6.3金属防护和废金属回收导学案----2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕金属防护和废金属回收展开，核心知识点为钢铁锈蚀条件、防锈方法、废金属回收意义及保护金属资源途径。承接金属性质课程，为资源利用相关学习奠基。通过实验探究、例题分析等环节，培养学生化学观念、科学思维等核心素养。 该设计创新点在于结合生活实例，采用自主预习、知识点讲解与检测相结合的教法。能提升学生对知识的应用能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，强化学生对金属资源保护重要性的认识。

6.3 金属防护和废金属回收导学案 一、学习目标（简写版） 1. 明确钢铁锈蚀的条件，掌握金属防锈的常见方法。 1. 理解废金属回收利用的意义，知晓保护金属资源的多种途径。 1. 能够运用金属锈蚀和防护的知识，分析生活中金属制品的相关现象。 二、学习重难点 （一）学习重点 1. 铁生锈的条件探究及相关原理。 1. 金属防锈的具体措施，如涂油、刷漆、制成合金等。 1. 废金属回收利用的意义和保护金属资源的方法。 （二）学习难点 1. 运用控制变量法探究铁生锈的条件，理解各因素对生锈速率的影响。 1. 从资源和环境角度，全面认识废金属回收利用和保护金属资源的重要性。 三、知识点自主预习填空 1. 铁生锈实际上是铁与空气中的____和____等物质发生的一系列复杂的化学反应，铁锈的主要成分是____（填化学式）。 1. 铁生锈的两个条件____，在有____或____等物质存在时，铁生锈的速率会加快。 1. 防止铁生锈的原理是破坏铁生锈的条件，即隔绝____或____。具体方法有保持铁制品表面的____、在铁制品表面覆盖____（如刷漆、涂油、电镀等）以及改变铁的内部结构，制成____（如不锈钢）。 1. 废金属是指____、____的金属物品等。废金属不但会造成____浪费，还会产生镉、汞等有毒金属对____的污染。 1. 保护金属资源的途径有：防止金属的____；回收利用____；有计划、合理地____；寻找金属的____等。 四、知识点讲解与要点 （一）知识点 1：金属的腐蚀与防护 1. 铁生锈的条件： 0. 原理：铁在空气中锈蚀，是铁与氧气（ ）共同作用的结果，发生了一系列复杂的化学反应。铁锈的主要成分是氧化铁，其结构疏松多孔。 0. 实验探究：通常采用控制变量法来探究铁生锈的条件。例如： 2. 将洁净的铁钉放在干燥的空气中（只有氧气，没有水），铁钉不生锈。 2. 将洁净的铁钉完全浸没在经煮沸迅速冷却的蒸馏水中（只有水，没有氧气，因为煮沸可除去水中溶解的氧气），并在水面上覆盖一层植物油隔绝空气，铁钉不生锈。 2. 将洁净的铁钉一部分浸入水中，一部分暴露在空气中（同时接触氧气和水），铁钉生锈，且在空气和水的交界处生锈最严重。 2. 在上述实验基础上，若向水中加入少量食盐等电解质，铁钉生锈速率加快。这表明酸、盐等物质存在时会加速铁的锈蚀。 0. 常考易错点： 3. 误认为铁生锈只需与氧气或水其中一种物质接触即可，忽略铁生锈需要氧气和水同时存在这一关键条件。 3. 不清楚铁锈疏松多孔的结构特点，铁锈不能阻止铁继续与氧气和水接触，反而会加速铁的锈蚀。 14. 防锈措施： 0. 保持金属表面的洁净和干燥：如生活中菜刀用完后擦干挂起来，避免水分残留，减少铁与水的接触，从而减缓生锈速度。 0. 金属表面覆盖保护层： 5. 刷漆：在铁制栏杆、铁门等表面刷漆，形成一层保护膜，隔绝氧气和水与铁接触，防止生锈。 5. 涂油：自行车链条、机械零件等涂油，既能防止生锈，又能起到润滑作用。 5. 电镀：在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀铬、镀锌等。锌、铬等金属在空气中能形成致密的氧化膜，不仅美观，还能增强铁制品的抗腐蚀能力。 5. 烤蓝：通过化学方法在金属表面生成一层致密的氧化膜，如某些枪械、刀具表面的处理。 0. 改变铁的内部结构，制成合金：如不锈钢，是在铁中加入铬（Cr）、镍（Ni）等元素制成的合金，其抗腐蚀性能大大提高，广泛应用于医疗器械、餐具等领域。 0. 常考易错点： 7. 认为只要对金属进行防护处理就万无一失，忽略防护层可能被破坏的情况。如刷漆的铁制品表面一旦油漆剥落，露出的铁仍会生锈。 7. 不了解不同防锈方法的适用范围，例如在食品包装中，不能使用涂油的方法防锈，因为油可能会污染食品。 经典例题 1：下列做法不能防止铁制品生锈的是（ ） A. 自行车脏了用清水冲洗 B. 在铁制篮球架上刷一层油漆 C. 将铁制成不锈钢 D. 切完菜后，将菜刀洗净擦干 答案：A 解析：A 选项中，自行车用清水冲洗后，若不及时擦干，铁会与水和氧气充分接触，加速生锈，A 符合题意；B 选项刷油漆可隔绝氧气和水，能防止生锈；C 选项制成不锈钢改变了铁的内部结构，提高了抗腐蚀能力；D 选项擦干菜刀可避免水残留，减少生锈，B、C、D 不符合题意。 （二）知识点 2：金属资源保护 1. 防止金属的腐蚀：如前所述，通过采取防锈措施，可大大减少金属因腐蚀而造成的损失，延长金属制品的使用寿命，这是保护金属资源的重要途径之一。 1. 废金属的回收与利用： 0. 废金属的来源：生活中废旧的金属制品，如易拉罐、废旧电池、废弃的铁锅等；工业生产中产生的边角料、报废的机械设备等。 0. 危害：废金属若不回收，一方面会造成金属资源的浪费，因为金属矿物是有限的不可再生资源；另一方面，像铅、汞、镉等有毒金属会对土壤、水源等环境造成污染，危害人体健康。 0. 意义： 10. 节约资源：回收利用废金属，可减少对新的金属矿石的开采，使有限的金属资源得到更充分的利用。例如，回收 1 吨废钢铁，可炼得好钢 0.9 吨，相当于节约 4 吨铁矿石。 10. 节约能源：与从矿石中提炼金属相比，回收利用废金属消耗的能源更少。因为从矿石中提炼金属需要经过采矿、选矿、冶炼等多个高能耗的过程。 10. 减少污染：减少了因开采和冶炼金属矿石产生的废渣、废气、废水等对环境的污染。 1. 有计划、合理地开采矿物：金属矿产资源是有限的，过度开采会导致资源迅速枯竭。因此，需要有计划、合理地开采，提高矿石的利用率，避免浪费。 1. 寻找金属的代用品：为了减少对金属资源的依赖，可寻找一些性能相似但资源更丰富、成本更低的材料来代替金属。例如，用塑料代替金属制造管道、汽车零部件等；用碳纤维复合材料代替金属制造飞机部件等。 1. 常考易错点： 0. 对废金属回收利用的意义理解不全面，只关注到节约资源，忽略了节约能源和减少污染等方面。 0. 认为寻找金属代用品与保护金属资源无关，实际上代用品的使用可降低金属的消耗，从而保护金属资源。 经典例题 2：下列关于保护金属资源的说法，错误的是（ ） A. 回收废旧金属能节约金属资源 B. 防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径 C. 有计划、合理地开采矿物可保护金属资源 D. 寻找金属代用品有利于保护金属资源 答案：B 解析：防止金属腐蚀、回收废旧金属、有计划开采矿物、寻找金属代用品等都是保护金属资源的途径，B 说法错误；A、C、D 说法均正确。 五、效果检测（判断题） 1. 铁生锈只需要与氧气接触。（ ） 1. 在铁制品表面涂油可以防止铁生锈，因为油能隔绝氧气和水。（ ） 1. 废金属对环境没有危害，不需要回收。（ ） 1. 制成合金不能防止金属生锈。（ ） 1. 寻找金属代用品是保护金属资源的重要措施之一。（ ） 六、思维导图 七、归纳总结 1. 铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，铁锈疏松多孔，会加速铁的锈蚀。防止铁生锈可通过保持表面洁净干燥、覆盖保护层、制成合金等方法，破坏铁生锈的条件。 1. 保护金属资源具有重要意义，包括防止金属腐蚀、回收利用废金属、合理开采矿物以及寻找金属代用品等途径。其中，回收废金属能节约资源、能源并减少污染。 8、 课后作业 一、选择题 1．2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是 A．积极参与垃圾分类投放 B．深埋废旧电池防止污染 C．设计家庭低碳行动方案 D．回收化学实验后的废液集中处理 2．在垃圾分类中，空的铝质易拉罐应属于 A．可回收物 B．有害垃圾 C．厨余垃圾 D．其他垃圾 3．金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是 A．纯铜的硬度比黄铜的大 B．钛合金具有良好的抗腐蚀性能 C．铁制品刷漆可防止生锈 D．回收废旧金属可实现资源再利用 4．2024年11月珠海航展上众多新装备、新技术、新成果首发首秀，折射出我国在金属材料领域技术迅猛发展。下列关于金属材料的说法正确的是 A．只有金属与金属之间才能形成合金 B．合金的熔点一般比其组成金属的高 C．金属资源储量有限，而且不能再生，人们要保护金属资源 D．钢铁在干燥的空气中更容易生锈 5．下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是 A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中 6．2025春晚《秧BOT》节目中跳舞机器人使用铝合金作为主要材料，关节部分使用铜导线连接电路。下列说法不正确的是 A．使用铜作导线，是因为铜具有良好的导电性 B．用稀硫酸不能验证铝和铜的金属活动性顺序 C．不用铁制作机器人外壳的原因是铁在空气中容易生锈 D．铝制品抗腐蚀性强的原因是表面易形成致密的氧化铝薄膜 7．下列实验不能达到实验目的的是 A． 探究空气中氧气的含量 B．探究铁生锈与氧气和水有关 C． 验证质量守恒定律 D． 验证大理石与稀盐酸反应能生成二氧化碳 A．A B．B C．C D．D 8．2025春晚《秧BOT》节目中跳舞机器人惊艳全场。跳舞机器人使用铝合金作为主要材料，关节部分使用铜导线连接电路。下列说法不正确的是 A．铝合金的硬度比纯铝的大 B．铝制品耐腐蚀是因为铝的化学性质不活泼 C．用稀硫酸能验证铝和铜的金属活动性顺序 D．不用铁制作机器人外壳的原因是铁在潮湿的空气中容易生锈 二、填空与简答 9．垃圾是放错位置的资源，合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。 (1)“垃圾分类，从我做起”，下列四种可回收物中，能获得金属的是___________。 A．废纸板 B．塑料矿泉水瓶 C．废旧铁锅 D．破损的玻璃瓶 (2)回收利用废旧金属具有什么意义？(答一点即可) (3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈，其防锈原理是什么？ 10．“二十四节气”凝聚了古代农耕文明的智慧，不仅精准反映了自然界的季节变化，还蕴含着深厚的文化内涵和古人的哲学思考，它与人们的生产生活息息相关。 (1)“清明”：“清明时节雨纷纷，路上行人欲断魂。”人们祭祀祖先表达哀思，过去少数人因祭祀方式不当引发山林火灾。山林着火时，通常采用开辟隔离带的做法，其灭火原理是 。 (2)“谷雨”：“谷雨春光晓，山川黛色青。”正常雨水的pH≈5.6，但由于汽车发动机产生的氮氧化物（如NO2）和煤燃烧产生的 （填化学式）排放到空气中与水反应，形成酸雨，导致雨水的pH<5.6。 (3)“小满”：“水塘蛙叫声喧，中耕除草在农田。”农民在耕种时会用到大量铁制农具，日常生活中为防止铁制品生锈常采用的措施有 （写一条即可）。 (4)“秋分”：“昨夜西池凉露，桂花吹断月中香。”同学们能在校园里闻到阵阵桂花香，请从分子的角度解释其原因 。 九、答案与解析 （一）自主预习填空答案 1. 1. 氧气和水同时存在；酸；盐 1. 氧气；水；洁净和干燥；保护层；合金 1. 废弃；损坏；资源；环境 1. 腐蚀；废金属；开采矿物；代用品 （二）效果检测答案与解析 1. 答案：× 0. 解析：铁生锈需要铁与氧气和水同时接触，缺一不可，该说法错误。 33. 答案：√ 0. 解析：涂油能在铁制品表面形成一层保护膜，隔绝氧气和水，从而防止铁生锈，该说法正确。 34. 答案：× 0. 解析：废金属会造成资源浪费，且部分废金属中的有毒金属会污染环境，需要回收，该说法错误。 35. 答案：× 0. 解析：制成合金，如不锈钢，能改变金属内部结构，提高抗腐蚀能力，可防止金属生锈，该说法错误。 36. 答案：√ 0. 解析：寻找金属代用品可减少金属资源的消耗，是保护金属资源的重要措施之一，该说法正确。 （3） 课后作业答案与解析 1．B 【详解】A、垃圾分类投放，能提高资源利用率，减少污染，符合环保要求。正确； B、深埋废旧电池可能导致重金属渗入土壤和地下水，污染环境。正确做法是回收或专业处理。错误； C、设计家庭低碳方案，可以减少碳排放，符合可持续发展理念。正确； D、回收实验废液集中处理，可避免有害物质污染环境。正确。 故选B。 2．A 【详解】可回收垃圾包括废旧金属、纸张等，所以铝制易拉罐属于可回收物； 故选A。 3．A 【详解】A、合金的硬度通常比其成分金属更高，黄铜是铜和锌的合金，因此硬度应大于纯铜，故A错误； B、钛合金因表面易形成致密氧化膜，抗腐蚀性能优异，常用于耐腐蚀材料，故B正确； C、铁生锈需接触水和氧气，刷漆可隔绝二者，从而防锈，故C正确； D、回收金属能减少资源浪费、降低污染，符合可持续发展理念，故D正确。 故选A。 4．C 【详解】A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，不是只有金属与金属之间才能形成合金，故选项说法错误； B、合金的熔点一般比其组成金属的低，故选项说法错误； C、金属资源储量有限，而且不能再生，人们要保护金属资源，故选项说法正确； D、铁与氧气、水充分接触时容易生锈，钢铁在干燥的空气中不容易生锈，故选项说法错误。 故选C。 5．D 【详解】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程，在铁片表面喷漆，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； B、将铁片制成不锈钢，由于不锈钢是铁合金，合金结构更稳定，抗腐蚀性更强，故选项不符合题意； C、在铁片表面涂油，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； D、将铁片泡在海水中，海水含盐，能加速电化学腐蚀，促进生锈，故选项符合题意。 故选D。 6．B 【详解】A、使用铜作导线，是因为铜具有良好的导电性，说法正确，不符合题意； B、铝与稀硫酸反应生成氢气和硫酸铝，铜与稀硫酸不反应，说明金属活动性铝>铜，因此用稀硫酸能验证铝和铜的金属活动性顺序，说法错误，符合题意； C、不用铁制作机器人外壳的原因是铁易与空气的水蒸气和氧气接触，容易生锈，说法正确，不符合题意； D、铝制品抗腐蚀性强的原因是铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，能阻止内部金属进一步氧化，说法正确，不符合题意。 故选：B。 7．B 【详解】A、红磷燃烧消耗集气瓶内氧气，生成五氧化二磷固体，冷却至室温后，打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积即为集气瓶内氧气的体积，可用于探究空气中氧气的含量，该实验能达到目的； B、左侧试管中铁钉只与氧气接触（干燥剂可吸收水分），不生锈；右侧试管中铁钉与水、氧气同时接触，生锈，可以探究铁生锈与水有关，但不能探究与氧气有关，该实验不能达到目的； C、在密闭容器中，铜粉与氧气反应，反应前后总质量不变，天平示数保持不变，可验证质量守恒定律，该实验能达到目的； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，大理石与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，该实验能达到目的。 故选B。 8．B 【详解】A、合金硬度通常高于纯金属，铝合金是铝的合金，故铝合金比纯铝硬度大，正确； B、铝制品耐腐蚀是因为铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，铝的化学性质比较活泼，错误； C、铝能与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，产生气泡，说明在金属活动性顺序里，铝排在氢前，铜与稀硫酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，则铝比铜活泼，正确； D、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，铁在潮湿空气中易生锈，故不选铁作外壳材料，正确。 故选B。 9．(1)C (2)节约金属资源；节约能源；减少对环境的污染(答一点即可，合理即可) (3)隔绝水和氧气(或空气) 【详解】（1）A、废纸板属于纸类，没有金属材料，不符合题意； B、塑料瓶属于塑料，没有金属材料，不符合题意； C、旧铁锅属于金属制品，回收后可通过冶炼重新获得金属，符合题意； D、玻璃瓶属于玻璃，没有金属材料，不符合题意。 故选C； （2）回收废旧金属可减少对矿石的开采，节约自然资源；同时减少冶炼新金属所需的能源消耗和污染排放，降低环境负担。 （3）铁生锈需与氧气和水接触。喷漆后，铁表面被覆盖，阻隔了氧气和水的接触，从而防止锈蚀。这是初中化学中常见的金属防锈方法。 10．(1) 隔离可燃物 (2) SO2 (3) 刷漆（合理即可） (4) 分子在不断运动 【详解】（1）开辟隔离带是通过移除或隔离可燃物，使火势无法蔓延。灭火原理为隔离可燃物，故填：隔离可燃物； （2）酸雨的形成主要与煤燃烧产生的二氧化硫（SO2）和汽车尾气中的氮氧化物（NO2）有关。SO2与水反应生成亚硫酸，进一步氧化为硫酸（H2SO4），导致雨水酸性增强，pH＜5.6，故填：SO2； （3）铁生锈需要与氧气和水接触。防锈措施需隔绝其中至少一个条件，如刷漆、涂油等，故填：刷漆（合理即可）； （4）同学们能在校园里闻到阵阵桂花香，是因为带有香味的分子通过不断运动扩散到空气中，进入人的鼻腔被感知，故填：分子在不断运动。 学科网（北京）股份有限公司 $$