内容正文:
跨学科实践活动5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用
沪教版 · 初中化学 · 九年级上册 · 第6章 金属资源综合利用
一、知识清单
1. 日常生活中常见的金属废弃物包括废旧铁锅和铁架等钢铁制品、铝制易拉罐和铝箔、铜质电线和水管、废旧金属餐具,以及废旧电池中含有的多种金属材料。
2. 金属废弃物按其主要成分可分为黑色金属废弃物(以铁和锰为主)与有色金属废弃物(如铝、铜、锌、铅等)两大类。
3. 金属回收利用既能节约有限的矿产资源,又能减少矿石冶炼过程中的能源消耗与废气、废渣排放,具有显著的资源效益和环境效益。
4. 废旧金属回收的基本环节依次为分类收集、分拣清洗、熔炼再生和加工成型,使其重新成为可用的金属材料。
5. 在日常生活中,应将金属废弃物从生活垃圾中分拣出来,投入可回收物收集容器,以便后续集中回收和再生利用。
二、四维核心素养
化学观念:认识金属材料的组成、性质与用途之间的联系,初步形成物质可循环再生的元素观与资源观。
科学思维:通过对金属废弃物来源与回收过程的分析,培养分类、比较与归纳的思维方法。
科学探究:经历调查、取样、记录与交流的实践过程,学习提出问题与设计调查方案的基本思路。
科学态度与责任:体会金属回收对节约资源和保护环境的重要意义,自觉践行垃圾分类与资源循环利用。
三、重难点
重点:识别日常生活中常见的金属废弃物,掌握金属垃圾分类与正确投放的方法。
难点:理解金属回收利用在资源节约和环境保护方面的价值,初步设计并实施一项关于金属废弃物回收的调查活动。
四、课堂练习
(一)日常生活中的金属废弃物
【知识点】金属在日常生活中应用极为广泛,从厨房中的铁锅、菜刀到饮料罐中的铝罐,从建筑中的钢筋到电线中的铜芯,金属无处不在。当这些物品达到使用寿命或被丢弃时,就成为金属废弃物。认识身边有哪些常见的金属废弃物,是开展回收调查的第一步。
1. 下列物品中,属于金属废弃物的是( )
A. 陶瓷碗
B. 铝制易拉罐
C. 塑料瓶
D. 废报纸
2. 下列家庭用品中,主要由铁制成的是( )
A. 不锈钢菜刀
B. 玻璃杯
C. 木筷子
D. 瓷汤匙
3. 废旧铜质电线属于( )
A. 厨余垃圾
B. 可回收物
C. 有害垃圾
D. 其他垃圾
4. 请列举你家中三件常见的金属制品,并说明它们各自主要使用了什么金属材料。
(二)金属废弃物的分类与识别
【知识点】金属废弃物种类繁多,按其主要成分可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金,如钢和生铁;有色金属则包括铝、铜、锌、铅等。在回收实践中,常通过外观、色泽和简易测试方法来初步区分不同种类的金属废弃物。
5. 下列金属废弃物中,属于黑色金属废弃物的是( )
A. 铝制易拉罐
B. 废旧铁钉
C. 铜质水龙头
D. 锌皮电池外壳
6. 区分铝制品和铁制品时,下列方法中最简便的是( )
A. 观察颜色后用磁铁靠近测试
B. 放入水中观察是否溶解
C. 用手掂量估计体积大小
D. 闻一闻是否有特殊气味
7. 废旧电池中含有多种金属材料,下列关于废旧电池处理方式的说法,正确的是( )
A. 可以随生活垃圾一起丢弃
B. 应投入可回收物容器即可
C. 属于有害垃圾,应投入专门的收集容器
D. 可以随意丢弃在花坛中
8. 填空题:废旧铁锅主要含有____金属;易拉罐通常由____制成;铜质导线的内部芯线主要是____金属。
(三)金属回收利用的意义
【知识点】金属矿产资源是有限的不可再生资源。通过回收废旧金属并重新冶炼加工,不仅可以减少对新矿石的开采,还能显著降低冶炼过程中的能源消耗和污染物排放。与从矿石中提取金属相比,利用回收金属进行再生产通常能耗更低、排放更少,是实现资源循环利用的重要途径。
9. 下列关于金属回收利用的说法,错误的是( )
A. 可以节约有限的金属矿产资源
B. 可以减少矿石开采对环境的破坏
C. 回收金属再利用比从矿石中冶炼更加耗能
D. 有助于减少冶炼过程中废气和废渣的排放
10. 大量废旧金属如果不加以回收而随意丢弃,可能造成的环境问题是( )
A. 只会占用土地,不会产生其他影响
B. 某些金属锈蚀后可能污染土壤和水体
C. 金属不会生锈,所以没有任何危害
D. 金属废弃物可以自行消失,不需要处理
11. 简答题:请从资源和环境两个角度,简要说明为什么要重视金属废弃物的回收利用。
12. 简答题:有人说“金属可以无限次回收,所以不必担心矿产资源枯竭”。你是否同意这种观点?请说明理由。
(四)金属回收的基本流程
【知识点】废旧金属从被回收到重新成为可用材料,一般要经过几个基本环节:首先是分类收集,将金属废弃物从生活垃圾中分离出来;其次是分拣清洗,去除附着的杂质和污染物;然后送入熔炼炉重新熔炼成金属锭;最后再加工成各种新的金属制品。了解这一流程,有助于我们理解日常生活中正确投放金属废弃物的重要性。
13. 废旧金属回收的基本环节,正确的先后顺序是( )
A. 熔炼再生→分类收集→分拣清洗→加工成型
B. 分类收集→分拣清洗→熔炼再生→加工成型
C. 分拣清洗→分类收集→加工成型→熔炼再生
D. 加工成型→熔炼再生→分类收集→分拣清洗
14. 在金属回收流程中,“分拣清洗”环节的主要目的是( )
A. 将金属熔化成液态
B. 去除金属表面的油污、涂层和杂质
C. 将金属压制成新的产品形状
D. 将不同种类的金属混合在一起
15. 下列做法中,不利于金属回收利用的是( )
A. 将易拉罐清洗后再投入回收桶
B. 把废旧金属与厨余垃圾混装在一起
C. 将废旧铁钉收集后送到回收站
D. 把废电线中的金属芯线取出单独存放
16. 填空题:废旧金属回收的第一个环节是____,即将金属废弃物从生活垃圾中分离出来;最后一个环节是____,即使再生金属成为新的制品。
(五)调查方案的设计与实施
【知识点】开展金属废弃物回收利用的调查活动,一般需要经历以下步骤:确定调查主题和范围、设计调查方案、实地观察与记录、整理与分析数据、撰写调查报告并交流展示。调查对象可以是家庭、学校食堂、社区回收站或周边废品收购站等。在调查过程中,要注意安全,不直接接触有害废弃物,并如实记录观察到的情况。
17. 开展“日常生活中金属废弃物”调查活动,下列步骤安排最合理的是( )
A. 实地观察→确定主题→整理数据→撰写报告
B. 确定主题与方案→实地观察记录→整理分析数据→撰写报告
C. 撰写报告→实地观察→确定主题→整理数据
D. 整理数据→确定主题→撰写报告→实地观察
18. 在调查家庭金属废弃物时,下列做法中不妥当的是( )
A. 提前征得家人同意再进行记录
B. 用表格记录一周内丢弃的金属物品种类和数量
C. 直接拆开废旧电池观察内部结构
D. 拍照记录分类投放的情况
19. 简答题:请你设计一个简单的调查方案,调查你所在班级同学家中每周产生的金属废弃物主要有哪些种类。要求写明调查目的、调查对象和记录方式。
20. 实践应用题:你们小组调查了学校食堂一周内产生的废弃金属物品,发现主要有废弃不锈钢餐盘、喝空的铝制饮料罐和破损的不锈钢汤勺。请根据这一调查结果,向学校提出两条关于金属废弃物回收的合理建议。
五、参考答案
1. B 铝制易拉罐属于金属废弃物,其余分别为陶瓷、塑料和纸类废弃物。
2. A 不锈钢菜刀主要由铁的合金制成。
3. B 废旧铜质电线属于可回收物,应投入可回收物收集容器。
4. 参考答案:铁锅主要成分为铁;易拉罐主要成分为铝;铜钥匙主要成分为铜。(合理即可)
5. B 废旧铁钉属于黑色金属废弃物;铝罐、铜水龙头和锌皮外壳均属于有色金属废弃物。
6. A 铝制品为银白色且不被磁铁吸引,铁制品可被磁铁吸引,这是最简便的区分方法。
7. C 废旧电池属于有害垃圾,应投入专门的有害垃圾收集容器,不能随意丢弃。
8. 铁;铝;铜。
9. C 回收金属再利用通常比从矿石中冶炼更节能,而不是更耗能。
10. B 某些金属锈蚀后溶出的物质可能污染土壤和水体。
11. 参考答案:资源角度——金属矿产资源有限,回收利用可以减少新矿石的开采,延长矿产资源使用年限;环境角度——从矿石冶炼金属能耗高、排放大,回收再生可以降低能源消耗和废气废渣排放,减少对环境的破坏。
12. 参考答案:不同意。虽然金属可以反复回收再生,但在每次回收、运输和加工过程中都会有损耗,而且并非所有金属废弃物都能被有效回收和再利用。同时,当前社会对金属的需求量巨大,仅靠回收难以完全满足需求,因此仍需要合理开采和节约使用金属资源。(言之有理即可)
13. B 正确顺序为分类收集→分拣清洗→熔炼再生→加工成型。
14. B 分拣清洗环节主要是去除金属表面的油污、涂层和杂质,为后续熔炼做准备。
15. B 将废旧金属与厨余垃圾混装会增加分拣难度,降低回收效率,不利于金属回收利用。
16. 分类收集;加工成型。
17. B 调查活动应先确定主题与方案,再实地观察记录,然后整理分析数据,最后撰写报告。
18. C 废旧电池内部含有有害物质,直接拆开存在安全风险,属于不妥当的做法。
19. 参考答案:调查目的——了解同学们家中每周产生金属废弃物的主要种类和大致数量;调查对象——本班全体同学的家庭;记录方式——设计一张简单的记录表,请同学们连续记录一周内家中丢弃的金属物品名称,周末汇总统计各类金属废弃物出现的次数。(方案合理即可)
20. 参考答案:建议一——在食堂设置专门的金属废弃物回收箱,将空饮料罐和破损金属餐具集中收集,定期交由回收站处理;建议二——对师生开展金属垃圾分类宣传,引导大家在用餐后将可回收的金属物品投入指定回收容器,减少与厨余垃圾混装。(合理即可)
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