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第三节金属的防护和回收授课人卢荣毅2012-11-17生活启示生活中随处可见铁器生锈的场景，据估计，全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的1/10。给人类带来了巨大的损失。让我们先看一组图片。动手实验并观察铁钉生锈，铁钉生锈的主要因素有哪些？观察并比较四支试管中铁钉生锈的快慢情况。P127探究实验演示：铁钉锈蚀条件的探究.mpg【实验与活动分析】(1)、试管①中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液；(2)在试管②中加入少量的氯化钠溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中；(3)在试管③中把铁钉放在一团湿棉球上；(4)在试管④中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞；(5)在试管⑤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。铁生锈的原因:生锈是铁与氧气、水等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。且在酸性或盐溶液的环境下锈蚀的速度更快。铁锈：主要成分是Fe2O3，是一种疏松多孔的红棕色物质，能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。4Fe+3O2+2xH2O=2[Fe2O3.xH2O]以前家中的门窗都是铁制品，而在厨房里,经常使用煤球作为燃料。一段时间后,人们发现厨房里的门窗锈蚀的情况要比其他地方更严重,你能解释其中的原因吗？生活小常识2008年1月南方诸多城市发生雪灾,大雪封路,为了使积雪迅速的融化,人们往地上撒盐(降低其凝固点),但是在许多钢制的桥梁上没有用这种方法而是用人工铲雪的方法,为什么?如何防止钢铁被锈蚀呢？防锈原理：隔绝空气和防水，使铁没有生锈的条件。自行车的构件如支架、链条、钢圈、辐条、车把等，分别采取了什么防锈措施？讨论答：烤漆、涂油、镀锌、镀铬等“烤蓝”，又称“发蓝”，也是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜，增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。常用的一种发蓝液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片，在发蓝液中煮沸一段时间后取出，用水洗净，就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽。点击画面播放视频视野拓展：铝的“自我保护”铝与空气中的氧气反应，生成的氧化铝可以形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。喷漆镀铬烤蓝涂搪瓷镀锌防锈原理：隔绝空气和防水，使铁没有生锈的条件。防锈措施：1、要保持铁制品表面的洁净和干燥；2、最常用的方法是在铁制品的表面涂一层保护膜。如：刷油漆、涂油、覆盖搪瓷、塑料、镀上一层耐腐蚀的金属（如铬、锌）、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等这层保护膜阻止了铁与氧气和水的反应；3、改变其组成和结构如制成不锈钢等合金防止铁生锈的方法：－－就是破坏铁生锈的条件①外部条件：②涂保护层：③内部改造：保持清洁、干燥刷漆、涂油、电镀、烧涂搪瓷、烤蓝等改变金属的内部结构使其变成不锈钢或合金①汽车②机器上的齿轮③门把手④锯条⑤铁洗脸盆⑥铁柜⑦铁轴⑧剪刀等常见的铁制品，为了防止它们生锈，通常采用下面哪一种方法(填序号)：⑴在表面刷一层油漆：；⑵在表面涂上机油：；⑶在表面镀上一层其他金属：；⑷在表面烧制陶瓷：；⑸使其表面形成致密的氧化膜：。①⑥②⑦①③⑧⑤④牛刀小试一旦发现铁生锈了，该如何处理呢？物理方法：化学方法：打磨加入酸（稀盐酸）现象：红棕色铁锈逐渐消失，溶液由无色变为浅黄色Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O废电池报废的汽车阅读书P129回答下列问题：废金属的回收利用：1、废金属的种类冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属碎屑、碎块，锈蚀和报废的金属物品。2、废金属的危害造成资源浪费和环境污染，如镉、汞等有毒金属对环境的污染。电子垃圾近年来，随着电脑和手机等办公和通信设备日益普及，特别是这类高技术产品更新换代不断加速，一台电脑的使用寿命从过去的10年缩短到4年，手机不出两年就会被淘汰。此外，录像机、电视、冰箱、微波炉、组合音响等家用电器也在不断更新。人们在充分享受高科技带来的方便舒适之余，也随之产生了大量的现代垃圾———“电子垃圾”。电子垃圾是世界上增长最快的垃圾。电子垃圾的增长速度比生活垃圾要快3倍。据美国国家安全委员会估计，从1997年到2004年，全美仅报废的电脑就将达到3亿多台，而到2005年，在每1台新电脑投放市场的同时就有1台旧电脑加入电子垃圾的行列。近年来，我国电子消费类产品正进入更新换代的高峰期。据有关部门统计，从2003年起，我国每年将至少有500万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机要报废。目前我国废旧电子产品的出路，一是经过“街头作坊”清洗、修理或重新组装后，进入旧货市场或卖到农村，这样的旧电器安全隐患很大；二是被“破烂游击队”收去，玻璃、塑料等能卖钱的卖了，其余的当垃圾扔掉，对环境的破坏难估量。有关专家介绍说，“电子垃圾”处理不当危害极其严重，特别是电视、电脑、手机、音响等电子产品，含铅、镉、水银、六元铬、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂等大量有毒有害物质。有资料显示，每一台电视机或电脑显示器中的阴极射线管平均含有4-8磅铅。而铅一旦进入土壤会严重污染水源，最终将危害人类、植物和微生物，还会对儿童的脑发育将造成极大的影响。“电子垃圾”是特殊垃圾，其中的成分较复杂，既含有普通的金属铸件和塑料，又有特殊元器件和贵重金属；既有许多可重新利用的再生材料，又含有一些对人体健康和环境有害的物质。资料显示，经专业化回收处置，1吨废弃电脑中，可回收黄金0.9千克、塑料270千克、铜128.7千克、铁1千克、铅58.5千克、锡39.6千克等。日本横滨金属公司对报废手机成分进行分析发现，平均每100克手机机身中含有14克铜、0.19克银、0.03克金和0.01克钯，另外从手机锂电池中还能回收锂。有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了汞、铅、镉等多种，若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，或者随手丢弃，渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进入土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。废电池的危害人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病症呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金属，对人体中枢神经的破坏力很大，上世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的。目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量达1％－5％，中性干电池的汞含量为0．025％，我国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。镉在人体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。电池污染具有周期长、隐蔽性大等特点，其潜在危害相当严重，处理不当还会造成二次污染。铁熔化后可铸造例如将废钢铁回炉炼成钢等，既可以节约大量煤和铁矿石，又能减少污染。回收利用废金属，有着巨大的社会效益和经济效益。3、回收和利用废金属的意义将废钢铁回收炼成钢可以节约煤和铁矿石，减少污染，全球钢产量45%是通过对废钢冶炼完成的。95期间我国累计回收钢1.6亿吨，节约铁矿石3.2亿吨，节约煤6400万吨，废金属回收还可以减少环境污染。金属回收利用的意义以铝为例，首先，一般认为用铝土矿生产一吨原铝，大约要用两吨氧化铝，而生产一吨氧化铝需要大约两吨铝土矿，也就是说，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95％以上的能源消耗。据有关资料统计，每生产一吨原铝锭需要消耗能源213．2KJ(电能约占82％)，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为5．5KJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源消耗的2．6％，比较优势明显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量97％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。我国在回收废金属方面的情况我国废旧金属的回收再利用已经被许多发达国家政府高度重视。我国铜的再生利用率在1992年、1994年和1996年间分别占当年精炼铜产量的36％、35.8％和61％，与发达国家相近。但铝的平均回收率不足3％，锌的回收率不足5％。随着我国金属用量的不断增加，再生利用废旧金属对于缓解资源短缺具有重要作用，意义深远。金属回收标志金属资源保护的途径:①废旧金属回收、利用；②大量开发和使用代用品，如塑料；③防止金属锈蚀；④合理开采矿物等。切过咸菜的菜刀同一面上选三处进行实验，一处湿润，二处擦干，三处擦干后，涂上一层食油。做好记号，放置一夜，观察菜刀三处的变化。湿棉球湿润处明显生锈；干布擦干处颜色无明显变化；涂食油处未见变化（光亮依旧）课后小实验1、了解铁生锈的因素；2、钢铁的防护措施；3、废金属的回收利用。课堂巩固1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是（）A、在干燥、致密、不透气的土壤中B、在潮湿、疏松、透气的土壤中C、在潮湿、致密、不透气的土壤中D、在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中A2.为了防止钢铁制品锈蚀，下列措施不当的是（）A、在铁制品表面镀上一层锌B、在车船的表面喷涂油漆C、将使用后的菜刀用布擦干D、用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净D3.垃圾是放错了地方的“宝藏”，为了节约资源和保护环境，应实施垃圾分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜线等可以归为一类加以回收，它们属于（）A、金属和合金B、化合物C、氧化物D、非金属A4.食品包装盒中常放有一小袋粉末状物质，该物质对食品同时具有防潮和防氧化作用。某同学从超市购买的食品包装盒中取出装有粉末状物质的小袋，撕开后发现袋里有板结的铁锈。试推测：粉末状物质是什么？其作用原理是什么？铁粉，利用铁生锈可以把水、氧气反应掉，从而起到防潮和防氧化作用。5.某市一家大型化工厂处理回收含铜废料的生产流程如下：含铜废物黑色固体及残留物硫酸铜、水及不溶物滤液浅绿色溶液及红色沉淀物红色粉末灼烧（1）稀硫酸、加热（2）过滤铁屑过滤过程⑴得到的残留物不溶于水和稀硫酸。请写出上述生产流程中与铜直接有关的化学方程式。⑴____________________________________________________⑵____________________________________________________⑶____________________________________________________2Cu＋O22CuO△CuO＋H2SO4====CuSO4＋H2OFe＋CuSO4====FeSO4＋Cu