内容正文:
《第 3 节 金属防护和废金属回收 - 第二课时》导学案
版本
沪教版
化学观念:明晰金属锈蚀的条件与防护本质,认知废金属回收的化学价值。
科学思维:通过对比分析不同防锈方法,建立原理对应应用的逻辑思维。
科学探究:依托习题探究、案例辨析,掌握金属防护的实操思路。
科学态度与责任:树立节约金属资源、保护环境的意识,践行绿色化学理念。
二、教学重点与难点
重点:掌握金属常用防锈防护方法、各类防锈措施的生活适用场景,熟知废金属回收的意义与基本途径。
难点:辨析不同金属防护方法的原理差异,结合实际场景灵活选用防锈方式,理解金属锈蚀危害与资源保护的关联,实现知识灵活迁移。
三、教学内容设计
课前预习
(一)预习目标
1. 回顾上节课所学铁生锈的基本条件,初步区分生活中常见的金属防锈方式。
2. 了解废金属的定义、常见类型,初步知晓废金属随意丢弃的危害。
3. 简单梳理金属防护的基本思路,为课中深度探究做好知识铺垫。
(二)预习填空题
1. 铁制品生锈的必要条件是同时接触________和________。
2. 生活中防止铁制品生锈的基础方式是保持金属表面________、________。
3. 常见的金属表面防护措施有喷涂油漆、________、________、烧涂搪瓷等。
4. 改变金属内部结构实现防锈的常用方式是将金属制成________。
5. 废金属主要是指工业生产、日常生活中________、________的金属制品及金属碎屑。
6. 随意丢弃废金属会造成________污染和________浪费。
(三)预习判断题
1. 铁制品只要隔绝空气,就不会发生锈蚀。()
2. 不锈钢是通过改变金属内部结构实现防锈的合金材料。()
3. 废旧铁锅、废旧铁钉都属于废金属范畴。()
4. 金属表面涂油只能隔绝水分,无法隔绝空气。()
(四)预习思考题
1. 家用菜刀用完后擦干存放,对应的防锈原理是什么?
2. 为什么废弃金属不能随意填埋处理?
教学过程:课中探究案
模块一 金属锈蚀条件与防护原理基础探究(基础习题)
1. 单项选择题:下列环境中,铁制品最容易发生锈蚀的是()
A. 干燥的沙漠空气中放置的铁制工具
B. 长期浸泡在蒸馏水中的铁钉
C. 潮湿海边露天摆放的铁栏杆
D. 密封保存的洁净铁制品
2. 单项选择题:金属防锈的核心原理是破坏铁生锈的条件,下列关于防锈原理的表述正确的是()
A. 所有防锈方法均只能隔绝水分
B. 隔绝空气或水分,均可阻止铁的锈蚀
C. 只有同时隔绝空气和水分才能防锈
D. 升高温度可以有效防止金属锈蚀
3. 判断题:铁锈结构疏松多孔,无法阻隔内部金属继续与空气、水分接触,会加速铁制品持续锈蚀。()
4. 判断题:只要将铁制品表面的铁锈打磨干净,就可以永久防止铁制品生锈。()
5. 填空题:铁锈蚀的过程是金属与环境中物质发生变化的过程,日常环境中,________、________等因素会加快铁制品的锈蚀速度。
6. 填空题:完整的金属防护思路分为两类,一类是隔绝外界锈蚀介质,另一类是________金属自身的抗腐蚀性能。
7. 简答题:为什么裸露在潮湿空气中的铁制品会持续生锈,而表面致密的金属制品不易锈蚀?
8. 辨析题:有同学认为“铁制品在水中不会生锈”,请结合锈蚀条件判断该说法是否正确,并说明理由。
9. 对比分析题:对比干燥室内、潮湿室外、含盐潮湿环境三处的铁制品锈蚀情况,分析环境差异对金属锈蚀的影响。
10. 归纳题:结合上述习题,归纳铁制品发生锈蚀的必备条件和加速锈蚀的常见外界因素。
模块二 常见金属防护方法分类与辨析探究(提升习题)
本模块习题聚焦三类核心防锈方法,区分物理防护、结构改性防护的差异,辨析不同防护方法的适用范围,解决学生易混淆的知识点。
1. 单项选择题:下列防护方法中,属于改变金属内部结构防锈的是()
A. 自行车链条涂抹防锈油
B. 制作不锈钢厨具
C. 户外铁栅栏喷涂油漆
D. 铁质脸盆表面烧涂搪瓷
2. 单项选择题:家用铁质菜刀常用的简易防锈方法是()
A. 制成合金
B. 保持表面洁净干燥
C. 喷涂油漆
D. 覆盖搪瓷
3. 多项选择题:下列属于金属表面覆盖保护层防锈的方式有()
A. 汽车车身喷漆
B. 机械轴承涂油
C. 铁质餐具烤瓷
D. 铜制器具自然氧化形成保护膜
4. 判断题:金属表面涂油、喷漆、搪瓷防护的原理完全一致,都是隔绝空气和水分。()
5. 判断题:合金的抗腐蚀性能一定优于纯金属,所有金属制品都适合制成合金防锈。()
6. 填空题:金属防护的三大核心方法分别是保持洁净干燥、________、________。
7. 填空题:工业机械的转动、摩擦部件适合采用________的防锈方式,家居日用铁质器具适合采用________的防锈方式。
8. 分类题:将下列防锈实例按防护类型分类,填写对应类别序号。
实例:①铁轨喷漆 ②不锈钢门窗 ③菜刀擦干 ④齿轮涂油 ⑤搪瓷水缸 ⑥钛合金设备
类别1:保持洁净干燥:________
类别2:表面覆盖保护层:________
类别3:改变内部结构制成合金:________
9. 辨析简答题:喷漆和涂油都是表面防护方法,为什么户外固定铁制品多喷漆,运动机械部件多涂油?
10. 对比思考题:保持洁净干燥、表面覆膜、合金改性三种防锈方法,分别有哪些优缺点和适用场景?
11. 纠错改错题:请找出下列防锈表述的错误并改正。
(1)所有铁制品都可以通过喷漆实现永久防锈。
(2)擦干金属表面水分无法起到防锈作用。
(3)合金防锈是通过覆盖保护膜实现防护的。
12. 逻辑推理题:长期使用的喷漆铁栏杆会出现掉漆生锈的现象,请分析该现象的原因。
模块三 生活场景金属防护综合应用探究(拔高习题)
本模块结合生活、工业、交通等真实场景,通过综合习题训练学生学以致用的能力,学会根据场景特点选择最优防锈方案。
1. 单项选择题:下列场景的防锈措施选择最合理的是()
A. 家用铁锅喷涂油漆防锈
B. 大型轮船船体涂防锈漆、加装防护层
C. 精密仪器金属部件烧涂搪瓷
D. 自行车车架长期涂抹厚重防锈油
2. 单项选择题:潮湿多雨地区的户外铁制设施锈蚀速度更快,针对性的最优防护方式是()
A. 定期擦拭保持干燥
B. 喷涂致密防水防锈涂层
C. 更换为纯铁材料
D. 随意放置无需防护
3. 判断题:食品包装中的金属罐头采用密闭防护,可长期防止金属锈蚀。()
4. 判断题:室内干燥环境中的铁制品无需任何防护措施,绝对不会生锈。()
5. 填空题:海边金属设施锈蚀更严重,是因为空气中含有大量盐分,会________金属的锈蚀速率。
6. 填空题:家用铁制厨具使用后及时清洗擦干,是为了去除表面残留的________和________,延缓锈蚀。
7. 场景分析题:分析自行车全车各部件的防锈方式,说明车架、链条、车圈分别采用不同防锈措施的原因。
8. 方案设计题:学校操场铁质栏杆出现轻微生锈现象,请设计一套完整的除锈、防锈处理方案。
9. 评价分析题:有人为节省成本,将废旧油漆随意涂刷在工业铁设备上,短期内防锈效果尚可,长期会出现大面积锈蚀,请分析原因。
10. 综合辨析题:结合生活实际,判断下列防锈做法是否合理并说明理由。
(1)新购置的不锈钢餐具长期浸泡在水中存放
(2)农用铁质农具使用后及时清理泥土并擦干存放
(3)户外广告牌铁架多年不维护、不补漆
11. 拓展思考题:为什么古代铁器文物深埋地下千年仍会锈蚀,而部分合金文物保存完好?
12. 总结归纳题:结合各类生活场景,总结选择金属防锈方法的核心依据。
参考答案
(一)课前预习案答案
预习填空题
1. 空气(氧气);水 2. 洁净;干燥 3. 涂防锈油;电镀(合理即可) 4. 合金 5. 锈蚀;报废 6. 环境;金属资源
预习判断题
1. 错误 2. 正确 3. 正确 4. 错误
预习思考题
1. 擦干菜刀可去除表面水分,隔绝锈蚀所需的水分,破坏铁生锈的条件,防止锈蚀。
2. 废弃金属填埋后会缓慢锈蚀,污染土壤和地下水,同时浪费不可再生的金属矿产资源,无法实现资源再利用。
(二)课中探究案答案
模块一 金属锈蚀条件与防护原理基础探究
1. C 2. B 3. 正确 4. 错误
5. 潮湿环境;盐分(合理即可) 6. 提升(增强)
7. 铁锈结构疏松多孔,不能隔绝空气和水分,会让内部金属持续接触锈蚀介质,不断生锈;致密金属表面可阻隔外界介质,避免锈蚀。
8. 错误。蒸馏水中含有少量溶解的氧气,铁制品长期浸泡仍会发生缓慢锈蚀。
9. 干燥室内空气水分少,锈蚀速度极慢;潮湿室外水分、氧气充足,锈蚀较快;含盐潮湿环境中,盐分可加速金属锈蚀,锈蚀速度最快。
10. 必备条件:同时接触空气(氧气)和水;加速因素:潮湿、含盐环境、高温、铁锈残留等。
模块二 常见金属防护方法分类与辨析探究
1. B 2. B 3. ABCD 4. 正确 5. 错误
6. 表面覆盖保护层;改变内部结构制成合金
7. 涂防锈油;烧涂搪瓷(合理即可)
8. 类别1:③;类别2:①④⑤;类别3:②⑥
9. 喷漆涂层致密坚硬,适合户外固定设备,耐磨耐风吹雨淋;防锈油质地润滑,适合运动摩擦部件,既能防锈又能减少机械磨损。
10. 保持洁净干燥:操作简单、成本低,适合家用小件,防护时效短;表面覆膜:防护效果好、适用范围广,涂层破损后失效;合金改性:防护时效长、性能稳定,成本较高,适合长期使用的精密、大型设备。
11. (1)错误,喷漆涂层会磨损、脱落,无法永久防锈;(2)错误,擦干水分可破坏锈蚀条件,有效防锈;(3)错误,合金防锈是改变金属内部原子结构,并非覆盖保护膜。
12. 长期风吹日晒、摩擦会导致漆面脱落,失去保护层后,铁栏杆直接接触空气和水分,进而发生锈蚀。
模块三 生活场景金属防护综合应用探究
1. B 2. B 3. 正确 4. 错误
5. 加快 6. 水分;残留盐分、油污(合理即可)
7. 车架采用喷漆防护,耐磨、美观、适配户外固定结构;链条涂油,兼顾防锈和润滑,适配运动部件;车圈多采用合金材质,提升自身抗腐蚀能力,适配长期摩擦、潮湿环境。
8. 先打磨清除栏杆表面疏松铁锈,擦拭干净保持干燥;整体喷涂优质防锈底漆,干透后喷涂户外专用面漆;后期定期检查补漆,保持表面完整洁净。
9. 废旧油漆质地粗糙、附着力差,涂层不致密,存在缝隙,无法完全隔绝空气和水分,长期使用会开裂、脱落,导致设备锈蚀。
10. (1)不合理,长期浸水会加速合金表面轻微腐蚀,缩短使用寿命;(2)合理,清除杂质、保持干燥可有效防锈;(3)不合理,漆面老化破损后会持续锈蚀,损坏设备。
11. 古代铁器为纯铁,抗腐蚀能力弱,深埋地下接触水土易锈蚀;合金金属内部结构稳定,抗腐蚀性能强,不易发生锈蚀,因此保存更完好。
12. 核心依据:使用场景、环境条件、金属用途、使用时长、成本预算。潮湿户外优先致密涂层防护,运动部件优先涂油防护,长期使用设备优先合金改性。
学科网(北京)股份有限公司
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