课题3 防止金属腐蚀的措施 第2课时（教学课件）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

该初中化学课件聚焦铁制品的腐蚀与防护，涵盖铁生锈条件、防锈措施及金属腐蚀利弊应用。课堂导入通过问题链、实物图片及视频，从生锈自行车、镀铬水龙头等生活现象切入，引导学生关联化学原理，搭建生活到化学的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过氧气传感器测浓度变化的对比实验探究生锈条件，体现科学探究与实践；分析涂油、不锈钢合金化等防锈原理培养科学思维；结合脱氧剂、暖宝宝应用渗透科学态度与责任。学生能提升探究能力，教师可利用丰富案例优化教学。

专题9 化学反应的调控 课题3 防止金属腐蚀的措施 第2课时 铁制品的腐蚀与防护 九年级化学 全一册·沪科版五四学制2024 学习内容导览 防止铁制品锈蚀 2 铁生锈的探究 1 金属腐蚀的利弊与应用 3 2 通过实验探究铁生锈的条件，能准确描述氧气和水在反应中的作用，归纳铁生锈需要氧气和水的化学原理。 通过分析铁生锈的条件，能识别并运用防止铁制品锈蚀的常见方法（如涂层、合金化等），并能设计简单实验验证防锈措施的有效性。 通过讨论金属腐蚀的实例，能判断金属腐蚀的利弊，并举例说明生活和生产中受控金属快速腐蚀的应用价值（如金属加工、文物保护等），体会其在实际中的意义。 明·教学目标 3 引·新课导入 为什么有些金属制品“未老先衰”，而有些却能“历久弥新”？金属的锈蚀是否总是以我们熟悉的红棕色铁锈面貌出现？面对锈蚀，我们只能被动防护，还是也能主动利用？ 生锈的自行车 镀铬水龙头 出土的青铜器 三星堆黄金面具 4 引·新课导入 视频：你了解金属的锈蚀与防腐的重要性吗？ 铁生锈的探究 01 探·知识奥秘 一、铁生锈的探究 1.铁和铁锈的成分 主要元素：铁 其他元素：碳元素等（形成合金，影响性能与锈蚀过程） 主要成分：氧化铁（Fe2O3） 形态特征：疏松、多孔、红棕色 化学启示：从Fe2O3的元素组成，可推测氧气参与了反应 思考 除了氧气，还有哪些因素也会导致铁生锈呢？ 探·知识奥秘 一、铁生锈的探究 2.探究铁生锈的条件 实验步骤：取两个容器，容器①中放入一张滤纸，滴入2滴管水，加入5.0克铁粉、0.1克炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。如图a所示。容器②中放入一张滤纸，加入5.0克铁粉、0.1克炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。如图b所示。 图a 图b 实验过程： 探·知识奥秘 一、铁生锈的探究 图a 图b 实验结论：从实验数据可以得出，含碳杂质的铁，在潮湿的空气中更容易与氧气反应而被腐蚀。 探·知识奥秘 思考 该实验旨在探究哪个因素对铁生锈的影响？它是如何实现对比的？ 思考 实验中使用氧气传感器来测量什么？为何氧气含量的变化能证明铁在生锈？ 探究因素：水。 对比实现：通过设置装置①（有水） 和装置②（无水） 这两个对比实验，保持其他条件完全一致，观察氧气浓度在不同湿度环境下的变化差异。 测量对象：测量密闭容器内氧气浓度的变化。 原理阐释：铁生锈是铁与氧气发生化学反应的过程。如果生锈发生，容器中的氧气会被消耗，导致浓度下降。因此，氧气浓度下降越快、越多，表明铁生锈的速率越快、程度越深。 一、铁生锈的探究 探·知识奥秘 3.拓展实验——探究铁生锈的条件 铁在潮湿的空气中容易生锈 铁在蒸馏水中不易生锈 铁在干燥的空气中不易生锈 结论：铁在氧气和水的共同作用下产生了铁锈。 一、铁生锈的探究 【典例】铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是 A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯 【典例】铁生锈是铁与___________(填化学式)和___________同时接触，铁生锈属于_______________氧化，铁锈的主要成分_____________。 析·典型范例 C O2 水 缓慢 氧化铁 12 析·典型范例 【变式】用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验如图所示。下列说法正确的是 A．实验中使用的蒸馏水可以用自来水替代 B．一周后，甲、乙中的铁钉都有明显锈迹 C．由实验乙、丙可知铁生锈需要有水参与 D．实验乙中植物油的作用是防止空气中的氧气溶于水中 D 13 防止铁制品锈蚀 02 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 1.防止铁制品生锈的措施 思考 根据生活经验和铁生锈的条件，分析有哪些方法可以防止铁锈蚀。 涂有绿色油漆的铁围栏 浸塑铁丝衣架 镀铬铁哑铃 搪瓷铸铁锅 涂油漆 浸塑 镀铬 搪瓷 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 2.防止铁制品锈蚀的原理 原理分析：铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水等物质作用，发生一系列复杂的化学 反应，转化为铁的化合物的过程。因此，若要防止铁生锈，就需要将铁跟上述物质隔绝。 水面出，铁与水和氧气充分接触，因此水面处铁生锈最明显。 煮沸过的水中几乎不含氧气，且水面上的植物油又隔绝了氧气，因此破坏了铁生锈的条件。 干燥的空气中几乎不含水分，因此破坏了铁生锈的条件，使得铁不易生锈。 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 刷油漆：桥梁、铁塔、户外栏杆等大型钢铁结构表面刷漆。 被动隔离：通过“覆盖层”阻止铁与氧气、水的直接接触。 覆盖致密氧化膜：枪械、刀具等通过“发蓝”或“发黑”处理，在其表面生成一层致密的四氧化三铁薄膜。 电镀其他金属：在水龙头、门把手、易拉罐上镀一层铬、锌或不锈钢，既美观又防锈。 涂油保存：将金属仪器或零件用油涂抹在表面。 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 主动防御：改变金属内部结构与成分，从内部解决问题。 通过合金化，将铁与铬、镍等金属元素熔合，从根本上改变材料的微观结构和化学性质，使其自身具备优异的抗腐蚀能力。 铬 (Cr) 核心元素：铬 (Cr) 含量通常 > 12%。 镍 (Ni) 关键伙伴：镍 (Ni) 提高耐腐蚀性和韧性。 碳 (C) 整元素：碳 (C) 含量被严格控制。高碳增加硬度但降低耐蚀性，低碳则耐蚀性更佳（如304不锈钢）。 不锈钢为何 “不锈”？ 不锈钢餐具 不锈钢医疗器械 不锈钢门窗 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 思考 请观察自行车的主要构件，说说它们分别采取了怎样的防锈措施？这些措施背后蕴含了怎样的化学原理？ 钢圈 车身 链条 喷漆形成一层致密的保护层，隔绝铁与氧气、水蒸气的接触。 涂油形成一层油膜，能有效排斥水并阻挡氧气，同时因其流动性而适合活动部件。 镀上一层其他金属（如铬） 一方面，镀层物理隔绝了环境介质；另一方面，镀层金属（如铬）本身更稳定，能形成更致密的氧化膜，提供电化学保护。 探·知识奥秘 二、防止铁制品锈蚀 思考 为什么设计师要为不同的部件选择不同的防锈方法？ 车身/车架：为何选择“喷漆”？ 需求：面积大，形态固定，需要美观、耐用且成本适中的保护。 匹配：油漆能形成坚固、美观的涂层，完美满足大面积静态部件的长效防护需求。 链条：为何选择“涂油”？ 需求：这是一个需要不断弯折、摩擦的活动部件。 匹配：润滑油形成的油膜具有柔性和自修复能力，在部件运动时不会像硬质漆一样开裂，同时还能起到润滑作用。这是功能与防锈的结合。 钢圈/车把：为何选择“镀铬”？ 需求：这些部件需要更高的表面硬度、耐磨性以及光亮美观的外观。 匹配：电镀铬层硬度高、极其耐磨且光泽持久，不仅能有效防锈，还大大提升了产品的美观度和耐用性。 【典例】下列做法有利于防止金属生锈的是 A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 析·典型范例 B 21 析·典型范例 【变式】“共享单车”是指在公开场所提供共享服务的自行车，由于符合“低碳出行”的理念，颇受年轻人的喜爱。 (1)“共享单车”车架的表面喷漆不仅美观，而且可有效阻止铁与___________接触而锈蚀。 (2)自行车的有些部件是由钢铁制成的，写出一氧化碳与氧化铁的化学方程式_______________________________________________。 (3)兰州市民通过每日甘肃网反映：南滨河路新港城北门一路段共享单车残骸堆积如山，每年因生锈损失钢铁的数量很大，请再写出一种防止铁生锈的措施________。 刷漆 水和氧气 3CO+Fe₂O3 2Fe+3CO₂ 高温 22 金属腐蚀 的利弊与应用 03 探·知识奥秘 三、金属腐蚀的利弊与应用 视频：难以想象，铁锈的危害有这么大！ 探·知识奥秘 三、金属腐蚀的利弊与应用 1.铁锈对人体的主要危害 1. 皮肤接触：过敏与感染 引发皮肤粗糙、瘙痒、红肿等接触性皮炎或过敏反应。 伤口接触可能感染破伤风（尤其伤口较深时）。 01 3. 长期影响：器官与骨骼损害 肝脏负担：过量铁在肝脏沉积，可能导致肝硬化、糖尿病。 骨骼健康：影响维生素C代谢，可能诱发骨质疏松。 03 02 2. 误食摄入：急性中毒与消化道损伤 消化道刺激：导致腹痛、腹泻、恶心、呕吐。 胃肠道出血：可能引起出血性胃肠炎，严重时导致休克。 铁中毒：过量摄入会损害肝脏，引发中毒。 04 4. 其他危害 眼睛接触：可能导致角膜损伤、视力下降。 长期饮用含锈水：对肝脏等器官造成慢性损害。 探·知识奥秘 三、金属腐蚀的利弊与应用 2.变“锈”为宝：铁生锈的奇妙应用 脱氧剂 / 吸氧剂 是什么：小袋子里的主要成分是铁粉。 怎么用：放入食品、药品、茶叶等包装内。 作用：吸收氧气，抑制霉菌、好氧菌生长，防止油脂氧化，延长保质期。 暖宝宝 / 暖贴 是什么：内含铁粉、水、活性炭、食盐等。 怎么用：揭开明胶片，接触空气即可发热。 作用：活性炭和食盐加速铁粉生锈，持续释放热量达数小时，用于御寒、缓解肌肉酸痛。 探·知识奥秘 三、金属腐蚀的利弊与应用 铁锈颜料 将铁锈研磨成粉，与介质混合，制成独特的赭石色颜料，用于绘画和涂料。 耐候钢 / 锈板 是什么：一种特殊合金钢，表面会形成一层致密的氧化层保护锈。 怎么用：直接用作建筑外墙、景观雕塑、室内装饰。 特点：独特的红褐色质感，极具工业风和艺术感，且无需油漆保护。 探·知识奥秘 三、金属腐蚀的利弊与应用 总结：利弊之间，存乎一心 科学的力量，在于将自然过程转化为服务人类的技术。 无序的生锈  造成工具损坏、危及健康。 可控的氧化 创造温暖、保鲜食物、点缀艺术、净化环境。 【典例】“金属保护一小步，资源节约一大步”，下列关于金属及金属材料防护的说法正确的是 A．为了增加经济效益，应加大力度开采金属矿物资源 B．纯金属的抗腐蚀性比合金更好 C．生铁和钢都属于铁合金 D．废弃金属直接丢弃，无需回收利用 析·典型范例 C 29 【变式】学习小组以食品保鲜剂为主题展开实践性活动。 酒精保鲜卡(有效成分是酒精) 石灰干燥剂(有效成分是生石灰) 脱氧保鲜剂(有效成分是铁粉) (1)酒精保鲜卡：常用于糕点类食品保鲜。原理是依靠酒精蒸汽隔绝氧气并杀灭微生物。该过程肉眼不可见，说明酒精分子___________。 (2)石灰干燥剂：常用于海苔、茶叶等食品保鲜。原理是吸收环境中的水分，进而阻止微生物生长，石灰干燥剂与水的反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)铁粉脱氧保鲜剂：常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈相同，即铁粉与_____________________反应。 析·典型范例 小 放热 氧气和水 30 理·核心要点 铁制品的腐蚀与防护 铁制品是怎样生锈的 怎样防止铁制品生锈 金属腐蚀的利弊与应用 脱氧剂 暖宝宝 ……  涂油 喷漆 搪瓷 电镀（镀铬、镀铜等） 铁锈的成分 铁生锈条件的探究 31 1．关于铁丝在氧气中燃烧和铁丝生锈的说法正确的是 A．铁丝燃烧产生白烟 B．铁丝生锈是剧烈的化学反应 C．铁丝燃烧的产物是Fe2O3 D．铁锈的主要成分是氧化铁 练·技能实战 D 32 练·技能实战 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．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 C．切过酸菜的菜刀不及时清洗 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 D 33 练·技能实战 3．下列所示实验中，铁钉能生锈的是 A B C D D 34 练·技能实战 4．如图是探究铁生锈条件的实验，请回答下列问题。 (1)B试管中的蒸馏水，在实验前需如何处理____________________。 (2)A、B实验对比的结论是_________________________________。 (3)C实验中，棉花上需要放一种物质，其作用是_______________。 (4)防止金属锈蚀是保护金属资源的途径之一，请再写出一点_______________。 煮沸并迅速冷却 铁生锈需要与氧气(或空气)接触 作干燥剂 回收废旧金属 35 练·技能实战 5．某同学设计如图所示装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入少量煮沸后迅速冷却的蒸馏水，b管中是干燥的空气。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧橡胶塞，一段时间后观察。下列推断错误的是 A．只有a管中的铁钉会锈蚀 B．该实验说明铁的锈蚀与水有关 C．L端与R端的液面高度一直保持一致 D．装置中的植物油可防止红墨水蒸发影响实验结果 C 36 练·技能实战 6．铁粉与空气中的氧气和水反应可生成一种化合物（Fe2O3·nH2O），同时放出热量。因此，铁粉常用作食品脱氧保鲜剂，也常用作“暖宝宝”中的发热剂。 (1)当打开止水夹，挤压胶头滴管使水进入锥形瓶后，可观察到玻璃管中的水柱变化是：上升→_____________→_____________（填“上升”或“下降”）。 (2)请设计实验证明这种脱氧保鲜剂已完全失效，简要写出实验步骤、现象和结论。 取少许样品放入试管中，滴加少量稀盐酸，若无气泡产生，说明该脱氧保鲜剂已完全失效。 上升 下降 37 THANKS! 谢谢观看 九年级化学 全一册·沪科版五四学制2024 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $null有多少人真正理解金属腐蚀和防腐的重要性？这是一个值得深思的问题。随着现代工业的发展，金属腐蚀和防腐问题越来越受到人们的关注。但是有多少人真正了解金属腐蚀和防腐的重要性呢？首先让我们了解一下什么是金属腐蚀。金属腐蚀是指金属表面与周围环境发生反应，形成氧化层或离子交换层的过程。这种反应会导致金属表面的破坏和损伤，影响金属材料的使用寿命和性能。在工业领域中，金属腐蚀是一个普遍存在的问题，它可能导导致设备失效、生产延误和经济损失等问题。因此，金属腐蚀和防腐的重要性不言而喻。金属腐蚀和防腐问题不仅存在于工业生产中，金属腐蚀还会对环境造成污染和损害，如海洋腐蚀、土壤腐蚀等。金属腐蚀和防腐问题不仅仅是一个技术问题，更是一个关系到人类生存和发展的重要问题。我们需要加强对金属腐蚀和防腐问题的认识和理解，积极采取措施预防和治理金属腐蚀问题，为人类的可持续发展做出贡献。 一般情况下，大多数的家用铁制工具还是比较耐用的，但是最大的缺点就是如果不好好保存就会生锈，这在生活中是很常见的现象，所以大家也不会觉得有什么奇怪的，但是从来没有人想过这些铁锈会给人类带来怎样的生命威胁，甚至会有人对此嗤之以鼻，因为铁锈对我们来说确实太常见了，大家也不觉得这种小小的东西会有什么危险，可是一旦在密闭空间内放置铁器时间过久，导致表面锈迹斑斑，那最好不要随便进入这个空间，否则后果不堪设想。因为在2007年9月23日曾经发生过这样一件事儿，当时一艘开往英国约克郡的船遇到大风浪天气，在使用锚链时，锚链发出的噪音非常大，所以船员想了解一下情况，没想到一进入锚链舱，这位船员居然晕倒了。同行船员发现之后，在第一时间进行营救，没想到也晕了过去。有了前车之鉴之后，第三名船员赶紧带着呼吸器下去营救同伴，可最终还是同样的结局。就这样塞问船员全部晕倒在地，可这时候锚链仓里面只有船锚，没有其他危险物品。后来在相关专家的解答下，大家才知道，原来在这种闲适的空气环境中，锚链上的铁锈会茁壮成长，而锚链舱刚好是一个封闭空间，工人出入的检修孔又被封好了。如果铁锈耗尽锚链舱的氧气、空气根本无法自由流通，所以才会出现船员晕倒、缺氧窒息的情况。这样说来，表面看上去小小的铁锈，真实威力真的不容小觑。