資源簡介

(共27張PPT)
9.3 金屬材料的銹蝕與防護
一、化學觀念
理解鐵與氧氣、水等物質發生化學反應導致銹蝕這一變化本質；認識到通過改變物質組成、改變反應條件等方式可減緩鋼鐵銹蝕。
二、科學思維
基于對鋼鐵銹蝕現象的觀察，提出合理猜想與假設，設計并實施控制變量的實驗方案，培養邏輯推理和科學探究能力；能對實驗結果進行分析、歸納，得出鋼鐵銹蝕影響因素的結論，提升歸納總結與演繹推理思維。
三、科學態度與責任
認識到金屬銹蝕造成的經濟損失和環境污染問題，增強節約資源、保護環境的社會責任感。
核心素養目標
重點：
1. 探究鋼鐵銹蝕的影響因素。
2. 了解減緩鋼鐵銹蝕的方法。
3. 認識廢舊金屬回收利用的意義。
難點：
設計并實施探究鋼鐵銹蝕影響因素的實驗方案，理解控制變量法在實驗中的應用。
學習重難點
新課導入
你注意過嗎？家庭使用的鐵制工具，隔一段時間不用就變得銹跡斑斑，而街心廣場矗立的不銹鋼雕塑，幾經風霜雪雨卻總能保持本色。這是為什么呢？
01 導致鋼鐵銹蝕的因素
[活動探究] 9-7 影響鋼鐵銹蝕的因素
〔提出問題〕
觀察生活中鋼鐵制品的銹蝕情況和使用環境，你發現了什么？你認為哪些因素可能導致鋼鐵的銹蝕？
〔猜想與假設〕
小明觀察到鋼鐵制品在潮濕的空氣中易生銹，而涂了油漆后則不易生銹。聯系已有的鐵和氧氣反應的知識，小明認為水和氧氣可能是導致鋼鐵銹蝕的主要因素。你的猜想與假設是什么？
[活動探究] 9-7 影響鋼鐵銹蝕的因素
實驗內容 實驗1：將潔凈的鐵釘放在干燥的試管中，用橡皮塞密封試管口 實驗2：將潔凈的鐵釘全部浸沒在盛滿煮沸過的蒸餾水的試管中，用橡皮塞密封試管口 實驗3：將潔凈鐵釘的一半浸入試管中的蒸餾水里，將試管敞口放置 實驗4：將潔凈鐵釘的一半浸入試管中的食鹽水里，將試管敞口放置 實驗5：將
用食醋浸濕的鐵釘放在干燥的試管
中，將試管敞口放置
實驗圖示
[活動探究] 9-7 影響鋼鐵銹蝕的因素
〔形成結論〕
下圖是四天后的實驗結果（圖中數字為實驗序號），據此分析鋼鐵銹蝕與哪些因素有關。你的結論是什么？
鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質作用，發生一系列復雜的化學反應，轉化為鐵的化合物的過程，醋和氯化鈉溶液等物質存在時會加速鐵的銹蝕。
[活動探究] 9-7 影響鋼鐵銹蝕的因素
〔反思交流〕
1. 小明為什么這樣設計實驗？在每個實驗中他要探究的是哪種影響因素？
實驗結果 探究的影響因素
①
②
③
④
⑤
氧氣、水、酸
氧氣、水
水
氧氣
氧氣、水、氯化鈉
酸性條件下易生銹
浸沒在溶液中的鐵釘幾乎全部生銹
鐵在空氣、水的界面處生銹嚴重
鐵不生銹
鐵不生銹
2. 鐵銹
（1）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質發生化學反應的結果。鋼鐵的成分以及環境的溫度、濕度、酸堿性等都是影響鋼鐵銹蝕的因素。鋼鐵銹蝕后會生成鐵銹（主要成分是氧化鐵 Fe2O3）。
（2）鐵銹疏松多孔，不僅不能阻止鋼鐵制品與空氣和水的接觸，還會把空氣和水分保留在鋼鐵制品的表面，進一步加速銹蝕。因此，當鋼鐵制品表面生銹時，應及時除銹并做防銹處理。
3. 常用的除銹方法
（2）化學方法：酸洗法。（需注意：酸浸泡金屬的時間 不能太長，否則內部的鐵會繼續與稀酸反應而被腐蝕。）
（1）物理方法：砂紙打磨、高壓水沖等。
02 減緩鋼鐵銹蝕的方法
1. 金屬銹蝕的危害
金屬銹蝕會造成資源和能源的嚴重浪費。據不完全統計，世界各國每年因金屬銹蝕所造成的經濟損失約占國民生產總值的 3% ～ 5%，全世界每年因鋼鐵銹蝕造成的損失約為 6 萬億元，這是一個多么驚人的數字！
交流共享
生活中使用的鋼鐵制品，有沒有采取相應的防銹措施？采取了什么措施？請與同學交流討論。
生活中使用的鋼鐵制品一般都采取了防銹措施，常見措施有：涂油、噴漆、鍍上其他金屬、制成不銹鋼等合金、保持鐵制品干燥等。
2. 防止鋼鐵銹蝕的原理
（1）原理：破壞鋼鐵制品銹蝕的條件，使鋼鐵制品隔絕氧氣或水。
3. 防止或鋼鐵銹蝕的方法
（1）保持鋼鐵制品表面潔凈、干燥。
（2）在金屬表面涂覆保護層 (涂刷礦物油、油漆，覆蓋搪瓷、塑料)。
（3）鍍上一層不易銹蝕的金屬或用“烤藍”等方法形成致密保護層，例如：鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等。
（4）改變金屬的組成和結構[制成合金,如鋼鐵中加入鉻、鎳（不銹鋼）]等。
多識一點
“越王勾踐劍”為什么沒生銹
1965年，考古工作人員在湖北江陵發掘
楚墓時，出土了兩把寒光閃閃的寶劍。其中
一把劍上有“越王勾踐自作用劍”8個字，這就
是著名的春秋時期的越王勾踐劍。
這兩把寶劍埋藏在地下已有2000多年出土時依然光彩奪目、鋒利無比，幾乎沒有絲毫銹蝕。為了揭開寶劍的不銹之謎，考古工作者對寶劍的組成進行了檢測，發現寶劍的主要成分是青銅，而且表面曾被進行硫化處理，形成了一層致密的保護層，大大增強了寶劍的抗銹蝕能力。另外，寶劍所在的墓室深埋地下，密封好、空氣少，而且地下水基本為中性，這樣的環境條件非常有利于寶劍的保存。
03 廢舊金屬的回收利用
1. 廢舊金屬回收利用的原因
金屬制品使用過程中的新舊更替現象是必然的，由于金屬制品的銹蝕、損壞和自然淘汰，每年都有大量的廢舊金屬產生。如果隨意棄置這些廢舊金屬，既造成了環境污染，又浪費了有限的金屬資源。
2. 廢舊金屬對環境的危害
廢舊金屬對環境的影響非常大。例如，有些廢舊電池中含有鉛、鎳、汞、鎘、錳等重金屬，它們在自然界里不會消失，只能遷移。也就是說，水體或土壤不能利用自身的凈化作用將這些重金屬污染消除。重金屬會對生物
蛋白產生凝固作用，不易被代謝
出體外，在生物體內積蓄至一定
量之后，會造成慢性中毒，最終
可能導致生物體死亡。
3. 回收廢舊金屬的意義
回收利用廢舊金屬既可以保護環境，又能節約資源和能源。
（1）回收一個廢棄的鋁質易拉罐要比制造一個新易拉罐節省大約 20% 的成本，還可節約 90% ～ 97% 的能源。
（2）回收 1 t 廢鋼鐵可煉得好鋼0.9 t，與用礦石冶煉相比，可節省大約一半的成本，還可減少空氣污染、水污染和固體廢棄物對土壤的污染。
總結歸納
隨堂練習
1. 下列措施對自行車防銹無效的是（ ）
A. 支架噴漆或刷漆
B. 鋼圈表面鍍上其他金屬作保護層
C. 鏈條涂油
D. 保留鋼絲表面的鐵銹
D
隨堂練習
2. 在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最慢的是( )
A. 在干燥、致密、不透氣的土壤中
B. 在潮濕、疏松、透氣的土壤中
C. 在潮濕、致密、不透氣的土壤中
D. 在潮濕、疏松、透氣的酸性土壤中
A
隨堂練習
3. 某學習小組用相同的潔凈無銹的鐵釘對鐵制品銹蝕的條件進行探究，設計的實驗如圖所示，一周后觀察，下列說法錯誤的是（ ）
A. ①和②中的鐵釘無明顯變化，
③中的鐵釘明顯生銹
B. ②中加入的蒸餾水要事先煮沸，
目的是除去水中溶解的氧氣
C. ③中鐵釘的甲、乙、丙三處，甲處銹蝕最嚴重
D. 探究發現鐵生銹的主要條件是鐵與空氣和水(或水蒸氣)直接接觸
C
隨堂練習
4. 廢電池必須回收集中處理，首要的原因是（ ）
A. 回收電池里的石墨電極
B. 利用電池外殼的金屬材料
C. 不使電池的浸出液腐蝕其他物品
D. 防止電池中的汞等元素污染土壤和水源
D
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