資源簡介

教學(xué)目標(biāo)：
§8-3-3 金屬資源保護(hù)教案
1．能說出鐵制品銹蝕的條件；能說出防止鐵制品銹蝕的方法。
2．知道保護(hù)金屬資源的必要性以及有效途徑。
教學(xué)重點(diǎn)：鐵制品銹蝕的條件和防止鐵制品銹蝕的方法。教學(xué)難點(diǎn)：對鐵制品生銹的科學(xué)探究過程。
教學(xué)流程：
環(huán)節(jié)要點(diǎn) 教師活動 學(xué)生活動
【設(shè)問】在什么條件下鐵會生銹？
【引導(dǎo)】對鐵生銹條件的科學(xué)探究。
1．提出問題：為什么鐵在潮濕的空氣中會生銹？
2．猜想與假設(shè)：猜測鐵生銹可能與空氣、水有關(guān)，
那么，有關(guān)鐵生銹的猜想有哪幾種情況呢？
3.設(shè)計實(shí)驗(yàn)：該如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證我們的
猜想呢？
【指導(dǎo)閱讀】課本 17-18 頁內(nèi)容。
【講解】實(shí)現(xiàn)鐵釘外部環(huán)境條件的方法和措施。
教學(xué)環(huán)節(jié)一：對鐵 4.進(jìn)行試驗(yàn)： 思考、討論。
生銹條件的探究 【展示】實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案后七天的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 閱讀、思考。
5.得出結(jié)論：鐵在空氣和水同時存在的條件下易
生銹。
【設(shè)問】猜測鐵銹的主要成分是什么？你猜想的
依據(jù)是什么？
【設(shè)問】除了水，鐵生銹還和空氣中的什么成分
有關(guān)呢？
【設(shè)問】如何進(jìn)一步探究鐵生銹的條件？
【歸納】科學(xué)探究一般流程。
【總結(jié)】鐵生銹的條件。
【指導(dǎo)閱讀】課本 17 頁內(nèi)容。 【設(shè)問】自行車采用了哪些防銹措施呢？ 閱讀、思考
教學(xué)環(huán)節(jié)二：防止 鐵生銹的原理和措 【講解】自行車的三角架、鋼線、鋼圈、鏈條的 防銹措施和原理。 思考、記錄
施 【設(shè)問】你對鐵制品防銹有何建議呢？ 【歸納】防止鐵生銹的三種思路及每一種思路的 思考、討論
具體措施。
教學(xué)環(huán)節(jié)四：金屬資源保護(hù)的途徑和措施 【指導(dǎo)閱讀】課本 18-19 頁內(nèi)容。 【設(shè)問】為什么要保護(hù)金屬資源呢？ 【講解】展示常見的金屬資源可供開采的年限圖，說明金屬資源是不可再生資源。 【設(shè)問】如何保護(hù)金屬資源呢，有哪些途徑和措施？ 閱讀、思考、討論 閱讀、思考、討論
【歸納】金屬資源保護(hù)的四種途徑及具體措施。
教學(xué)過程：
教學(xué)環(huán)節(jié)一 對鐵生銹條件的科學(xué)探究。
【師】同學(xué)們在生活中見過鐵銹嗎？鐵會生銹，這是生活常識。鐵在什么環(huán)境下容易生銹呢？有的同學(xué)知道，鐵制品在干燥的環(huán)境里不易生銹，在潮濕的空氣里容易生銹。那么，從物質(zhì)角度看，鐵生銹的“條件”是什么呢？
【師】接下來，我們就對鐵生銹的條件進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究。
1.首先是要明確問題，我們了解到鐵制品在潮濕的空氣中容易生銹，那么，鐵生銹可能與哪些物質(zhì)有關(guān)呢？
2.科學(xué)探究的第二個環(huán)節(jié)是猜想與假設(shè)。結(jié)合已有知識，我們猜想鐵生銹可能與空氣、水有關(guān)，并進(jìn)行以下三種假設(shè)：
第一種：僅有空氣存在即可生銹。第二種：僅有水存在即可生銹。
第三種：既有空氣又有水才可生銹。那么，到底是哪一種猜想是正確的呢？
3.為了驗(yàn)證猜想和假設(shè)，接下來就要設(shè)計驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)方案。如果我們用鐵釘來做實(shí)驗(yàn)的話，你會如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?br/>根據(jù)三種不同的假設(shè)，我們需要控制條件，做三個不同的實(shí)驗(yàn)。第一：讓鐵釘處于僅僅有空氣的試管中；第二：讓鐵釘處于僅僅有水的試管中；第三：讓鐵釘既與空氣又與水接觸。
那么，該如何實(shí)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)條件呢？大家知道，空氣中含有一定量的水蒸氣，水里也溶解有一定量的氧氣。如何除去空氣中的水蒸氣？如何除去水中的氧氣呢？請同學(xué)們閱讀課本 17-18 頁探究部分的內(nèi)容，回答以上問題。
除去空氣中的水蒸氣，我們可以用棉花包裹干燥劑放置試管內(nèi)，并塞緊膠塞，讓干燥劑
吸收試管內(nèi)的水分。
要除去蒸餾水中溶有的空氣，可以將蒸餾水煮沸，煮沸可以趕走溶解在水中的空氣，煮沸后要迅速冷卻，避免空氣再次溶解進(jìn)來，最后，還要在水面加一層植物油密封。
既有水又有空氣的條件最容易實(shí)現(xiàn)：把鐵釘放置在試管里的半水中就可以了。
4.接下來，就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。這是實(shí)施實(shí)驗(yàn)七天后的圖片。請同學(xué)們觀察現(xiàn)象。
我們發(fā)現(xiàn)，在干燥空氣的鐵釘和蒸餾水中的鐵釘無明顯變化。處于既有水又有空氣條件下的鐵釘在水面附近出現(xiàn)了紅色的銹跡。
5．因此我們可以得出結(jié)論：鐵釘在既有水又有空氣的條件下生銹。
【師】根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，你猜測鐵銹的成分是什么？你這種猜測的依據(jù)是什么？
我們已經(jīng)了解到，鐵銹是紅色的，氧化鐵粉末也是紅色的，因此，鐵銹的主要成分很可能是氧化鐵。這只是初步的猜測。
【師】 除了水，鐵生銹還和空氣的什么成分有關(guān)呢？請同學(xué)們閱讀表格中的空氣成分的信息，大膽猜測。
對空氣中各成分的性質(zhì)，大家一定不陌生，我們來回顧一下，氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在常溫下就能跟部分的金屬或非金屬發(fā)生反應(yīng)。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，焊接金屬時常被用作保護(hù)氣。稀有氣體性質(zhì)極為不活潑。二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，不助燃不可燃，能和水、澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)。氮?dú)饪梢宰龊附咏饘俚谋Ｗo(hù)氣，因此，氮?dú)獾目赡苄圆淮蟆Ｏ∮袣怏w的可能性也不大。二氧化碳在空氣中的含量很少，性質(zhì)也相對不活潑，可能性也不大。因此，最有可能的就是性質(zhì)活潑的氧氣了。
因此，我們猜測，鐵生銹可能主要和空氣中的氧氣、水有關(guān)。這個猜想是否成立？我們可以仿照剛才這個教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，找到證據(jù)證實(shí)或證偽。
經(jīng)研究表明，鐵生銹是鐵與氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)。其主要變化是：
Fe+O2+H2O→Fe2O3·xH2O
鐵銹的主要成分是帶有 x 個結(jié)晶水的氧化鐵。
所以，鐵制品銹蝕的條件是：鐵制品和氧氣、水充分接觸。
【師】接下來，請同學(xué)們閱讀資料信息，嘗試填寫以下表格。
關(guān)于表面氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鐵銹的結(jié)構(gòu)是疏松、易吸水，鋁的氧化膜非常致密、不透氣。關(guān)于是否持續(xù)生銹：由于鐵銹疏松透氣，不能阻礙內(nèi)層的鐵繼續(xù)生銹，因此鐵會一直生
銹。而鋁的氧化膜致密不透氣，阻礙了內(nèi)層的鋁繼續(xù)氧化，因此，鋁不會一直氧化。關(guān)于耐腐蝕性能：雖然鋁比鐵要活潑，但鋁的耐腐蝕性能要好過鐵。
教學(xué)環(huán)節(jié)三 防止鐵生銹的原理和措施
【師】根據(jù)有關(guān)報道，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。生活中常用的自行車用了哪些防銹措施呢？
三腳架處的防銹措施是刷了一層紅色的油漆。
鋼線和鋼圈銀光閃閃，是鍍了一層耐腐蝕的金屬鉻。
鏈條的防銹措施是涂油，既能隔絕空氣又能起到潤滑的作用。你對防止鐵制品生銹有何建議呢？
防止鐵制品生銹的一般思路：
（1）讓鐵制品隔絕氧氣，常用的方法是刷油、涂漆、鍍鉻等。
（2）讓鐵制品隔絕水，常用的方法是保持鐵制品表面的干燥。
（3）事實(shí)上還有一個思路，就是把鐵制品制成不易生銹的合金，比如在鐵中加入鉻和鎳制成不銹鋼等。
教學(xué)環(huán)節(jié)四：金屬資源保護(hù)。
【師】請同學(xué)們閱讀課本 18-19 頁內(nèi)容，回答以下問題。第一個問題，為什么要保護(hù)金屬資源呢？
這是一些常見的礦物可供開采的年限數(shù)據(jù)，即使是地殼中含量最高的鋁元素，也只有
200 多年的開采年限了。由此可見，金屬礦物的儲量是有限的，而且是不能再生的。因此，我們必須要保護(hù)好金屬資源。
第二個問題，如何保護(hù)金屬資源呢？有哪些途徑和措施？
第一個途徑，我們要防止金屬的銹蝕，措施有很多，如對金屬制品刷漆、鍍鉻，搪瓷，烤藍(lán)，制成耐腐蝕的合金等。
第二個途徑，對廢舊金屬進(jìn)行回收利用。這樣做的優(yōu)點(diǎn)有：1.可以節(jié)約金屬資源。
2.可以避免有害金屬對環(huán)境的污染。
3.能夠節(jié)約冶煉金屬的能源。
第三個途徑，要有計劃、合理的開采礦石，避免不必要的浪費(fèi)。第四個途徑，尋找金屬的替代品，比如以塑代鋼等。
我們來小結(jié)一下本課內(nèi)容。
課后請閱讀教材 19 頁的“討論”，思考第 21 頁的第 7 題。有興趣的同學(xué)可以設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究銅生銹的物質(zhì)條件。

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