資源簡介

(共25張PPT)
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　金屬資源保護
2022年版課標要求：
1.內(nèi)容要求：①以鐵生銹為例，了解防止金屬腐蝕的常用方法。②了解廢棄金屬對環(huán)境的影響及金屬回收再利用的價值。③認識金屬礦物是寶貴的自然資源，形成保護和節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識與社會責任。
2.學業(yè)要求：從辯證的角度，初步分析和評價物質的實際應用，對金屬材料使用與金屬資源開發(fā)、資源回收等社會性科學議題展開討論，積極參與相關的綜合實踐活動。
人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，提取數(shù)以億噸計的金屬。
但是，世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產(chǎn)量的20%~40%。
防止金屬腐蝕已成為科學研究和技術領域中的重大問題。
知識點1　金屬的腐蝕
完成課本第19、20頁“探究　鐵釘生銹的條件”，填寫有關內(nèi)容：
【問題】
鐵釘容易生銹（鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O）。那么，鐵釘生銹需要哪些條件呢？
【實驗】
現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和氯化鈣（干燥劑）。你還可以選用其他物品。完成有關實驗內(nèi)容：
思考：為什么要用蒸餾水？_________________________。
要除去水中溶解的氧氣
裝置 鐵釘一半浸在蒸餾水中 鐵釘全部浸沒在蒸餾水中，水面上加一層植物油（目的：隔絕　 ） 鐵釘在干燥的空氣中
現(xiàn)象
鐵釘生銹，水面附近銹蝕最嚴重
鐵釘不生銹
鐵釘不生銹
空氣
【分析與結論】
（1）上述實驗設計是如何控制變量的？對比實驗①②：控制____________等因素不變，通過有無________存在時的實驗，說明鐵釘生銹需要空氣；對比實驗①③：控制____________等因素不變，通過有無________存在時的實驗，說明鐵釘生銹需要水。
（2）對鐵釘生銹的條件，你能得到哪些結論？鐵生銹的主要 條件為___________________________________。
空氣
鐵釘、水
鐵釘、空氣
水
與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸
【知識小結】
（1）鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與____________等發(fā)生化學反應的過程。
（2）鐵制品可以全部銹蝕，原因是鐵與氧氣、水等反應生成的鐵銹很________，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應。
氧氣、水
疏松
課堂精練
例1　某同學設計如圖實驗探究鐵銹
蝕的條件（鐵釘潔凈無銹）。
（1）一段時間后，只有實驗______
（填序號，下同）中鐵釘銹蝕。
（2）通過對比實驗______和______，得出只有水無法使鐵銹蝕。
（3）實驗B中植物油的作用是______________。蒸餾水要事先煮沸并迅速冷卻的目的是_____________________________ ___________________________。
A
A
B
隔絕空氣
除去水中溶解的氧氣并防止空氣中的氧氣再溶解到水中
1．（2023攀枝花中考）根據(jù)鐵銹蝕的條件判斷，下列鐵釘最容易生銹的是 （　　）
A B
C D
D
2．（2024陽江一模）將鐵粉和炭粉的混合物用食鹽溶液潤濕后，置于如圖裝置中，進行鐵的銹蝕實驗。下列有關說法正確的是（　　）
A．鐵銹蝕后生成四氧化三鐵
B．一段時間后，打開彈簧夾，右側
試管中導管內(nèi)液面上升
C．該實驗可證明炭粉會加快鐵銹蝕
D．若用水代替食鹽溶液，則鐵粉不能發(fā)生銹蝕
技巧點撥　（1）鐵銹蝕屬于緩慢氧化，該過程放出熱量（“暖寶寶”發(fā)熱的原理）。（2）在高溫、酸性、食鹽溶液等環(huán)境中，鐵銹蝕的速率會加快。
B
3．（拓展遷移）某同學根據(jù)銅綠的成分Cu2（OH）2CO3作出猜想：銅銹蝕的條件除了有氧氣和水外，還必須有二氧化碳。為證明“必須有二氧化碳”，需要進行如圖實驗中的 （　　）
A．甲和乙 B．甲和丁
C．乙和丁 D．丙和丁
B
（1）通過對鐵釘生銹條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？
（2）自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了哪些防銹措施？
對防止鐵制品銹蝕的建議 自行車的某些構件采取的防銹措施 支架
鏈條
鋼圈
噴漆
涂潤滑油
電鍍
①保持表面清潔干燥；
②覆蓋一層保護膜(如涂油、噴漆或電鍍等)；
③制成合金(如制成不銹鋼)
知識點1　防銹的原理及方法
防止鐵生銹的方法
機械表面涂防銹油
表面燒涂搪瓷
鍍其他金屬
烤藍
車船的表面
涂上油漆
例2　（2023青島中考）下列防銹方法中，與其他三種方法原理不同的是 （　　）
A．制成合金 B．表面刷漆 C．表面涂油 D．覆蓋塑料
　 4．下列有關金屬銹蝕與保護措施的說法中，錯誤的是 （　　）
A．鐵銹蝕的實質是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生了化學反應
B．同樣的鐵制品在潮濕多雨的東南地區(qū)比在干燥的西北地區(qū)更
易銹蝕
C．鋁的抗腐蝕性能比鐵強，生活中可用鋼絲球洗刷鋁鍋
D．為防止鐵制雕像銹蝕，用自來水沖洗其表面的灰塵后應及時擦干
A
C
課堂精練
資料：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藏量，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（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回收利用等）。
知識點3　保護金屬資源
1．金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，因此應保護金屬資源。
2．保護金屬資源的有效途徑：
（1）防止金屬__________； （2）__________廢舊金屬；
（3）有計劃、合理地____________；（4）尋找金屬的_________。
腐蝕
回收利用
開采金屬礦物
代用品
回收廢舊金屬有什么意義？
1.可節(jié)約金屬資源
2.可節(jié)約能源
3.降低金屬使用成本
4. 可減少重金屬對水體和土壤的污染
據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐要便宜20%，而且還可節(jié)約金屬資源和95%的能源，可見回收利用廢金屬，具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。
【思考與討論】查閱資料，了解我國的稀土儲量、稀土生產(chǎn)量，以及我國稀土資源的利用與保護，并與同學交流。
稀土元素是儲量較少的一類金屬元素的統(tǒng)稱，有“工業(yè)的維生素”的美譽，是重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應用于新能源、新材料、航空航天、電子信息等尖端科技領域。
說到我國的稀土，必須感謝一位國際著名的中國化學家，他就是2008年度國家最高科學技術獎獲得者徐光憲院士。徐光憲和他的團隊提出了稀土分離技術，使我國能夠自主分離稀土產(chǎn)品，打破了發(fā)達國家在國際稀土市場上的壟斷地位。到目前為止，我國的稀土儲量居世界第一位，稀土的年生產(chǎn)量和年消費量也都居世界前列。
課堂精練
例3　我國礦物資源比較豐富，但不能再生。下列能保護金屬資源的是 （　　）
A．廢舊金屬隨意丟棄
B．將鐵制品放置在潮濕的空氣中
C．任意開采礦物資源
D．自來水管用塑料管材代替鐵管
5．下列關于金屬材料回收利用的說法錯誤的是（　　）
A．可以防止金屬銹蝕 B．可以節(jié)約能源
C．可以減少對環(huán)境的危害 D．可以節(jié)約金屬資源
D
A
素養(yǎng)提升
1．（2023中山三模）深中通道是我國的一項超級工程，其中建設大橋時使用了大量鋼材。為保證大橋的使用壽命，下列措施錯誤的是 （　　）
A．在鋼材表面鍍一層銅
B．用生鐵代替鋼材
C．制成耐海水腐蝕的特種鋼
D．鋼索外包裹一層橡膠
B
2．某品牌“暖寶寶”說明書的部分內(nèi)容如圖，使用時能快速發(fā)熱。下列說法錯誤的是（　　）
A．使用時鐵粉發(fā)生緩慢氧化
B．使用時黑色固體粉末逐漸變?yōu)榧t棕色
C．氯化鈉是鐵銹蝕的條件之一
D．粉末狀成分有利于發(fā)熱
C
3．（創(chuàng)新實驗）如圖是探究鐵銹蝕條件的裝置。調節(jié)L端與R端的液面高度一致，塞緊橡膠塞，一周后觀察。下列推斷正確的是 （　　）
A．a(chǎn)、b管中鐵釘均發(fā)生銹蝕
B．L端與R端液面高度仍然保持一致
C．植物油起液封作用，防止水蒸氣進入b管
D．該實驗說明鐵銹蝕只與水有關
C
4．興趣小組進行鐵生銹的實驗探究活動，將螺旋狀的光亮鐵絲分別置于如圖裝置中，一段時間后觀察。
（1）　　　　（填序號）中鐵絲出現(xiàn)了明顯的銹跡，且試管中液面　　　　（填“上升”或“下降”）。
（2）對比①③可知，鐵生銹與空氣中的　　　　有關。
①
上升
氧氣
5．易錯辨析。判斷下列說法是否正確，對的打“√”，錯的打“×”。
（1）鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應，因此鐵制品可以全部銹蝕。 （　　）
（2）防止鐵銹蝕必須同時隔絕氧氣和水。 （　　）
（3）用“銀粉漆”（鋁粉）涂在鐵欄桿表面防銹，是因為鋁的化學性質不活潑。 （　　）
√
×
×
金屬
資源
的利
用和
保護
鐵的冶煉
原理
原料
設備
產(chǎn)品
利用
保護
鐵生銹
的條件
防止
鐵生
銹的
措施
保護金屬資源
與氧氣、水
同時接觸
在鐵制品表面覆
蓋保護層
保持鐵制品表面
潔凈與干燥
改變金屬組成，
制成合金
3CO +Fe2O3
2Fe +3CO2
鐵礦石、焦炭、
石灰石、空氣
高爐
生鐵
高溫
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