内容正文:
第九单元 金 属
第三节 金属材料的锈蚀与防护
学
习
目
标
1.
通过实验探究知道钢铁锈蚀的条件和主要影响因素
2.
了解减缓钢铁锈蚀的常用方法及其原理
3.
认识废旧金属回收利用对环保和资源的意义
4.
能分别从"内因"和"外因"解释金属的耐蚀性
导 : 情境导入
生锈与不锈的差距
铁制工具放久了锈迹斑斑,街心广场的不锈钢雕像却多年光亮——差距在哪里?
钢铁是应用最普遍的金属材料,也是最容易发生锈蚀的金属材料之一。
数据:据统计,金属锈蚀每年造成的经济损失约占国民生产总值的 3%~5%。
导 : 温故诊断
先摸摸旧知识的底
① 铁在潮湿的空气中会生锈,涉及哪些物质?
② 与纯金属相比,合金具有哪些优良性能?
③ 回收废旧金属有什么意义?
过渡:本节课把"生锈"这件事彻底拆开来看。
教 : 活动探究
影响钢铁锈蚀的因素
图 9-14 铁钉锈蚀实验
读图要点:小明设计了 5 组实验:干燥、纯水、半浸、食盐水、食醋——分别探究水和氧气的作用。
教 : 活动探究
实验现象记录
实验 条件 结果
1 干燥试管,密封管口 不生锈
2 浸没煮沸蒸馏水,密封 不生锈
3 一半浸入蒸馏水,敞口 锈蚀最严重
4 一半浸入食盐水,敞口 锈蚀更快
5 被食醋浸湿,敞口放置 很快生锈
结论:水与氧气共同作用才会锈蚀;食盐、食醋会加速锈蚀。
教 : 形成结论
锈蚀到底要谁
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。
实验 1 没有水、实验 2 没有氧气——都不生锈,说明两个条件缺一不可。
补充:锈蚀快慢还与钢铁成分、环境温度、湿度、酸碱度有关。
教 : 追根究底
为什么越锈越快
铁锈疏松多孔,像一块"吸水的海绵"。
它会把空气和水分保留在钢铁表面,使锈蚀不断向内部发展。
启示:所以铁制品一旦生锈,要及时除锈、再防锈。
教 : 减缓锈蚀
防锈的三条思路
防锈的本质:让钢铁"喝不上水、吸不到氧",或者换一种更耐蚀的钢。
思路一:加保护层——喷漆、涂油、电镀,隔绝水和氧气。
思路二:改变组成和结构——制成不锈钢等合金。
思路三:改变环境——保持干燥、密封除氧。
举例:生活中先找对应:自行车支架喷漆、链条涂油、菜刀擦干。
教 : 减缓锈蚀
金属烤蓝
烤蓝:在钢铁表面形成一层致密的氧化膜,既防锈又美观。
常用于刀具、工具、枪械的表面处理。
比较:与喷漆、涂油相比,烤蓝的膜更薄、更致密。
教 : 多识一点
越王勾践剑为什么不锈
图 9-16 越王勾践剑
钥匙:内因材质 + 外因环境,双保险。
1965 年湖北江陵楚墓出土,埋藏 2000 多年,出土时依然锋利无比。
宝剑主要成分是青铜,表面经硫化处理形成致密保护层。
墓室深埋密封、缺氧、地下水基本为中性。
教 : 回收利用
废旧金属的回收利用
图 9-17 金属材料的循环利用
读图要点:回收 1 t 废钢可炼得好钢约 0.9 t;废旧电池中的重金属会污染水体和土壤。
教 : 课外探究
是否停用铝制易拉罐
观点一:铝制易拉罐轻便美观,但冶炼耗能大,应停止使用。
观点二:铝的回收体系成熟,回收再炼的能耗只有原生冶炼的 5% 左右。
任务:课后任务:查阅资料,就是否应该停止使用铝制易拉罐写一篇小论文。
悟 : 易错辨析
这四个说法对吗
① 铁锈致密,能保护内层铁?错!疏松多孔,越锈越快。
② 铁只与氧气接触就会生锈?错!还必须同时有水。
③ 不锈钢永不生锈?错!只是抗腐蚀性更好。
④ 废旧金属应全部填埋?错!回收既环保又节约资源。
口诀:防锈三问:隔水?隔氧?还是改组成?
练 : 例题 1
哪里锈得最快
下列环境中,钢铁制品表面最容易产生铁锈的是( )
A. 干燥的空气中
B. 植物油中
C. 潮湿的空气中
D. 喷漆后密封的室内
思考:锈蚀需要谁参与?
练 : 例题 1
例题 1 参考答案
答案:C
钢铁锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气等共同作用的结果;
潮湿空气中水和氧气都很充足,锈蚀最快;植物油、干燥空气、喷漆都能隔绝水或氧气。
锈蚀需要水和氧气同时参与,潮湿空气两者都充足。
练 : 例题 2
铁锈的结构
铁锈(主要成分是 Fe2O3)的结构特点是( )
A. 致密坚硬,能保护内层铁不再被腐蚀
B. 疏松多孔,会把空气和水分保留在钢铁表面,加速锈蚀
C. 能导电,所以铁制品生锈后不漏电
D. 与铁的成分完全相同
思考:为什么铁生锈后会"越锈越快"?
练 : 例题 2
例题 2 参考答案
答案:B
铁锈疏松多孔,不仅不能阻止钢铁与空气和水接触,
还会把空气和水分保留在表面,进一步加速锈蚀,所以生锈后要及时除锈并防锈。
铁锈疏松多孔,会保留空气和水分,所以越锈越快。
练 : 例题 3
防锈思路辨一辨
下列防锈方法中,属于"改变金属的组成和结构"的是( )
A. 汽车车身喷漆
B. 机器齿轮涂油
C. 制成不锈钢
D. 门把手镀铬
思考:四种防锈思路:保护层、镀层、烤蓝、改变组成。
练 : 例题 3
例题 3 参考答案
答案:C
制成不锈钢是改变金属的组成和结构(制成合金)来防锈;
喷漆、涂油是涂覆保护层,镀铬是镀上一层不易锈蚀的金属。
制成不锈钢是改变组成;喷漆、涂油是保护层;镀铬是镀层。
练 : 当堂检测1
当堂检测
关于废旧金属的回收利用,下列说法不正确的是( )
A. 回收废旧金属有利于保护环境
B. 回收一个废弃铝质易拉罐比制造新的节省成本
C. 废旧电池中的重金属会污染水体和土壤
D. 废旧金属没有回收价值,应全部填埋
思考:从经济和环保两个角度想。
练 : 当堂检测2
当堂检测
考古出土的"越王勾践剑"埋藏 2000 多年几乎无锈蚀。下列原因分析合理的是( )
A. 青铜的化学性质比铁稳定,且表面有致密保护层、墓室密封缺氧
B. 宝剑是用纯金制成的
C. 地下水把锈蚀物全部溶解带走了
D. 青铜在干燥环境中也不会与任何物质反应
练 : 当堂检测3
当堂检测
金属"烤蓝"是在钢铁表面形成一层致密的氧化膜以防止锈蚀。下列防锈措施与烤蓝原理最接近的是( )
A. 刷防锈漆
B. 涂润滑油
C. 镀锌
D. 保持铁制品表面干燥
思考:都是"给金属穿一件密不透风的衣服"。
练 : 当堂检测
检测参考答案与解析
题号 答案 解析要点
1 D 回收有利于环保、节约成本;重金属会污染水土;"没有回收价值"说法错误
2 A 青铜材质稳定 + 表面致密保护层 + 墓室密封缺氧,多因素共同作用
3 C 烤蓝与镀锌都靠表面致密保护层隔水隔氧;保持干燥是改变环境
解题套路:先找"水"和"氧",再分"内因"和"外因"。
悟 : 课堂小结
本课知识导图
锈蚀与防护
第三节
锈蚀条件
氧气 + 水
加速因素
盐·酸·潮湿
防锈方法
保护层·合金
回收利用
环保·节约
悟 : 归纳提升
失分点清单
1. 漏掉"水"这个条件——只与氧气接触,不一定生锈。
2. 混淆防锈思路——喷漆是加保护层,不锈钢是改变组成。
3. 以为铁锈能保护内层——疏松多孔,生锈后要及时除锈。
拓 : 分层作业
课后任务超市
【基础】写出钢铁锈蚀的两个必要条件,并各举一例说明。
【提高】为校园里的双杠设计一种防锈方案,并说明理由。
【拓展】小辩论:是否应该停止使用铝制易拉罐?
预习提示:预习跨学科实践:揭秘"暖宝宝"的发热原理。
拓 : 评价量规
作业自评与互评量规
维度 优秀(3分) 良好(2分) 待改进(1分)
条件表述 氧气和水都说到 说到一个 说错或漏条件
方案设计 原理说清、可操作 有方案无原理 照抄课本
回收意识 环保与资源都说到 说到一方面 认为应全部填埋
及时完成 按时提交并订正 按时提交 延时提交
自评 + 组内互评,总分的 90% 以上可获"护铁小卫士"徽章。
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