資源簡介

第八單元 金屬和金屬材料
課題3金屬資源的利用和保護
第2課時 金屬資源的保護
一、核心素養(yǎng)
（一）化學(xué)觀念
1.知道金屬銹蝕的原理；
2.知道防護金屬銹蝕的一些措施，有保護金屬資源的意識。
（二）科學(xué)思維
通過鐵生銹條件的探究，進行收集材料、猜想、設(shè)計、驗證、觀察、分析、得到結(jié)論、討論交流活動，培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。
科學(xué)探究與實踐
評論金屬材料在生產(chǎn)生活和社會發(fā)展中的重要作用，使學(xué)生了解廢舊金屬回收的意義，并積極主動地去做。
（四）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
使學(xué)生體會學(xué)習(xí)化學(xué)的價值；保持和增強對生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樹立珍惜資源、愛護環(huán)境、合理利用自然資源的意識。
教學(xué)重難點
（一）教學(xué)重點
1.鐵銹蝕的條件及其防護；
2.合理利用金屬資源的意識。
（二）教學(xué)難點
對鐵的銹蝕防護的“活動探究”的結(jié)論的辨析歸納，從而得出鐵生銹的條件，以及防銹的方法。
三、教具準(zhǔn)備
教學(xué)設(shè)備（投影儀，計算機）、在一周前做好的鐵釘銹蝕條件探究的對比實驗等。
四、教學(xué)過程　　　　　　　　　　　　　　　
【課程回顧】
高爐煉鐵加入的焦炭和石灰石的作用分別是什么？
焦炭：提供還原劑，提供熱量；石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣
【新課導(dǎo)入】
根據(jù)有關(guān)報導(dǎo)，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%。防止金屬腐蝕已成為科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重大問題。
（一）探究金屬銹蝕的原理
【提出問題】
從你的生活經(jīng)驗來看，鐵制品生銹的原因可能是什么？你能設(shè)計一個簡單的實驗來驗證你的猜想嗎？
【提出問題】
鐵制品銹蝕的條件有哪些？
【猜想與假設(shè)】
鐵制品銹蝕可能與氧氣、水有關(guān)。
【實驗探究】鐵制品銹蝕的條件（觀看實驗視頻）
【進行實驗】
一周前準(zhǔn)備實驗，取3枚無銹的潔凈鐵釘，分裝在不同條件的試管內(nèi)，如下表圖中所示，并按下表要求觀察、記錄：
編號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
實驗 裝置 鐵釘一半浸入水中 鐵釘表面沒有明顯的銹斑 鐵釘在干燥空氣中
實驗 現(xiàn)象 鐵釘生銹 鐵釘不生銹 鐵釘不生銹
實驗 分析 鐵釘與水和空氣中的氧氣接觸 鐵釘只與水接觸 鐵釘只與空氣中的氧氣接觸
實驗 結(jié)論 在水和氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能生銹
【思考與交流】
為什么要用經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水？
避免蒸餾水中溶有氧氣。
【教學(xué)拓展】
(1)環(huán)境中的某些物質(zhì)會加快鐵制品的銹蝕，如與酸、食鹽溶液等接觸的鐵制品銹蝕更快。
(2)鐵制品銹蝕的過程相當(dāng)復(fù)雜，最終生成物鐵銹是一種混合物。鐵銹(主要成分是Fe2O3·xH2O)為紅色，疏松多孔，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應(yīng)，因此鐵制品可以全部銹蝕。
【思考與交流】
鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？
鐵銹成分復(fù)雜，并且疏松多孔、易吸水，不能阻礙里層的鐵與氧氣、水蒸氣反應(yīng)。鋁與氧氣反應(yīng)是生成致密的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。
【提出問題】
(1)金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？
(2)金屬資源短缺對人類社會的發(fā)展意味著什么？
【討論交流】
閱讀教材，并結(jié)合生產(chǎn)、生活實例討論。
2.防止鐵制品防腐蝕的原理和方法
【歸納總結(jié)】(以投影形式展現(xiàn))
1．防銹原理：破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣或氧氣或隔絕水。
2．防銹措施：
①保持鐵制品表面潔凈和干燥
②在鐵制品表面涂上一層保護膜，如：涂油、噴漆、電鍍、搪瓷、烤藍(lán)等。
③改變鐵的組織結(jié)構(gòu)，制成合金，如不銹鋼。
【思考與交流】
1.通過對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？
保持鐵制品表面潔凈干燥或在鐵制品表面涂油、噴漆或制成合金等。
2.自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？
支架刷漆、鏈條涂油、鋼圈鍍鉻。
（二）金屬資源保護
礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限如圖所示。
【提出問題】
保護金屬資源的有效途徑有哪些？
【思考與交流】
1.對于金屬資源除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護呢？
金屬的回收利用。
為什么要保護金屬資源呢？
①金屬資源是有限的，而且不可再生；②隨意丟棄廢舊金屬不僅造成資源浪費，還會造成環(huán)境污染。
【歸納總結(jié)】
1．金屬資源的方法：(1)防止金屬的腐蝕；(2)回收利用廢舊金屬；(3)合理有效地開采礦物；(4)尋找金屬的代用品。
2．保護金屬資源的意義：節(jié)約金屬資源和能源，降低金屬的生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的污染。
【課堂小結(jié)】
五、作業(yè)目標(biāo)
分析金屬腐蝕實驗的相關(guān)現(xiàn)象，說明金屬腐蝕的條件
舉例說明廢棄金屬對環(huán)境的影響和回收金屬的重要性
評述金屬材料在生產(chǎn)生活和社會發(fā)展中的重要作用
六、板書設(shè)計
第2課時　金屬資源保護
一、金屬的腐蝕與防護
1.鐵制品銹蝕的條件：空氣(氧氣)和水(水蒸氣)。
2.防銹措施：
(1)防止金屬的腐蝕；
(2)回收利用廢舊金屬；
(3)合理有效地開采礦物；
(4)尋找金屬的代用品。
二、金屬資源保護
1．防止金屬的腐蝕。
2．回收利用廢舊金屬。
3．合理有效地開采礦物。
4．尋找金屬的代用品。

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