第三节金属的防护和回收

第三节金属的防护和回收教学目标：知识与技能：1．了解防止金属锈蚀的简单方法；2．知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。过程与方法：通过铁锈蚀条件的探究活动，进一步提高科学探究的欲望和分析、归纳能力。情感态度价值观：认识处理废金属，回收金属的价值，提高资源意识和环保意识。教学重点和难点：教学重点：钢铁锈蚀的条件和防锈的原理；废金属的回收与利用；教学难点：钢铁锈蚀条件的探究探究活动：1．铁钉锈蚀的实验探究；2．菜刀锈蚀与防锈的实验探究内容要点：1．钢铁和氧气、水等物质相互作用，发生锈蚀。铁锈的主要成分是氧化铁。2．在钢铁表面覆盖保护层（如涂防锈油漆、电镀、烧搪瓷）可以防止锈蚀。3．回收利用废弃金属可以减少污染，节约金属资源。知识整理：一．钢铁锈蚀的条件1．实验：铁钉锈蚀条件的探究实验（课本P126）探究铁钉锈蚀的主要因素与影响因素：用一组5个铁钉在五种不同的环境条件下发生锈蚀的对比实验。试管①：铁钉所处的介质是酸、水、氧气。试管②：铁钉所处的介质是氯化钠、水、氧气。试管③：铁钉所处的介质是水、氧气。试管④：铁钉所处的介质是水（迅速冷却的沸水中氧气极少）试管⑤：铁钉所处的介质是氧气（生石灰或无水氯化该是干燥剂，除去试管中的水）实验结果：试管④⑤没有生锈，而试管②③中铁钉生锈的速度明显快于试管①。实验结论：通过该实验，介质与结果的比较，说明铁生锈的条件是：在水、氧气同时存在的环境中（即潮湿的空气中）；并且酸与氯化钠等物质的存在能使铁在潮湿的空气中生锈速度加快。2．有关铁锈的问题（1）主要成份：铁锈是混合物，主要成分是Fe2O3（2）颜色状态：棕红色固体，或者称红色固体。.红色固体至今有2种：铜和氧化铁（3）结构特点：疏松多孔。正是这种结构使空气中的氧气和水分等穿过空隙，不断向里渗透，继续与铁反应，直至铁完全被锈蚀形成铁锈。（4）注意事项：铁与氧气在纯氧气中，能被点燃，发生剧烈氧化反应，生成四氧化三铁；而铁与氧气在潮湿的空气中，能发生缓慢氧化，生成三氧化二铁。因此，由此可以看出，相同的反应物在不同的反应条件下，反应现象可能会有所不同，生成物也会有所不同。例1钢铁锈蚀的速度与外界环境有很大关系，是说明下列情况钢铁腐蚀很快的原因。（1）江淮流域的梅雨季节；（2）火力发电厂的周围。分析与解答：（1）江淮流域的梅雨季节通常降水量很大，降雨时间长，空气的湿度较大，使得钢铁的腐蚀速度加快，如果雨水的酸度大，钢铁的腐蚀速度就会更快。（2）火力发电厂周围的空气中，由于煤的燃烧能使空气中SO2的浓度增加，二氧化硫及其它与水反应的产物都会使钢铁锈蚀的速度加快。例2医疗上颇为流行的“理疗特效垫”，就是利用铁的缓慢氧化放出的热均匀、稳定、使患处保持温热状态。56g铁粉完全氧化，需要氧气的质量为_________________。分析与解答：该题已经提示为铁进行缓慢氧化，生成的产物应该是氧化铁Fe2O3，故根据化学式计算二．钢铁防锈的原理与常用的防锈方法1．防止钢铁生锈的原理：根据铁生锈的条件，防锈时要注意（1）注意铁制品表面洁净干燥；（2）避免与氧气接触。探究实验：菜刀锈蚀与防锈的探究实验结果：在正常情况下，菜刀表面的锈蚀程度是涂食油处干布擦干处湿棉球润湿处实验结论：我们在防锈中，可以利用在钢铁表面覆盖一层保护膜的方法。2．常用的防锈方法（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持表面的洁净、干燥。（2）在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。（3）在铁制品表面涂上一层油漆，如家用电器、自行车车架、钢窗等。（4）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（在其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜），如锯条、链条等。（5）在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌、锡、铬等，如自行车车把，钢圈等。（6）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。例3下列钢制品常用哪些方法来防止生锈？（1）铁栏杆；（2）铁门窗；（3）自行车链条；（4）洗脸盆；（5）不锈钢扶手分析与解答：（1）镀一层其他金属，如锌、铝等；（2）表面刷一层油漆，阻止氧气与其接触；（3）自行车链条表面进行加工处理，形成烤蓝并涂上防锈油；（4）表面镀上搪瓷；（5）改变内部结构，形成不锈钢。例4在轮船的金属外壳上铆上一块锌片，专业人士说可以防止锈蚀，保护船体。有人说镀锌铁不容易生锈的原因是：表面镀上一层不活泼的金属锌作为保护膜，这种说法正确吗？分析与解答；这种说法不正确。根据金属活动性顺序表，金属锌的位置比铁靠前，因此锌的活动性应该比金属铁的活动性强，化学性质比铁活泼。故，遇到锈蚀，锌首先腐蚀，只有当锌全部腐蚀完，铁才开始腐蚀，这样就保护了铁制品。例5铝的化学性质比较活泼，在空气中比铁更容易被氧化，但为什么铝制品比铁制品更耐用？分析与解答：铝在空气中与氧气发生反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的氧化膜敷在在铝的表面，防止铝与氧气继续与氧气反应，从而起到了“自我保护”的作用。三．废金属的回收与利用1．废金属废置不用的危害：（1）资源的极大浪费；（2）污染环境（燃料燃烧形成空气污染，金属废弃形成镉、汞等引起的土壤污染）。2．回收利用废金属，可以节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物