4.3 金属材料的锈蚀与防护（教学课件）化学新教材鲁教版五四学制九年级全一册

该初中化学课件聚焦钢铁锈蚀条件、防锈方法及废旧金属回收，课堂导入通过金属使用历史（青铜、铁器、铝制品时间差异）设问，搭建金属化学性质与锈蚀防护的学习支架，衔接前后知识。 其亮点在于以控制变量法实验探究锈蚀因素（5组对照实验），结合“结构决定性质”分析铁铝锈蚀差异，体现科学探究与实践、科学思维。融入越王勾践剑防锈、暖宝宝应用等实例，用口诀总结防锈措施，培养科学态度与责任。助力学生提升探究能力，教师可高效开展教学。

第四单元 金属 第三节 金属材料的锈蚀与防护 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 学习内容导览 2 导致钢铁锈蚀的因素 1 钢铁的保护与回收利用 2 明·学习目标 1.能准确说出钢铁锈蚀的条件；掌握至少 3 种常见防锈方法（如覆盖保护层、改变金属组成），能解释其防锈原理；明确废旧金属的危害与回收价值。 2.运用控制变量法设计对照实验，能独立分析实验现象、推导实验结论，提升实验探究与逻辑推理能力；结合 “防锈措施” 的讨论，学会将化学知识与实际应用建立关联，提高知识迁移能力。 3.感受金属锈蚀对生产、生活的影响，树立预防为主的意识；体会废旧金属回收对可持续发展的作用，养成回收金属制品的习惯。 3 引·新课导入 早在4000 多年前的商朝，人们就开始用青铜（铜合金）做礼器、兵器；到了2000 多年前的战国时期，铁器逐渐普及，取代青铜成为农具、工具的主力；而咱们现在常用的铝制品，其实直到19 世纪后期才开始广泛使用，比铜、铁迟到了几千年。 铝在地球上的含量比铜、铁多得多，为什么它的 “登场时间” 却晚了这么久？这背后，其实藏着金属化学性质的秘密。 4 导致钢铁锈蚀的因素 01 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 你注意过吗？家庭使用的铁制工具，隔一段时间不用就变得锈迹斑斑，而街心广场矗立的不锈钢雕塑，饱经风霜雪雨却总能保持本色。这是为什么呢？ 观察我们的教室，结合生活经验，说一说你见过哪些钢铁锈蚀的场景？ 教室后门的铁制合页 / 门插销生锈 厨房未擦干的铁制菜刀生锈 阳台铁制晾衣架表面生锈 教室储物柜铁制锁扣缝隙生锈 雨天骑行后自行车的铁制链条 / 车把生锈 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 提出猜想 根据资料卡，小组讨论影响钢铁锈蚀的可能因素 教室后门的铁制合页，长期开关摩擦导致表面涂层磨损，接触空气中的水后逐渐生锈，开关门时会出现卡顿或锈迹掉落的情况。 厨房的铁制菜刀，洗完后未擦干水分，放置在潮湿的刀架上，刀刃或刀把（铁制部分）会出现棕黄色锈斑。 阳台的铁制晾衣架，长期暴露在潮湿空气中（尤其是梅雨季），金属杆表面会形成疏松的铁锈，甚至出现 “掉渣” 的情况。 接触空气（氧气）、水 残留的水分、接触空气（氧气） 长期接触潮湿空气（水 + 氧气） 教室储物柜的铁制锁扣，长期接触书本上的灰尘和空气中的水汽，锁扣缝隙处会积累锈迹，导致开锁不顺畅。 缝隙积尘吸附的水汽、接触空气（氧气） 自行车的铁制链条 / 车把（未镀锌的旧款），雨天骑行后未及时清洁干燥，链条会生锈卡顿，车把表面会出现斑驳的锈迹。 雨水（水）、接触空气（氧气） 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 提出问题 钢铁的锈蚀与哪些因素有关？ 作出假设 根据资料卡，小组讨论影响钢铁锈蚀的可能因素： 钢铁的锈蚀与空气（氧气）和水有关 设计实验 组内合作，通过控制变量法设计实验 实验探究的一般步骤 得出结论 观察并记录实验现象，根据实验现象，得出结论 反思交流 小组内就实验过程中的问题进行反思和交流 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 小明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煮沸过的蒸馏水里，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。 请你按照小明的实验方案验证他的假设或自行设计实验方案验证你的假设。 根据小明设计的实验方案，我们进行了实验，请同学们观察实验现象。 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 ①干燥空气 ②冷却沸水 ③空气和水 ④食盐水 ⑤盐酸 控制变量：统一用相同规格、相同洁净程度的铁钉，所有实验放在同一温度环境（如室温），避免温度影响锈蚀速率，所有组观察时间完全相同（如均观察 3-5 天），用相同大小、材质的试管 / 容器且加入水的量及食盐水的量完全一致。 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 ①干燥空气 ②冷却沸水 ③空气和水 ④食盐水 ⑤盐酸 一天以后 一天后，哪些铁钉发生了变化？ 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 ①干燥空气 ②冷却沸水 ③空气和水 ④食盐水 ⑤盐酸 五天以后 五天后，哪些铁钉发生了变化？你能否准确描述实验现象，并得出结论？ 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 组别 现象 ①干燥空气 铁钉无明显变化，不生锈 ②冷却沸水 铁钉无明显变化，不生锈 ③空气和水 铁钉浸入水中的部分和水面交界处，出现明显棕黄色锈斑，水面交界处锈蚀最严重 ④食盐水 水面交界处快速出现锈斑，且锈蚀速度比实验3快，锈斑更多更明显 ⑤盐酸 铁钉表面快速出现锈斑，锈蚀严重，铁钉表面逐渐变粗糙 盐溶液和酸溶液会进一步加速钢铁的锈蚀过程。 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 实验探究影响钢铁锈蚀的因素 从以上实验现象，你能得到哪些结论？钢铁的锈蚀与哪些因素有关系？ 实验 O2 H2O 盐 酸 现象 A √ × × × 不生锈 B × √ × × 不生锈 C √ √ × × 生锈 D √ √ √ × 生锈严重 E √ √ × √ 生锈严重 钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 1 2 对照①③可知，钢铁锈蚀与水有关 对照②③可知，钢铁锈蚀与氧气有关 对照③④⑤可知，盐溶液和酸溶液可以加速钢铁的锈蚀。 探·知识奥秘 一、导致钢铁锈蚀的因素 钢铁和铝的锈蚀 为什么铁制品生锈会越来越严重，而铝制品生锈后更加耐腐蚀？ 铁锈为红褐色固体，疏松多孔，加速钢铁锈蚀 铝表面的氧化膜，致密而坚固，阻止了进一步反应 结构决定性质 铝表面的氧化膜，致密而坚固，阻止了进一步反应 理·核心要点 导致钢铁锈蚀的因素 实验 探究 规律 总结 组别 现象 ①干燥空气 铁钉无明显变化，不生锈 ②冷却沸水 铁钉无明显变化，不生锈 ③空气和水 铁钉浸入水中的部分和水面交界处，出现明显棕黄色锈斑， 水面交界处锈蚀最严重 ④食盐水 水面交界处快速出现锈斑，且锈蚀速度比实验3快，锈斑更多更明显 ⑤盐酸 铁钉表面快速出现锈斑，锈蚀严重，铁钉表面逐渐变粗糙 钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 盐溶液和酸溶液会进一步加速钢铁的锈蚀过程。 钢铁锈蚀后会生成铁锈（主要成分是氧化铁Fe2O3）。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀。 16 1．如图是探究铁锈蚀条件的实验。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧橡胶塞，放置一周后观察。下列说法不正确的是（ ） A．a中的铁钉出现锈蚀 B．一周后，U型管内液面L端低于R端 C．该实验说明铁的锈蚀与水有关 D．装置中的植物油可防止红墨水蒸发影响实验结果 析·典型范例 B 2．下列相关“铁制品锈蚀的条件”的探究实验的说法中，错误的是（ ） A．试管中的蒸馏水可以用自来水代替 B．实验前要用砂纸将铁钉打磨干净 C．此实验中使用氯化钙的作用是吸收水蒸气 D．图中左侧的铁钉生锈 析·典型范例 A 钢铁的保护 与回收利用 02 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 减缓钢铁锈蚀的方法 据不完全统计，世界各国每年因金属锈蚀所遭受的经济损失约占国民生产总值的 3% ～ 5%，全世界每年因钢铁锈蚀遭受的损失约为 6 万亿元，这是一个多么惊人的数字！我们怎样才能防止或减缓钢铁的锈蚀呢？ 观察我们的教室，结合生活经验，说一说有哪些防止锈蚀的措施？ 提出猜想 隔绝氧气 改变结构 隔绝水 20 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 减缓钢铁锈蚀的方法 教室铁制课桌 / 椅子刷漆防锈：教室的铁桌腿、铁椅架都会刷彩色油漆 家里炒菜的铁锅，洗完后擦干水分，再薄薄涂一层食用油 教室的门窗大多用铝合金或不锈钢，不是纯铁 家里用的不锈钢餐具、筷子头的金属部分，很多会镀铬 教室的铁制黑板槽要及时清理粉笔灰和水渍，拖把用完沥干再挂在铁架上，保持金属表面干燥 隔绝氧气和水 隔绝氧气和水 改变结构制成合金 隔绝氧气和水 隔绝氧气和水 21 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 拓展阅读 “越王勾践剑”为什么没生锈 1965 年，考古工作人员在湖北江陵发掘楚墓时，出土了两把寒光闪闪的宝剑。其中一把剑上有“越王勾践自作用剑”8 个字，这就是著名的春秋时期的越王勾践剑。 这两把宝剑埋藏在地下已有2000多年了，出土时依然光彩夺目、锋利无比，几乎没有锈蚀。为了揭开宝剑的不锈之谜，考古工作者对宝剑的材质进行了检测，发现宝剑的主要成分是青铜，而且表面曾被进行硫化处理，形成了一层致密的保护层，这大大增强了宝剑的抗锈蚀能力。另外，宝剑所在的墓室深埋地下，密封好、空气少，而且地下水基本为中性，这样的环境条件非常有利于宝剑的保存。 22 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 废旧金属的回收利用 金属制品使用过程中的新旧更替现象是必然的，由于金属制品的锈蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。如果随意弃置这些废旧金属，既会造成环境污染，又会浪费有限的金属资源。 想一想： 我们身边都有哪些废弃的金属制品？从环境保护和资源再利用的角度考虑，应该怎样处理这些金属制品？ 1.家居生活类（最易接触） 铁质：铁钉、铁丝、生锈的铁锅 / 铁铲、铁皮罐头盒、旧暖气片 铝质：易拉罐（可乐 / 啤酒罐）、铝箔纸、旧铝锅、铝合金门窗边角料 铜质：废旧电线铜芯、旧铜水龙头、铜钥匙 其他：旧不锈钢餐具、不锈钢保温杯外壳 2.日用品 & 电子产品类 废旧电池（含锌、锰、镉等金属）、旧手机 / 电脑（含铜、铝、金、银等） 旧灯泡灯座（含金属触点）、旧钟表零件、废弃剪刀 / 菜刀 淘汰的小家电（电饭煲内胆、电水壶底座金属件） 3.交通工具 & 户外类 废旧自行车 / 电动车零件（车架铁 / 铝合金、链条、钢圈） 汽车废旧配件（铁皮车身、铜质线路、铝质配件） 废弃铁钉、脚手架钢管、生锈的铁丝围栏 23 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 废旧金属的回收利用 有哪些办法可以对以上这些废旧金属进行回收利用？防止资源浪费或污染环境？ 核心：优先回收再利用 回收废弃金属能节约矿产资源、减少冶炼能耗与生产成本，家庭可分类收集易拉罐、旧金属餐具等，交由回收站，山东本地钢铝厂会集中熔炼提纯，将其重新加工成新金属制品循环利用。 关键：杜绝随意丢弃，减少环境污染 随意丢弃会让金属离子渗入土壤污染水源，焚烧拆解还会污染空气，危害人体健康且浪费土地，严禁乱抛废弃金属，严禁焚烧废旧电线、私自拆解含重金属的电池和家电。 补充：特殊废弃金属的针对性处理 废旧电池、含铅汞家电等有毒有害制品，必须投放专用回收箱由专业处理；锈蚀金属可通过冶炼去除铁锈再利用，无需丢弃；铁钉、铝箔等细小金属需集中收集，避免散落难回收和划伤他人。 24 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 废旧金属的回收利用 回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。例如，回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节省大约 20% 的成本，还可节约 90% ～ 97% 的能源。回收 1 t 废钢铁可炼得好钢0.9 t，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本，还可减少空气污染、水污染和固体废弃物对土壤的污染。 25 探·知识奥秘 一、钢铁的保护与回收利用 金属锈蚀的两面性 暖宝宝内含有铁粉、活性炭、食盐等，打开包装后，铁粉与空气中的氧气、水分接触发生锈蚀反应，缓慢氧化过程中持续释放热量，温度可达 50-60℃，持续发热数小时。 双吸剂主要成分是铁粉，放入食品包装袋后，铁粉会同时吸收袋内的氧气和水分，发生锈蚀反应生成铁锈，杜绝食品因受潮发霉、因氧化变质，延长保质期。 生锈也有好的一面！ 26 理·核心要点 钢铁的保护与回收利用 防止锈蚀的措施 废旧金属的回收利用 刷保护层隔绝氧气和水： 课桌腿刷白漆防锈、自行车架涂防锈漆、暖气片刷银粉漆 注意使用习惯隔绝水： 铁锅擦干涂油防锈、黑板槽擦干防水渍、铁架沥干避免受潮 改变结构制成合金： 门窗用铝合金不锈钢、餐具用不锈钢材质、餐盘采用不锈钢制作 废弃金属别乱扔，回收利用是核心； 省源节能降成本，分类投放要分清； 有毒金属专箱收，锈蚀细小都可收； 杜绝焚烧不拆解，环保省源两不误。 27 1．世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护的说法，不正确的是（ ） A．同样的铁制品在海边比在内陆更易锈蚀 B．“越王勾践剑”千年不腐，与其所处的环境几乎无氧有关 C．在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀 D．铝不活泼，所以抗锈蚀性能比铁强 析·典型范例 D 2．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 理·核心要点 金属材料的锈蚀与防护 导致钢铁锈蚀的因素 防止锈蚀的措施 废旧金属的回收利用 钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 盐溶液和酸溶液会进一步加速钢铁的锈蚀过程。 钢铁锈蚀后会生成铁锈（主要成分是氧化铁Fe2O3）。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀。 刷保护层隔绝氧气和水： 课桌腿刷白漆防锈、自行车架涂防锈漆、暖气片刷银粉漆 注意使用习惯隔绝水： 铁锅擦干涂油防锈、黑板槽擦干防水渍、铁架沥干避免受潮 改变结构制成合金： 门窗用铝合金不锈钢、餐具用不锈钢材质、餐盘采用不锈钢制作 废弃金属别乱扔，回收利用是核心； 省源节能降成本，分类投放要分清； 有毒金属专箱收，锈蚀细小都可收； 杜绝焚烧不拆解，环保省源两不误。 30 1．铁是我们最常见的金属。下列有关铁的说法正确的是（ ） A．铁在干燥的空气中不易生锈，说明铁不与氧气反应 B．将铁制品表面镀铬可以防止生锈，因为铬的金属活动性比铁弱 C．铁在潮湿的空气中容易生锈，生成主要成分为FeO的红褐色固体 D．自行车链条涂油防锈，其原理是隔绝了氧气和水 析·典型范例 D 2．下列关于金属资源的锈蚀与保护的说法中不正确的是（ ） A．金属易被腐蚀，因为金属原子最外层电子数一般少于4个，易失电子 B．铝制品比铁制品的抗腐蚀性好，是因为铁的活动性大于铝的活动性 C．铁制品表面涂油漆能防锈蚀的原因是隔绝了氧气和水 D．回收废旧金属也是保护金属资源的一项重要措施 析·典型范例 B THANKS! 谢谢观看 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 $