4.3 金属材料的锈蚀与防护课件-2025-2026学年九年级化学鲁教版(五四学制）全一册

4.3 金属材料的锈蚀与防护 为什么暴露在空气中的铁制品会生锈？什么条件下才会生锈呢？ 猜想1：铁生锈与水有关 猜想2：铁生锈与氧气有关 猜想3：铁生锈与氧气和水有关 提出问题:铁生锈与什么有关？ 猜想与假设 铁：Fe 铁锈主要成分Fe2O3·xH2O 增加了H、O 与H2O、O2有关？ 导致钢铁锈蚀的因素 活动小组的同学们设计了如下实验方案： 实验1：将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。 实验2：将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡皮塞密封试管口。 实验3：将洁净铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。 实验4：将洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。 实验5：将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。 ① ② ③ ④ ⑤ （1）铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁没有生锈 （2）铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁没有生锈 （3）铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 （4）铁钉浸没一半在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 （5）铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀 四天后现象 【实验小结】 铁 铁锈 氧气+水 化学反应 Fe 主要成分Fe2O3• xH2O 缓慢氧化 （1）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与___________等发生化学反应的过程 （2）铁锈的主要成分是_____________，铁锈属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。 （3）铁锈蚀属于缓慢氧化，该过程_______热量。 氧气、水 混合物 放出 Fe2O3• xH2O 【知识拓展】 已知铝生锈后主要成分是Al2O3，铜生锈后的主要成分是Cu2(OH)2CO3。 请根据铁生锈的原理，推断铝和铜生锈分别需要什么条件？ 铝 铝锈 氧气 主要成分Al2O3 Al 铜 铜锈 Cu 主要成分Cu2(OH)2CO3 氧气 水 二氧化碳 为什么铁制品易生锈且可以全部锈蚀，而铝制品不易生锈？ 氧化铝 铁锈(Fe2O3• xH2O) 氧化铝(Al2O3) 结构特点 若不除去结果 疏松多孔 完全锈蚀 致密 使铝“自我保护” 铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以被全部锈蚀。 根据铁制品锈蚀的条件，推测防止铁制品锈蚀的原理：____________________或____________。 隔绝氧气（或空气） 隔绝水 防止铁生锈的方法可以概括为：干、膜、镀、烤、改 减缓钢铁锈蚀的方法 保持铁制品表面的洁净和干燥 干 在钢铁表面覆盖保护膜，如车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在铁制品表面烧涂搪瓷等 膜 在钢铁表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、铬等 镀 用化学方法使钢铁表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝 烤 加入其他金属，改变其组成，如在钢铁中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀能力 改 自行车的支架、链条、钢圈等分别采取了什么防护措施？ 镀铬 刷油漆 涂油 对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？ 提示：废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？ 观察思考 13 废金属不但造成资源浪费，还会产生镉、汞等有毒金属对环境的污染。 废旧金属的回收利用 如果将废钢铁回炉冶炼成钢，跟用铁矿石冶炼钢相比， 既可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物。全球钢产量的45％是通过对废钢的冶炼来完成的。 回收利用废金属 寻找金属替代品 铁桦树最让人惊叹的地方在于它的硬度，铁桦树是世界上最硬的树，硬度是普通钢铁的2倍，能被当作金属的替代品。 1.下列说法错误的是（　　） A．铁钉是由铁合金制成的 B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变 C．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈 D．根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高 B 2.实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是（　　） A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 D 实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g食盐 8% 3.利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶。实验数据如下表。下列说法不合理的是（　　） A．铁的锈蚀是放热反应 B．使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀 C．此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与 D．计算得出空气中氧气的含量约为19.7% C 实验前的体积 实验后的体积 锥形瓶内空气（含导管内空气） 烧杯内水 烧杯内剩余水 246.0mL 100.0mL 51.5mL 4.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 5.下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 B．③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 C．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲 D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 C 6.对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（　　） A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一 B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一 C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一 D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一 C 7.我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（　　） A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 C 8.柳州市被称为“桥梁博物馆”，刚建成的凤凰岭大桥成为“桥梁博物馆”的新成员，大桥的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是（　　） A．经常用浓盐酸清洗金属材料 B．在金属材料表面刷油漆 C．在金属材料表面镀保护层 D．改变金属内部结构制成防腐合金 A $