丁实验铁钉生锈明显 B.甲和丁对比实验,探究的是水对铁生锈的影响 C.乙和丙对比实验,探究的是空气对铁生锈的影响 D.丙和丁对比实验,探究的是空气对铁生锈的影响 2.(核心教材母题:人教九下P18,如图是探究铁制品锈蚀的条件时设计的实验。下列说法中不正确的是( ) C 当堂训练 4. 某学生想探究铁生锈的条件，他设计了如图所示的实验： (1)本实验对所用铁钉的要求是______。 (2)因缺少______的操作，故A试管中的铁钉生锈了。 (3)在C试管中，观察到的现象是_____________。 (4)铁生锈的条件是_______________________________。 洁净 煮沸 无明显现象 铁与水和氧气同时接触 当堂训练 (5)该实验用到了设计对比实验,控制实验条件的研究方法，下列实验中同样运用此法达到实验目的的是_______(填字母)。 A.测定空气中氧气的含量温度计 B.探究化学反应前后物质质量总是否发生变化 C.探究二氧化碳溶于水的过程 中是否与水发生化学反应 C (6)装置改进:利用铁粉、炭粉、氯化钠溶液进行铁的锈蚀实验,实验装置如图所示。 ①使用氯化钠溶液的目的是______________________。 ②十几分钟后打开止水夹可观察到的现象是________________ ________________________________________。 加快铁粉锈蚀的速率 温度计温度升高，烧杯中的水进入锥形瓶 当堂训练 体验中考 （2022•陕西）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．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 体验中考 （2022•眉山）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法正确的是（　　） A．氮气约占空气体积的21% B．空气污染指数越高，空气质量越好 C．铁在潮湿的空气中易生锈而铝不易生锈，说明铁的金属活动性比铝强 D．食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质 D 体验中考 （2022•广州）人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是（　　）A．铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性 B．纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮 C．铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀 D．含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用 A 体验中考 （2022•赤峰）钢铁冶炼的部分工艺流程如图所示，回答下列问题： （1）用化学方程式表示赤铁矿石冶炼成生铁的反应原理 　 　。（2）钢铁冶炼的产品是生铁和钢，两者的主要区别是 　 　。（3）在钢水铸件机中，高温钢水加工成钢制零件时，充入氮气的作用是 　 　。（4）流程的最后一道操作是涂层（即在金属制品表面进行喷漆或搪瓷等），该操作的主要目的是 　 　。 含碳量不同 作保护气，防止铁在高温下被空气中的氧气氧化； 隔绝氧气和水，防止金属制品生锈。 Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 89898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898989898988888888888889999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 下课 ~ 记得复习和做作业 ~ 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 Lavf57.62.100 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf57.62.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$