九年级化学下册第八单元《金属和金属材料》课题3 金属资源的利用和保护（二）
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第八单元《金属和金属材料》课题3 金属资源的利用和保护（二）
知识回顾
一、铁的冶炼
1、实验室及工业炼铁原理：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2、工业炼铁原料：
铁矿石、焦炭、石灰石
二、含杂质的物质的化学方程式的计算：
m(纯)=m(不纯)×纯度
资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。
资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%。
金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废旧金属的回收利用。
二、金属资源保护
1、金属的腐蚀和防护
[探究]铁制品锈蚀条件
铁钉锈蚀条件的探究
①铁钉一半在蒸馏水里另一半在空气中
②铁钉浸没在蒸馏水中上面用植物油密封
③铁钉放在干燥的空气中
【现象】
1号试管中铁钉生锈
2号试管中铁钉没有生锈
3号试管中铁钉也没有生锈
想一想
1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？
是为了防止蒸馏水中溶有氧气。
2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？
不能，因为铁锈是疏松的。
3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？
小结
1、铁制品锈蚀原理
铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程
2、铁生锈条件
①铁与氧气、水同时接触
②生成物不会对反应阻碍作用
铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
铁锈的特点：疏松多孔，因此铁制品可以全部锈蚀，故生活中铁制品生锈后要及时除锈
3、铁制品的防护措施
防止铁生锈的原理：就是破坏铁生锈的条件
防止铁生锈方法：①隔绝空气
②隔绝水
③改变金属内部结构
只要采取任何一种方法都可以防止铁生锈
·形成保护层
刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）
电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等
·改善腐蚀环境
保持铁制品表面干燥和洁净
·改变金属的内部结构
制成合金，如不锈钢
你说我说
自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？
推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，若无空气中的O2、H2O、CO2等对铜发生作用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。
用白醋浸泡可除去铜锈。
讨论
对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？
废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？
二、金属资源保护
2、金属资源保护
（1）防止金属腐蚀
（2）回收和利用废旧金属
你知道吗？
据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼的比例，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁制品得到了回收利用。
废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。这是一举两得的好事。
（3）有计划、合理开采矿，严禁不顾国家利益溢采乱挖矿藏。
（4）寻找金属的代用品。随着科学技术的发展新材料层出不穷。目前广泛用塑料来代替钢和其他合金。
废弃金属的回收有什么意义？
·可节约金属资源
·由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源
·降低金属制品的生产成本，可方便人们得到赞美价廉的金属制品
·可减少金属对环境的污染
小结：
铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。
破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。
防止铁生锈的方法为：
保持铁制品表面干燥和洁净
在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、“烤蓝”等
制成合金钢
保护金属资源的有效途径是：
防止金属腐蚀
回收利用废旧金属
合理有效的开采矿物
寻找金属的代用品
物尽其用
我会做
1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（ ）
（1）在干燥的空气中
（2）在潮湿的空气中
（3）部分浸入食盐水中
（4）浸没在植物油中
2、下列做法能防止铁制品生锈的是（ ）
A、自行车脏了用清水冲洗
B、用废酸液冲洗铁制污水管道
C、在铁制篮球架上刷一层油漆
D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是（ ）
A、回收利用电池外壳的金属材料
B、防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染
C、回收处理加工后重新出售
D、回收利用电池中的石墨电极
4、家庭中用的铁锅，在下列情况下最易生锈的是（ ）
A、装满水的铁锅
B、熬过猪油末洗的铁锅
C、洗净后末擦干的铁锅
D、洗净并烘干的铁锅
5、（1）下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸②废电池③废弃橡胶、塑料制品④易拉罐饮料瓶⑤废弃电线⑥破旧铁锅、铝壶⑦变质剩饭菜⑧瓜皮果壳⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有______。回收利用与保护金属资源的相关联的是______。
（2）请你联系实际提出两条节约金属资源的建议：_________，_________。
综合运用
生活中常常有这样的现象：一件普通的铁器，如不精心保养便会生锈。若不引起注意，锈斑蔓延开来，就会吞噬整个铁器，人们称这种现象为“锈吃铁”。请用有关知识解释铁生锈与“锈吃铁”的原因。
回答下列问题
1、为什么沙漠地区的铁制品锈蚀的速度慢？
2、被雨水淋湿的自行车，为什么须先用于布擦净后才能用带油的布擦？
探究铜生锈的条件：铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3]，某同学为探究铜在空气中生锈的条件，利用图1所示的装置进行实验，经过一个月的观察，该同学发现B中铜丝生锈，而A、C中铜丝无明显变化，该同学由此得出结论：铜生锈的主要原因是铜与空气中的氧气和水相互作用的结果。
（1）该同学得出的结论正确吗？
（2）你猜测一下参与铜生锈的物质还可能有______。
（3）为验证你的判断，可用图2所示装置进行实验，其中NaOH溶液的作用是______。
经过近一个月的观察，D中的铜丝基本无变化，由此可认为：铜在有氧气和水的条件下难以生锈，参与铜生锈反应的物质有______。
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