資源簡介

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9.3 金屬材料的銹蝕與防護(hù)
第九章 金 屬
情 境 導(dǎo) 入
9.3金屬材料的銹蝕與防護(hù)
鐵銹的危害鐵銹不僅會使得鋼鐵等金屬材料的機(jī)械性能下降,而且會對人類的生產(chǎn)和生活帶來極大的危害。鐵銹會使得各種鐵制品的使用壽命縮短,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)物變形、破壞,威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。
新 課 探 究
一、導(dǎo)致鋼鐵銹蝕的因素
活動探究---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(huán)境，你發(fā)現(xiàn)了什么？你認(rèn)為哪些因素可能導(dǎo)致鋼鐵的銹蝕？
〔猜想與假設(shè)〕
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(lián)系已有的鐵和氧氣反應(yīng)的知識，小明認(rèn)為水和氧氣可能是導(dǎo)致鋼鐵銹蝕的主要因素。你的猜想與假設(shè)是什么？
9.3金屬材料的銹蝕與防護(hù)
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情境導(dǎo)入
課堂小結(jié)
〔設(shè)計并實施實驗方案〕
鋼鐵的銹蝕到底與哪些因素有關(guān)呢？小明設(shè)計了如下實驗方案：
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?shù)囊话虢朐嚬苤械恼麴s水里，將試管敞口放置。
實驗 4：將潔凈鐵釘?shù)囊话虢朐嚬苤械氖雏}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。
請你按照小明的實驗方案驗證他的假設(shè)或自行設(shè)計實驗方案驗證你的假設(shè)。
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鋼鐵銹蝕的因素
實驗裝置
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鋼鐵銹蝕的因素
實驗現(xiàn)象
四天后觀察：
①②無明顯現(xiàn)象
③中整枚鐵釘嚴(yán)重銹蝕
④中整枚鐵釘變成一堆暗紅色
的鐵銹粉末，沉在試管底部
⑤中整枚鐵釘表面覆蓋了一層很厚的鐵銹
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鋼鐵銹蝕的因素
實驗分析
實驗結(jié)果 鐵釘接觸到的物質(zhì)
①
②
③
④
⑤
氧氣、水、酸
氧氣、水
水
氧氣
氧氣、水、氯化鈉
酸性溶液中易生銹
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(yán)重
鐵不生銹
鐵不生銹
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鋼鐵銹蝕的因素
實驗結(jié)論
鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。
鋼鐵的成分以及環(huán)境的
溫度、濕度、酸堿性等都是影響鋼鐵銹蝕的因素。
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鋼鐵銹蝕的因素
交流共享反思
鋼鐵銹蝕后會生成鐵銹（主要成分是氧化鐵 Fe2O3）。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(jìn)一步加速銹蝕。因此，當(dāng)鋼鐵制品表面生銹時，應(yīng)及時除銹并做防銹處理。
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二、減緩鋼鐵銹蝕的方法
人類為金屬的銹蝕付出了巨大的代價。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界各國每年因金屬銹蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)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(shù)字！我們怎樣才能防止或減緩金屬的銹蝕呢？
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水
空氣
同時滿足
鐵生銹的條件
怎樣防止鐵生銹呢？
破壞其中任意一個條件。
破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣或氧氣或隔絕水。
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②改變金屬的組成和結(jié)構(gòu)（如制成不銹鋼合金）等。
防止鐵制品防腐蝕的方法
①在金屬表面涂覆保護(hù)層、鍍上一層不易銹蝕的金屬或用“烤藍(lán)”等方法形成致密保護(hù)層。
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思考與討論
2．自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？
1．通過對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？
保持鐵制品表面潔凈干燥或在鐵制品表面涂油、噴漆或制成合金等。
支架——刷漆；鏈條——涂油；
鋼圈——鍍鉻。
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三、廢舊金屬的回收利用
廢舊金屬對環(huán)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(chǎn)生凝固作用，不易被代謝出體外，在生物體內(nèi)積蓄至一定量之后，會造成慢性中毒，最終可能導(dǎo)致生物體死亡。
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回收利用廢舊金屬既可以保護(hù)環(huán)境，又能節(jié)約資源和能源。
例如，回收一個廢棄的鋁質(zhì)易拉罐要比制造一個新易拉罐節(jié)省大約 20% 的成本，還可節(jié)約 90% ～ 97% 的能源。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(jié)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。
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保護(hù)金屬資源的方法
金屬的回收利用
①防止金屬的腐蝕；
②回收利用廢舊金屬；
③合理有效地開采礦物；
④尋找金屬的代用品。
課 堂 小 結(jié)
金屬資源保護(hù)
保護(hù)金屬資源的有效途徑
鐵生銹的條件
鐵與氧氣、水同時接觸
防止鐵生銹的措施
保持鐵制品表面的潔凈和干燥
在金屬制品表面涂覆保護(hù)層
改變金屬的組成和結(jié)構(gòu)（如制成不銹鋼合金）
防止金屬腐蝕
回收利用廢舊金屬
有計劃、合理地開采礦物
尋找金屬的代用品
9.3金屬材料的銹蝕與防護(hù)
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隨堂訓(xùn)練
1.（2024 雨城區(qū)校級一模）“中國制造”、“一帶一路”的基礎(chǔ)建設(shè)都需要用到大量金屬材料。下列有關(guān)金屬材料的說法正確的是（　　）
A．肆意開采金屬礦物
B．合金中只含金屬元素
C．生銹的鐵制品沒有回收價值
D．合金的熔點(diǎn)一般比組成它的純金屬低
D
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2.（2024 岳麓區(qū)校級三模）埋藏地下兩千多年的越王勾踐劍，出土?xí)r銹蝕輕微。下列原因分析錯誤的是（　　）
A．埋藏的環(huán)境中空氣流通且非常潮濕
B．劍身表面可能有一層致密的保護(hù)膜
C．埋藏的環(huán)境中氧氣少且較干燥
D．寶劍由抗腐蝕性能好的合金制成
A
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3.（2024 濱州）下列做法不能減緩或防止鋼鐵銹蝕的是（　　）
A．經(jīng)常用食鹽水清洗鐵制品
B．保持鐵制品表面清潔干燥
C．在鐵制品表面涂油漆
D．在鋼鐵的表面鍍一層不易銹蝕的金屬
A
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4.（2024 深圳）以下實驗現(xiàn)象，正確的是（　　）

A．如圖甲，思考樂大海同學(xué)通入硫酸銅溶液后，可以用鐵把銅析出B．反應(yīng)后電子秤的示數(shù)為230.5g
C．對比實驗乙的①③：可以探究接觸空氣是否是鐵生銹的條件之一D．圖乙一周過后，②鐵釘產(chǎn)生的鐵銹最多
B
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5.（2024 吉林）蒸汽眼罩可以舒緩眼部疲勞，其填充物的主要成分是：鐵粉、食鹽和活性炭等。
（1）金屬資源的利用：蒸汽眼罩使用時發(fā)熱是因為鐵粉生銹，其原理是鐵粉與空氣中的水和 反應(yīng)；
（2）金屬資源的保護(hù)：蒸汽眼罩使用前需要 保存，防止鐵粉生銹；
（3）結(jié)合上述問題，談?wù)勀銓﹁F生銹利或弊的認(rèn)識 　 　。
氧氣
密封
利：鐵生銹放熱，制成暖寶（弊：造成金屬銹蝕，浪費(fèi)資源）

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