1、课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护（第（第 课时）课时）生锈的铁锁、铜壶、菜刀、铁丝、水龙头，还能否使用生锈的铁锁、铜壶、菜刀、铁丝、水龙头，还能否使用?食品包装袋中常用到铁粉食品包装袋中常用到铁粉“脱氧剂脱氧剂”。食品等包装袋中常会见食品等包装袋中常会见到一小袋的铁粉到一小袋的铁粉“脱氧脱氧剂剂”，这种脱氧剂可以，这种脱氧剂可以达到减少包装物内氧气达到减少包装物内氧气含量含量,防止食品等氧化变防止食品等氧化变质的作用。质的作用。网易新闻：稀土出口网易新闻：稀土出口:被妖魔化的被妖魔化的“资源掠夺资源掠夺”。不久前，我国政府修不久前，我国政府修订订稀土工业发展专稀土工业发
2、展专项规划项规划，新规划规，新规划规定调减稀土金属的出定调减稀土金属的出口数量，各地关闭了口数量，各地关闭了不少的稀土金属矿，不少的稀土金属矿，保护我国稀土金属资保护我国稀土金属资源的可持续开发。源的可持续开发。四、金属的腐蚀和防护现有洁净无锈的铁钉、试管、稀硫酸现有洁净无锈的铁钉、试管、稀硫酸(或醋酸或醋酸)、食盐水、经、食盐水、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验比较铁钉在不同环境中的锈蚀速度。设计实验比较铁钉在不同环境中的锈蚀速度。设计的方案可能有以下几种设计的方案可能有以下几种:取取3 3枚洁净无锈的铁钉，分
3、别放入枚洁净无锈的铁钉，分别放入3 3支试管中进行下面的实验支试管中进行下面的实验步骤一：在试管步骤一：在试管1 1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中。中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中。步骤二：在试管步骤二：在试管2 2中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞。中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞。步骤三：在试管步骤三：在试管3 3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙），中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙），再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。一周后一周后铁钉一半浸没在水中：铁钉一半浸没在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界
4、面处生锈面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空气中干燥空气中（缓慢（缓慢氧化，放氧化，放热）热）铁在空气中锈蚀，实际上是铁在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质相互作用，发等物质相互作用，发生一系列复杂的生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！铁锈成分复杂，
5、主要成分是铁锈成分复杂，主要成分是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O，它是一种疏松多孔的，它是一种疏松多孔的物质物质 。铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较：氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较：铁锈铁锈 (e e2 23 3)氧化铝氧化铝 (Al(Al2 2O O3 3)结构特点结构特点若不除去结若不除去结果果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保护自我保护”铝与氧
6、气反应生成的氧化铝能起保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护铝与氧气反应生成的氧化铝能起保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？里层的铁呢？想一想想一想在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子等表面在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷烧涂搪瓷此外，还可以在钢铁此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保表面镀上一层能起保护作用的其他金属。护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、如：在钢铁表面镀锡、镀锌和镀铬镀锌和镀铬镀铜镀铜2.2.在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？自行车的构件如
7、支架、链条、钢圈等，分别采取了什自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？么防锈措施？1.导致铁制品锈蚀的因素是导致铁制品锈蚀的因素是:水和氧气同时存在。水和氧气同时存在。与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触铁生锈的条件：铁生锈的条件：2.加速铁制品锈蚀的因素是加速铁制品锈蚀的因素是:酸或者氯化钠。酸或者氯化钠。3.铁锈具有疏松多孔的结构铁锈具有疏松多孔的结构,易吸水和氧气易吸水和氧气,从而加速铁的生锈。从而加速铁的生锈。而铝表面有一层致密的氧化膜而铝表面有一层致密的氧化膜,保护铝不与氧气接触。保护铝不与氧气接触。五、金属资源的保护五、金属资源的保护根据一些矿物
8、的储量和消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的根据一些矿物的储量和消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如图所示（不包括今后探明的储量，一些国家的金属储备量年限如图所示（不包括今后探明的储量，一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。和金属的回收利用等）。3 3）合理开采矿物）合理开采矿物 。（4 4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品 。（5 5）物尽其用。）物尽其用。稀土是储量较少的一类金属的统称，有稀土是储量较少的一类金属的统称，有“工业的维生素工业的维生素”的美誉。广泛用于的美誉。广泛用于新材料，新能源，航空航天，电子信息等尖端科技领域，是不可再生的重要新材料，新能源，航空航天，电子信
9、息等尖端科技领域，是不可再生的重要战略资源。战略资源。1970年，我国已探明的稀土储量占世界总储量的年，我国已探明的稀土储量占世界总储量的75%左右，左右，2005年，这一比年，这一比例降到例降到55%左右。左右。目前我国稀土的生产和消费居世界第一位。按目前生产量，我国稀土仅能维目前我国稀土的生产和消费居世界第一位。按目前生产量，我国稀土仅能维持持1520年。年。我国我国60%以上稀土出口到国外。出于环保和资源储备因素的考虑，有些发达以上稀土出口到国外。出于环保和资源储备因素的考虑，有些发达国家封存本国稀土而从我国进口稀土产品。国家封存本国稀土而从我国进口稀土产品。我国从我国从1999年开始实
10、施稀土出口配额管理，年开始实施稀土出口配额管理，2011年发布年发布国务院关于促进稀国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见土行业持续健康发展的若干意见。据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%20%，而，而且还可节约金属资源和且还可节约金属资源和95%95%的能源。的能源。1t1t废钢铁回炉冶炼可炼成近废钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t的钢，的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约跟用铁矿石冶炼比，能节约11t11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg11kg。目前世界上已有。目前世界上已有50%
11、50%以上的铁和以上的铁和90%90%以上的金得到了回收利用。以上的金得到了回收利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。且还可以减少对环境的污染。讨论讨论可节约金属资源可节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可由于金属
12、冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源节约能源v 降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金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属制品v 可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染【拓展延伸拓展延伸】1.金属的表面防护：金属的表面防护：(1)改变金属的组成或结构。如在铁中加入一定比例的铬炼制的铬钢，具有很改变金属的组成或结构。如在铁中加入一定比例的铬炼制的铬钢，具有很强的耐腐蚀性。既含铬又含镍的铬镍不锈钢，其耐腐蚀性更好。强的耐腐蚀性。既含铬又含镍的铬镍不锈钢，其耐腐蚀性更好。(2)在金属表面覆盖一层保护膜，使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶在金属
13、表面覆盖一层保护膜，使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面喷漆、电镀或表面钝液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面喷漆、电镀或表面钝化等。化等。（3）电化学保护法。如在金属上铆接比它更活泼的另一种金属，发生金属腐）电化学保护法。如在金属上铆接比它更活泼的另一种金属，发生金属腐蚀时是较活泼的金属被腐蚀而金属本身受到保护。蚀时是较活泼的金属被腐蚀而金属本身受到保护。2.除锈方法除锈方法物理方法：用砂纸打磨，用刀刮。物理方法：用砂纸打磨，用刀刮。化学方法：用酸清洗化学方法：用酸清洗(酸不能过量酸不能过量)，以铁制品除锈为例，发生的反应为：，以
14、铁制品除锈为例，发生的反应为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。1.下列关于铁的做法或说法错误的是下列关于铁的做法或说法错误的是()A.用铁桶盛放硫酸铜溶液用铁桶盛放硫酸铜溶液B.铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气C.铁钉在潮湿的空气中易生锈铁钉在潮湿的空气中易生锈D.炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧而生成了铁炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧而生成了铁解析解析:铁能与硫酸铜发生反应铁能与硫酸铜发生反应;铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气和氢气;C符合铁生锈的条件符合铁
15、生锈的条件;一氧化碳具有还原性。一氧化碳具有还原性。A2.(20152.(2015株洲中考株洲中考)下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是()A.A.在金属表面涂油或刷漆在金属表面涂油或刷漆B.B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬C.C.制成耐腐蚀的合金制成耐腐蚀的合金D.D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜解析解析:金属锈蚀与氧气和水有关金属锈蚀与氧气和水有关,在金属表面刷漆或涂油能防止金属在金属表面刷漆或涂油能防止金属与氧气和水接触与氧气和水接触,可以防锈可以防锈;在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬能使金在
16、金属表面镀上一层耐腐蚀的铬能使金属与氧气和水隔绝属与氧气和水隔绝,能防止生锈能防止生锈;制成耐腐蚀的合金制成耐腐蚀的合金,改变了金属的内改变了金属的内部结构部结构,有利于防锈有利于防锈;用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜,则破坏了保护则破坏了保护层层,使内部的铝易被腐蚀使内部的铝易被腐蚀,不能防锈。不能防锈。D3.3.下图是探究铁锈蚀条件的装置下图是探究铁锈蚀条件的装置.调节调节L L端与端与R R端的液面高度一致端的液面高度一致,塞塞紧木塞紧木塞,一周后观察。下列推断错误的是一周后观察。下列推断错误的是()A.aA.a管中铁钉会锈蚀管中铁钉会锈蚀,b,b管中铁钉不会锈管
17、中铁钉不会锈蚀蚀B.B.该实验说明铁锈蚀与空气、水有关该实验说明铁锈蚀与空气、水有关C.LC.L端液面高度低于端液面高度低于R R端液面高度端液面高度D.D.若将若将a a管中的水改为海水能加快铁的管中的水改为海水能加快铁的锈蚀锈蚀解析解析:a:a管中铁同时接触空气和水管中铁同时接触空气和水,故铁易生锈故铁易生锈;b;b管中无水分管中无水分,故铁不容故铁不容易生锈易生锈;根据两管中铁生锈的情况可以得出铁的锈蚀和空气、水分有根据两管中铁生锈的情况可以得出铁的锈蚀和空气、水分有关关;a;a管铁锈蚀消耗了氧气和水蒸气管铁锈蚀消耗了氧气和水蒸气,而而b b管铁不生锈管铁不生锈,所以所以a a管内气压减
18、管内气压减小小,故故L L端液面高端液面高;有盐分存在时铁生锈会更快。有盐分存在时铁生锈会更快。C课题课题3 金属资源的保护金属资源的保护第第2课时课时四、金属的腐蚀和防护四、金属的腐蚀和防护1.铁制品锈蚀的条件：水和氧气。铁制品锈蚀的条件：水和氧气。2.防止铁制品锈蚀的原理：隔绝水或氧气。防止铁制品锈蚀的原理：隔绝水或氧气。防止铁制品锈蚀的方法：保持干燥和洁净防止铁制品锈蚀的方法：保持干燥和洁净；涂一层保护膜。；涂一层保护膜。五、金属资源保护五、金属资源保护1.防止金属的腐蚀；防止金属的腐蚀；2.金属的回收利用；金属的回收利用；3.有计划合理的开采矿物；有计划合理的开采矿物；4.寻找金属的代替品。寻找金属的代替品。（一）教材作业（一）教材作业【必做题必做题】教材第教材第2121页练习与应用第页练习与应用第2 2、3 3题。题。【选做题选做题】教材第教材第2121页练习与应用第页练习与应用第7 7题。题。(二二)课后作业课后作业
