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

课题3金属资源的利用和保护 人教版九年级化学下同步教学课件 第八单元 金属和金属材料 第2课时 金属资源保护 学习目标： 1.知道铁制品锈蚀的条件。 2. 能说出防止铁制品锈蚀的方法。 3.知道保护金属资源的必要性以及有效途径。 4.知道一些废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属资源保护措施的重要性。 导入新课 铁轨的锈蚀 铁钉的生锈 各种铁制品的锈蚀 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。 据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%——40% 为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和如何保护金属资源. 1. 铁制品锈蚀条件的探究 一、金属的腐蚀和防护 铁 ↓ 铁锈（Fe2O3·XH2O） （1）提出问题：铁制品锈蚀的条件是什么？ （2）猜想假设：铁制品的锈蚀可能与空气中的氧气、水有关 （3）实验用品：洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙（你还可以选择其他物品） （4）设计实验： 取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验 步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸入水中 步骤二、在试管2中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没，再向试管中加入少量植物油 步骤三、在试管3中加入少量干燥剂，再放入一团棉花，塞紧橡皮塞 现象 分析 结论 试管Ⅰ 试管Ⅱ 　 试管Ⅲ 现象与分析 生锈 不生锈 不生锈 铁既与水接触，又与氧气接触 铁只与水接触 铁只与氧气接触 在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈（缓慢氧化） 2. 铁生锈的条件归纳 （1）与氧气（或空气）接触 （2）与水接触 （同时满足） 3. 铁锈的主要成分是： Fe2O3·XH2O 铁锈是一种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 （注：酸和氯化钠能使铁在氧气和水存在的环境中加速锈蚀） 想一想：应如何防止铁生锈？ （可借助已学过的燃烧条件与灭火原理的关系） 二、金属防腐蚀的措施： ①使铁制品隔绝氧气。 ②防止铁制品与水接触 （满足之一即可） 1. 防止铁生锈的原理 想一想？ 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？ 擦干 刷油漆 镀铬 涂油 2. 金属防腐蚀的方法 在车船的表面涂油漆 在机械表面涂油 在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷 镀铬 制成合金 金属防腐蚀的方法归纳： （1）原理：破坏金属腐蚀的条件 （2）方法： ①干：保持金属制品表面洁净和干燥（改善腐蚀环境） ②膜：加保护膜，如刷油漆，涂油，电镀等。 ③合：制成合金，提高金属抗腐蚀的能力。 人类每年向自然索取数以亿吨计的金属。应用于工农业的生产以及其他领域，但是金属矿物的储量是有限的，并且不可再生。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为：铁195年，铜42年，锌27年，铅26年，金26年，锡17年，银16年。 阅读材料 回收废弃金属：可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染。 三、金属资源的保护 1. 防止金属的腐蚀 2. 回收利用废旧金属 3.合理有效开采矿物 4.寻找金属的代用品 代替 金属资源的保护归纳 经典例题 例1．如图所示实验，装置中出现的现象是（ ） A. 试管中的液面不变化 B. 试管中的液面上升 C. 铁丝不变化 D. 铁丝逐渐消失 【解析】铁丝与氧气和水同时接触，易生锈，由于氧气被消耗，试管内的压强变小，故试管内液面会上升，观察选项，故选B。 B 15 【解析】A项，元素的存在形式由其化学性质决定，多数金属以化合物的形式存在；B项，地球上的金属资源是有限的；C项，防止金属腐蚀、回收利用废旧金属均可以保护金属资源和环境；D项，合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径。故选B。 B　 例2.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（ ） A. 多数金属在地壳中都是以化合物形式存在 B. 地球上的金属资源是取之不尽的 C. 防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D. 合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径 例3．下列做法易使金属被腐蚀的是（ ） A. 用过的菜刀擦干 B. 铝锅盛放酸菜 C. 铁护栏涂上油漆 D. 自行车钢圈镀铬 【解析】A、用过的菜刀擦干能与水隔绝，不容易生锈，选项A不符合题意；B、显酸性的物质能促进金属生锈，选项B符合题意；C、铁护栏涂上油漆能使铁与水和氧气隔绝，不容易生锈，选项C不符合题意；D、自行车钢圈镀铬能使铁与水和氧气隔绝，不容易生锈，选项D不符合题意。故选：B。 B 17 例4．下列关于金属物品使用的描述中，正确的是（ ） A. 铁制车棚定期喷涂油漆 B. 在铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰水配制杀菌剂 C. 常用自来水冲洗自行车可防止生锈 D. 铝合金门窗变旧暗后用砂纸或钢丝球打磨 【解析】A、铁制车棚定期喷涂油漆可以防止铁锈蚀，正确；B、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，从而造成药效降低，错误；C、常用自来水冲洗自行车会加速铁的锈蚀，错误；D、铝合金门窗变暗是因为表面形成了致密的氧化铝保护膜的缘故，用砂纸或钢丝球打磨会破坏保护膜，错误。故选A。 A 18 C　 例5.下列说法中正确的是( ) A. 铁锈能形成一层保护膜，使里面的铁不再生锈 B. 硫在空气中燃烧比在氧气中燃烧更旺 C. 单质碳在常温下化学性质稳定 D. 生铁是一种纯净物 【解析】A、根据铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀，错误；B、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，错误；C、根据碳原子的最外层电子数为4，不易得失电子，所以常温下化学性质稳定，正确；D、根据由同种物质组成的称为纯净物；生铁中除含碳外，还含有硅锰，因此生铁属于混合物，错误。故选C。 例6. 钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途．建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁． （1）钢铁属于 _________ （填“纯净物”或“混合物”）； （2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失．铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的 ___________ 和 _________ 共同作用的结果； （3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法．这些方法都能防止锈蚀的共同原理是 _______________ ； （4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图： 请写出第③步反应的化学方程式： ____________________ ； （5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 ____________ （填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）． 【答案】(1). 混合物 (2). 水蒸气 氧气  (3). 隔绝氧气或水   (4). (5) 节约金属资源 【解析】（1）钢铁是铁中含有碳和其它一些物质的混合物．故填：混合物．（2）钢铁生锈是钢铁和水与氧气同时作用的结果．故填：氧气；水蒸气．（3）隔绝氧气或水可以防止钢铁生锈．故填：隔绝氧气或水．（4）氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳，故填： （5）废钢铁得到回收利用，其目的是节约金属资源．故填：节约金属资源． 21 1.知道了金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物。 2.学习并掌握铁的冶炼方法和原理。 3.学会计算含杂质物质的有关化学方程式的计算。 4.通过对铁的冶的学习，增强学生对生活和自然界中化学现象的好心和探究欲。 课堂小结 1.知道了铁制品锈蚀的条件。 2. 能说出防止铁制品锈蚀的方法。 3.知道保护金属资源的必要性以及有效途径。 4.知道一些废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属资源保护措施的重要性。 课堂小结 随堂练习 1．菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是：（ ） ①切青菜后用清水冲洗；②切湿咸菜后未清洗； ③切肥猪肉后放置。 A. ①③② B. ③①② C. ③②① D. ②①③ 【解析】菜刀与盐溶液接触时更容易生锈，切湿咸菜后未清洗的菜刀更容易生锈；切青菜后用清水冲洗的菜刀容易生锈；切肥猪肉后的菜刀，表面有油，导致刀与水和氧气隔绝，不容易生锈。 故选D。 D　 2.下列有关金属材料的说法正确的是(　　) A. 硬铝片比纯铝片硬度小 B. 钢的性能优良，是很纯的铁 C. 沙漠地区的铁制品锈蚀较快 D. 为防止钢铁生锈，可在其表面涂油漆 【解析】根据所学知识可知，A．硬铝片比纯铝片硬度大；B．钢的性能优良，是铁的合金；C．沙漠地区的铁制品锈蚀较慢，因为空气干燥；D．为防止钢铁生锈，可在其表面涂油，是正确的叙述，这样可以隔绝氧气；故答案选择D D　 3.为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法错误的是（ ） A. 在车船的表面喷涂油漆 B. 将使用后的菜刀用布擦干 C. 洗净铁制品表面的油膜 D. 在铁制品表面镀上一层锌 【解析】A、在车船的表面喷涂油漆，能使铁制品与氧气和水隔绝，可以防锈，故选项说法正确；B、将使用后的菜刀用布擦干，使菜刀不易与水接触，可以防锈，故选项说法正确；C、油膜能使铁制品与氧气和水隔绝，可以防锈；洗净铁制品表面的油膜，铁制品与水和氧气接触，会加快生锈，故选项说法错误；D、在铁制品表面镀上一层锌，能使铁制品与氧气和水隔绝，可以防锈，故选项说法正确。故选C。 C　 26 B　 4.下列有关金属资源的利用和保护不合理的是（ ） A. 废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一 B. 银是导电性最好的金属，可全面取代铜、铝做导线 C. 车船表面涂油漆可防止生锈 D. 炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石 【解析】A、回收废旧的金属属于保护金属资源，是保护金属资源的有效途径之一，正确；B、根据常温下物体的导电和绝缘能力排序表进行判断，银的导电性最好，但造价高，错误；C、汽车金属外壳表面喷漆形成保护层，可防止金属外壳生锈，有利于保护金属资源，正确；D、工业上炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石，正确。故选B。 27 【解析】随意丢弃废旧电池可造成水和土壤的污染，A错误；金属资源有限，要合理开采矿物，B错误；被腐蚀的铁制品应回收利用，节约资源，C正确；铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，D错误；故选C。 C　 5．下列说法中正确的是（　　） A. 废旧电池可以随意丢弃 B. 铁矿石可以随意开采 C. 被腐蚀的铁制品应该加以回收利用 D. 铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 28 【解析】试管中的铁钉与水、空气同时接触，一端时间后，铁钉与空气中的氧气和水反应生锈，消耗了试管中的氧气，使试管中的氧气含量减少，内压降低，故U型管中的液面左高右低，故选C。 C　 6．如图所示，在盛水的试管中放入一根洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，U型管内水面处于同一高度，一周后观察铁钉和U型管内水面变化( ) A. 铁钉未锈蚀，水面一样高 B. 铁钉未锈蚀，水面左低右高 C. 铁钉锈蚀，水面左高右低 D. 铁钉锈蚀，U型管内水从右边全部溢出 29 【解析】A、地壳中含量最多的元素是氧元素，铝是地壳中含量最多的金属元素，但因为铝的金属活动性比较活泼，所以使用比铜、铁等晚很多，选项A错误；B、不锈钢是铁的合金，不仅抗腐蚀性强于纯铁，硬度也比纯铁要大，选项B错误；C、钨熔点较高，通常用作灯丝，选项C 正确；D、地球上金属矿物资源储量有限，属于不可再生资源，选项D 错误。故选C。 C　 7．下列关于金属的说法正确的是( ) A. 铝元素在地壳中含量最多，使用也最早 B. 不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁 C. 灯泡里的灯丝常用钨制成 D. 地球上金属矿物资源储量有限，可再生 30 8.金属具有广泛的应用。 (1)下列金属制品中，利用金属 导热性的是________(填字母)。 (2)波尔多液是一种农业上常用的杀菌 剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而 成，不能用铁质容器配制波尔多液的原因是__________________。 (3)防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径之一。洁净的铁钉在下列情况下容易生锈的是________(填字母)。 A．在干燥的空气中 B．在潮湿的空气中  C．浸没在植物油中 (4)铝具有良好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。氧化铝难溶于水，却能溶于酸。写出氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水的化学方程式：____________________________________________。 (5)向铁粉和氧化铜粉末的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后过滤，得滤渣和滤液，向滤液中加一洁净铁片，未看到铁片有任何变化。则滤液中含有的溶质是__________(填化学式，下同)，滤渣中一定含有的物质是__________。 【解析】（1）铜制火锅是利用金属导热性；（2）波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而成，不能用铁质容器配制波尔多液的原因是铁比铜活泼，能将铜从其溶液中置换出来，反应的化学方程式是：Fe+CuSO4= FeSO4 +Cu：（3）铁生锈的条件是能与水、氧气接触，洁净的铁钉在潮湿的空气中容易生锈；（4）氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的化学方程式是：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O。（5）向铁粉和氧化铜粉末的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，氧化铜能与稀硫酸反应生成了硫酸铜和水，铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜。过滤得滤渣和滤液。向滤液中加一洁净铁片，未看到铁片有任何变化，说明了硫酸铜和稀硫酸都完全反应了，则滤液中含有的溶质是FeSO4，滤渣中一定含有的物质是Cu。 【答案】 (1). C    (2). Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu    (3). B    (4). Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O    (5). FeSO4　   Cu 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $$