1、资料一：资料一：人类每年要向自然界索取大量的人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。备量和金属的回收利用等）。据有关资料报道，现在据有关资料报道，现在
2、世界上每年因腐蚀而报废的金属设备世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的和材料相当于年产量的20%20%40%40%。全。全世界每年因金属腐蚀而造成的损失超世界每年因金属腐蚀而造成的损失超过过70007000亿美元亿美元。腐蚀的巨大危害不仅。腐蚀的巨大危害不仅体现在体现在经济损失经济损失上，它还会带来惨重上，它还会带来惨重的的人员伤亡人员伤亡、环境污染环境污染、资源浪费资源浪费、阻碍新技术的发展阻碍新技术的发展、促进自然资源的促进自然资源的损耗损耗。学习目标：学习目标：1.1.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法。的方法。2.2.通过对
3、钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深对通过对钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深对科学探究各要素的理解，提高学生的科学素养。科学探究各要素的理解，提高学生的科学素养。3.3.知道废旧金属对环境的污染，知道废旧金属对环境的污染，认识回收利认识回收利用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性，用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性，树立保护金属资源的意识。树立保护金属资源的意识。水水空气空气现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。验以证明铁制品锈蚀的条件。a
4、.在干燥空气中在干燥空气中b.浸没在水中浸没在水中c.半截浸没在水中半截浸没在水中铁的生锈过程铁的生锈过程哪种条件下哪种条件下,铁最铁最易生锈易生锈?为什么为什么?不生锈不生锈(有水无有水无O2)不生锈不生锈 (有有OO2无水无水)在水与空气的交界面最易生锈在水与空气的交界面最易生锈 植物油植物油 abc请思考：请思考：用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)铁与空气中的铁与空气中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气发生化学反应。发生化学反应。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁主要为氧化铁Fe2O3XH2O。(Fe2O3XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续很疏松，易吸水，不
5、能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密而铝不同，铝与氧气反应生成致密的的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。与氧气反应，所以铝耐腐蚀。)铁生锈的条件：铁生锈的条件：要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触；反应物要能相互接触；生成物不会对反应起阻碍作用生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe
6、+3O2+2XH2O=2Fe2O3XH2O(缓慢氧化缓慢氧化)防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可)：1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的耐腐蚀的金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁），使铁制品与空气隔绝。制品与空气隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。点镍和铬而制成的合金。三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：
7、链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：“烤烤蓝蓝”，又又称称“发发蓝蓝”，也也是是一一种种常常用用的的铁铁器器表表面面处处理理方方法法。它它可可以以使使铁铁器器表表面面氧氧化化生生成成一一层层致致密密的的四四氧氧化化三三铁铁薄薄膜膜，增增强强铁铁器器件件的的抗抗腐腐蚀蚀能能力力。铁铁器器件件“烤烤蓝蓝”要要使使用用发发蓝蓝液液。常常用用的的一一种种发发蓝蓝液液是是用用氢氢氧氧化化钠钠、硝硝酸酸钠钠、亚亚硝硝酸酸钠钠等等试试剂
8、剂配配制制而而成成的的。去去除除了了油油污污和和锈锈斑斑的的刀刀片片，在在发发蓝蓝液液中中煮煮沸沸一一段段时时间间后后取取出出，用用水水洗洗净净，就就可可以以看看到到刀刀片片表表面面呈呈现现出出蓝蓝黑黑色色光光泽泽。为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？保护金属资源的原因：保护金属资源的原因：每年大量开采每年大量开采(数以亿吨计数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相相当于年产量的当于年产量的20%40%)人们采取了许多措施，但每年人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约全世界因生锈而损失的钢铁约 占世界年产量的占世界年产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何
9、防锈？据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜料罐要便宜20%20%，而且还可，而且还可节约金属资源节约金属资源和和95%95%的的能能源源。1t1t废钢铁回炉冶炼可炼成近废钢铁回炉冶炼可炼成近0.9t0.9t的钢，跟用铁的钢，跟用铁矿石冶炼比，可矿石冶炼比，可节约成本节约成本47%47%，减少污染空气的悬，减少污染空气的悬浮微粒浮微粒11kg11kg。目前世界上已有。目前世界上已有50%50%以上的铁得到了以上的铁得到了回收利用。回收利用。废旧金属的回收利用还可以废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞
10、等，如果废旧电池随意丢例如，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染，威胁人弃，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，不仅可以类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属节约金属资源资源，而且还可以，而且还可以减少对环境的污染减少对环境的污染。小结小结如以塑代钢如以塑代钢反馈练习反馈练习1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是是（）（）A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中D.在干燥、疏松
11、的土壤中在干燥、疏松的土壤中2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分C.水面下的船底部分水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了
12、用清水冲洗用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.B.C.D.B4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中探究铁在干燥空气中的生锈情况的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水放入铁钉
13、，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油浸没铁钉，并用植物油液封液封C探究铁在有空气和水探究铁在有空气和水时的生锈情况时的生锈情况加热烘干试管，小心放加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子入铁钉，塞上塞子探究铁在有水而无空气探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中水，使铁钉部分浸入水中一周后，编号为一周后，编号为_的试管中的铁钉最易的试管中的铁钉最易生锈。生锈。用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是栏杆，安装在南方比安装在北方更易生
14、锈，其原因是_。C南方比北方天气潮湿，铁更易生锈南方比北方天气潮湿，铁更易生锈ABC铁在干燥空气中铁在干燥空气中铁在有水而无空铁在有水而无空气（氧气）时气（氧气）时铁在有空气和水时铁在有空气和水时用植物用植物油液封油液封用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口4 4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表：全反
15、应。实验数据如下表：请你认真分析数据，回答下列问题：请你认真分析数据，回答下列问题：哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数；若生产若生产1000t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？的赤铁矿多少吨？甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g 158.7g163.7g改正：改正：(烧杯的质量为烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到；计算
16、结果精确到0.1%)解：解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是量都是0.3g(如甲为如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验中都有一种即各人的实验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，。由乙、丙数据可知，(150g25.4g)124.6g的稀硫的稀硫酸中的酸中的H2SO4完全反应，完全反应，丙中的金属过量丙中的金属过量。综合分析可知。综合分析可知乙同学所乙同学所取用的稀硫酸与铁样
17、品恰好完全反应。取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g 158.7g163.7g解：解：乙反应生成氢气的质量为乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。设设Fe的质量为的质量为X。Fe+H2SO4=FeSO4+H256 2X0.3g则则Fe%8.4g9g100%=93.3%计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数；答：样品中铁的质量分数为答：样品中铁的质量分数为93.3%。56X20.3g=X=8.4g若生产若生产1000t这
18、种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤的赤铁矿多少吨？铁矿多少吨？解：需要含氧化铁解：需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为的赤铁矿的质量为Y。1000t这种纯度的铁含纯铁的质量为这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t93.3%930t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2=高温高温160112Y80%930t160:112=Y80%:930tY=1666.1t答：答：生产生产1000t这种纯度的铁，至这种纯度的铁，至少少需要含氧化铁需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为的赤铁矿为1666.1t。我我会会做做 下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸下列家庭生活垃
19、圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电废弃电线线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜皮果壳瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议议:；本单元小结：本单元小结：一、金属和金属材料一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：金属与非金属物理性质的比较：物理性质物理性质金属金属非金属非金属状态状态 在常温下，除汞在常
20、温下，除汞(Hg)是液体外，其余是液体外，其余都是固体都是固体 在常温下，有在常温下，有固、液、气三态固、液、气三态密度密度 一般较大一般较大 一般较小一般较小光泽光泽 有有 一般无一般无导电性导电性导热性导热性能导电、导热能导电、导热 一般不导电、一般不导电、不导热不导热延展性延展性有有没有没有2.金属材料包括金属材料包括纯金属和合金纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金性的合金。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因。由于合金的
21、很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。此，在实际中大量使用的金属材料是合金。二、金属的化学性质二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。的难易和剧烈程度不同。)以以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。稀硫酸反应的化学方程式。，。Fe+H2SO4FeSO4+H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H23Fe+2O2Fe3O4点燃点燃4Al+3O22Al2O3点燃点燃2Cu+O22CuO Cu+H2SO4不反应不反
22、应2.由一种单质由一种单质和一种和一种化合物反应，生成另一种单质化合物反应，生成另一种单质和另一种和另一种化合物的反应叫做置换反应。例如化合物的反应叫做置换反应。例如如果用如果用A+BC来表示化合反应的话，请用相似来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。的方法来表示分解反应和置换反应。置换反应：置换反应：A+BC B+AC分解反应：分解反应：ABA+B，。Zn+H2SO4ZnSO4+H2Fe+CuSO4FeSO4+Cu3.常见金属活动性顺序如下：常见金属活动性顺序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减
23、弱举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：。只有排在只有排在H前面的才能置换酸中的氢。前面的才能置换酸中的氢。只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。的化合物的溶液中置换出来。(KCaNa 特殊、反应复杂特殊、反应复杂)三、金属资源保护三、金属资源保护3CO+Fe2O32Fe+3CO2；=高温高温1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：在实际生产时在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。还会遇到有关杂质的计算问题。2.铁锈蚀的主要条件以
24、及铁锈蚀的主要条件以及防止铁防止铁锈蚀的主要措施是：锈蚀的主要措施是：铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。生锈。防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物矿物,以及寻找金属代用品等。以及寻找金属代用品等。4.保护金属资源的有效途径是：保护金属资源的有效途径是：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度
