8.3 金属资源的利用和保护（课时2）课件-2024-2025学年九年级化学下学期人教版

该初中化学课件聚焦金属锈蚀条件及防护、金属资源保护途径，通过“生锈的埃菲尔铁塔”和“金属矿物不可再生”情境导入，衔接金属性质与冶炼知识，搭建从“金属使用”到“资源保护”的学习支架，引导学生构建知识脉络。 其亮点在于以实验探究为核心，通过铁钉生锈条件的控制变量法实验培养科学探究与实践能力，结合自行车防锈、暖贴应用等生活实例发展科学思维，融入稀土资源保护案例强化科学态度与责任。资料结构清晰，检测题联系实际，助力学生理解应用，方便教师高效教学。

铁钉生锈的条件实验用品，洁净无锈的铁钉、植物油、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、氯化钙、试管和棉花。将三根洁净无锈的铁钉分别放入三支试管中，第一支试管中经煮沸迅速冷却的蒸馏水浸没3分之2的铁钉。第二支试管中经煮沸迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉，用植物油封住液面至试管口并塞上橡胶塞。第三支试管中铁钉上方塞入棉花和氧化钙，塞上橡胶塞，每天观察铁钉生锈的现象，连续观察约一周。观察到第一支试管中的铁钉表面生成了一层红褐色的铁锈，第二支试管中的铁钉表面发黑，有轻微锈蚀，第三支试管中的铁钉表面仍光亮完好。铁生锈的主要条件是铁与空气和水或水蒸气直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止铁生锈。 埃菲尔铁塔建于1889年，是法国为了纪念大革命100周年而建造。当初的制作要求是建造一座象征机械文明，而且在巴黎任何角落都能望见的句号。铁塔设计离奇独特，建成后一度成为世界建筑史的奇迹，也成为了世界上最具标志性的文化之一。可惜的是，最初设计埃菲尔铁塔时，工程师计划这座塔最多存在20年就得报废，后因埃菲尔铁塔庞大的影响力被保留了下来，如今已经屹立了135年。尽管表面看起来光鲜艳丽，实际上埃菲尔铁塔已经经历过无数次缝缝补补。建造铁塔的主要材料是熟铁，多年来生锈这个问题一直困扰着埃菲尔铁塔，此时会一点点削弱铁塔结构的某些部分，以至于不可避免地倒塌。如果不采取任何措施，我们可能会在未来十年左右的时间里对埃菲尔铁塔说拜拜。但据报道，法国政府实施了一项面子工程，每过七年就会对受损部分刷上防锈漆，而不是真正进行修复，所以埃菲尔铁塔很可能在几十年后消失。 课题三 金属资源的利用和保护 人教版-化学-九年级下册 【第八单元 金属和金属材料】 课时2 金属资源保护 学 习 目 标 1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的常用方法。 2.了解废弃金属对环境的影响，认识金属资源保护的重要性，形成保护和节约资源的可持续发展意识。 新课引入 生锈的埃菲尔铁塔 目标一、金属的腐蚀与防护 一方面，人类每年要从自然界获取大量的金属矿物资源以提炼金属； 另一方面，世界上每年又有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废。 铜生锈——“铜绿” 铁生锈——“铁红” 从你的生活经验谈，铁制品生锈的原因可能是什么？你能设计一个简单的实验验证你的猜想吗？ 目标一 探究 铁钉生锈的条件 【问题】铁钉Fe容易生锈（铁锈的主要成分是Fe2O3 · xH2O）。那么，铁钉生锈需要哪些条件呢？ 【猜想】 猜想一：O2 猜想二：H2O 猜想三： O2 和 H2O 质量守恒定律 目标一 【实验】现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水 （思考:为什么要用蒸馏水？）、植物油、棉花和氯化钙（干燥剂）。 你还可以选用其他物品。 除去蒸馏水中溶解的氧气 蒸馏水非常纯净，不含其他能与铁钉反应的物质 吸收水蒸气 隔绝氧气 目标一 （1）设计实验并探究铁钉生锈的条件。 水 植物油 橡胶塞 放有干燥剂的棉花 1 2 3 植物油 目标一 （2）每天观察铁钉生锈的现象，连续观察约一周，认真做好记录。 目标一 【分析与结论】 （1）上述实验设计是如何控制变量的？ 实验序号 O2 H2O 实验结果 1 √ √ 生锈 2 ╳ √ 不生锈 3 √ ╳ 不生锈 1 2 3 控制变量法 目标一 （2）对铁钉生锈的条件，你能得出哪些结论？ 1和2对比可知，铁生锈需要与氧气接触； 1和3对比可知，铁生锈需要与水接触。 实验结论：在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。 实验序号 O2 H2O 实验结果 1 √ √ 生锈 2 ╳ √ 不生锈 3 √ ╳ 不生锈 缺一不可 目标一 铁钉Fe 铁锈主要成分 Fe2O3 · xH2O 注意：稀硫酸、醋酸溶液和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。 猜想三：O2 和 H2O 化学反应 【拓展延伸】 目标一 【反思交流】铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 氧化铝(Al2O3) 致密 不能。铁锈疏松多孔、易吸水，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。因此铁锈如不除去，会加速里层铁的生锈。 结构决定性质 铁锈(Fe2O3 · xH2O) 疏松 目标一 【归纳总结】金属锈蚀的条件 锈蚀 铁 与水接触 与氧气接触 生成物不会阻碍反应 有能反应的物质 反应物能接触 金属锈蚀 目标一 【辩证思维】金属锈蚀的应用 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。 1.利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴。 目标一 思考与讨论 （1）通过对铁钉生锈条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？ 【防锈原理】 隔绝水 隔绝氧气 改变金属内部结构 【防锈措施】 洗后擦干或晾干 刷漆 涂油 使用不锈钢 目标一 思考与讨论 （2）自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？ 涂油 刷油漆 镀铬 在铁制品表面涂一层保护膜 检测目标一 1.防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。 光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是（　　） B NaCl 可加速铁的锈蚀 A＞D＞C＞B 检测目标一 2.(2024郑州模拟)根据以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是(　　) A.对比甲、丙，说明铁生锈一定要有水参加 B.对比乙、丙，说明铁生锈一定要有氧气参加 C.对比甲、乙，说明铁生锈一定要有氧气参加 D.对比丙、丁，说明铁在水面附近生锈的速度较快 C 控制变量法 检测目标一 3.金属防锈既可以节约资源，又能美化环境．下列钢铁制品经过如下处理后，防锈效果最差的是（　　） A. 经常在表面涂油的大型钢制机械 B. 涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳 C. 擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具 D. 经过“烤蓝”，在表面形成致密氧化膜的钢制枪管 C 新课引入 金属矿物的储量有限，而且不能再生。怎样保护金属资源呢？ 目标二、保护金属资源 保护金属资源的有效途径： 途径一、防止金属腐蚀。 生铜绿的三足双耳 铜绿学名是碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3 请预测铜生铜绿的条件是什么？ 铜绿是铜与 、 、 反应的生成物。 O2 CO2 H2O 目标二 途径二、回收利用废旧金属。 回收利用铝质饮料罐 1.可节约金属资源； 2.由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源； 3.降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品； 4.可减少金属对环境的污染。 回收利用废旧金属有哪些益处？ 目标二 例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、钴等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会污染地下水和土壤，危害人类健康。而将这些金属回收利用，既可以减少其对环境的危害又可以节约金属资源。如从汽车用过的铅酸蓄电池中回收铅，从废旧锂离子电池中回收锂、钴、镍等，对保护环境和实现金属资源的循环利用均具有重要的意义。 回收利用废旧电池 目标二 途径三、有计划、合理地开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。 途径四、寻找金属的代用品。 塑料制零件 目标二 查阅资料，了解我国的稀土储量、稀土生产量，以及我国稀土资源的合理利用与保护，并与同学交流。 思考与讨论 目标二 科学·技术·社会 稀土资源的利用和保护 目标二 稀土元素——“工业维生素” 储量较少的一类金属元素的统称。 用途：新能源、新材料、航空航天、电子信息等。 研发了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品。 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。 检测目标二 1.下列关于回收铝饮料罐说法不正确的是（　　） A.回收铝饮料罐可以节约金属资源 B.回收铝饮料罐可以节约能源 C.回收铝饮料罐可以减少对环境的污染 D.回收一个铝饮料罐比制造一个铝饮料罐要贵 D 2.下列有关金属资源的保护措施正确的是(　　) A.把金属矿全部开采出来再保护 B.废旧金属随意丢弃 C.研究新型合成材料代替金属 D.经常刷洗金属制品 C 知识小结 金属资源保护 保护金属资源 金属的腐蚀与防护 防止铁生锈的方法 铁与氧气、水同时接触 铁生锈的条件 破 坏 保持洁净、干燥；涂保护膜；制成合金等 防止锈蚀；回收利用；合理开采；寻找代用品 课后练习 1.(2024梧州模拟)下列关于金属材料的说法中，不正确的是(　　) A.自行车链条涂油防锈 B.深埋铅蓄电池减少重金属污染 C.菜刀使用后洗净擦干 D.医用手术器械使用不锈钢耐锈蚀 . . . B 课后练习 2.如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是(　　) ①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象 ②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重 ③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热 ④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈消耗了氧气 A.①② B.②④ C.②③ D.③④ B 课后练习 3.(2024吉林)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是铁粉、食盐和活性炭等。 (1)金属资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和　　　　反应。 (2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要　　　　保存，防止铁粉生锈。 (3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识:__________________ _________________________________ 。 氧气 密封 暖宝宝(或造成金属锈蚀,浪费资源等) 铁生锈放热,制成 谢 谢 Lavf60.16.100 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $别小看这毫不起眼的泥土，中国曾让美国垂涎多年，不惜跨洋掠夺，不料中国以牙还牙，最终围棋变国企。它就是万能之土稀土，而中国的稀土产量占了全世界的3分之2。稀土究竟有多厉害？武器装备的钢材加入稀土资源，抗击打能力提升80%以上，还能增强炮弹的杀伤力。大到火箭导弹，小到飞机电器，几乎所有的黑科技都离不开它。但仅仅在半个世纪以前，我们还只能把稀土原矿以猪肉价格贱卖到国外，再用天价回收高纯度的稀土。这种被人掐住脖子的憋屈局面直到徐光宪的出现才得以打破。如果说稀土原矿是一匹千里马，毫无疑问，徐光宪就是他的伯乐。1972年，一项关系国运的任务找到了，徐光宪分离稀土元素，这和他之前的研究方向毫不相关，而徐光宪只说了八个字，祖国需要服从安排。从此，他过上了苦行僧的生活，一周工作81个小时，全年的那个节假日。一个人改变一个产甚至一个国家的未来，听上去不可思议，但它确实是真实发生的故事。曾经，难道一个国家的稀土问题被徐光宪团队用三年时间彻底攻克，一时间我国稀土产量猛增，打破美国、日本的垄断地位，甚至让垄断公司不得不减产、停产甚至破产。徐光宪打了一场没有硝烟的漂亮仗，但意想不到的事情却在他创造稀土奇迹之后发生了当稀土不稀，又有人动起了不轨的心思，各大厂家恶性竞争，恶意压低价格，甚至有报纸说我们是拿稀土当猪肉卖。更离谱的是，有时稀土的价格还不如猪肉。2005年，85岁的徐光宪亲自赶到矿区调查，在会上他颤巍巍地站起来呼吁，一定要重视宝贵的稀土资源，在这样继续二三十年后，我国就要变成稀土小国了。他召集到声音止不住的颤抖之后，两次上书，以一己之力保全了中国的稀土资源。2015年4月28日，劳累一生的徐光宪院士合上了双眼，享年95岁。纵观中国上下5000年历史，随历史河流消失于世间的人犹如漫天星斗，有些人如历史尘埃微不可见，而有些人如那陨石彗星坠落大地上，改变了一方水土。