初中3 钢铁的锈蚀与防护学案设计

4.3钢铁的锈蚀与防护

学习目标

1、了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法

2、认识回收利用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性

3、通过对钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深对科学探究获得知识各要素的理解，提高学生的科学素养

学习重难点

【学习重点】

导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法

【学习难点】

钢铁锈蚀因素的探究

学习过程

【基础知识预习】

知识链接

1、金属活动性顺序为  K Ca，Na，Mg，Al，Zn，Fe，Sn，Pb （H） Cu，Hg，Ag，Pt  Au

2、铁在 氧气 中燃烧生成  黑  色的  四氧化三铁 。有关方程式为 3Fe+2O2点燃Fe3O4

3、铁在 潮湿的空气 中容易生锈，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的  氧气  、  水蒸气 等物质发生化学反应的结果。铁在干燥的空气中  不易 与空气中的 氧气 反应，在潮湿的空中可以跟  氧气  反应生成  三氧化二铁 ，铁锈的成分比较复杂，主要成分是  Fe2O3 （填化式）。

4、钢铁的成分和环境的 温度 、 湿度 、 酸碱度  等都是影响钢铁锈蚀的因素。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与  氧气 和 水蒸气 的接触，还会把空气和 水分 保留在钢铁制品的表面，进一步加速钢铁的锈蚀。防止铁生锈的实质就是破坏铁生锈的条件，即让铁与_空气_或_水_隔绝。

活动一：铁生锈的条件

钢铁锈蚀的因素：铁在有  空气 和  水  等物质存在的条件下，发生复杂的化学反应，生成铁锈，其主要成分是氧化铁（ Fe2O3 ）。 由于铁锈是一种 疏松多孔  的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至全部被锈蚀。当铁接触易跟它发生反应的化学物质（如酸）时，就更容易被锈蚀了。

【课堂练习】

埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢的是（    ）

A.在干燥、致密的土壤中     B.在干燥、疏松的土壤中

C.在潮湿、致密的土壤中     D.在潮湿、疏松的土壤中

【答案】A

活动二：防止钢铁生锈的方法：

（1）保持铁制品表面的 干燥洁净 ；

（2）在铁制品表面覆盖 保护层 ，如在钢铁制品上 涂刷矿物油或油漆 、 覆盖搪瓷或塑料 、 镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层 等

（3）改善铁的内部结构：把铁制成 合金 。

【课堂练习】

为了防止家中的菜刀生锈，某同学设计了以下几种方案： ① 每天用机油擦拭一遍 ② 用完后保存在水中 ③ 擦干后用植物油涂抹 ④ 用干布把它擦干 ⑤ 用食醋涂抹 ⑥ 用酱油涂抹 ⑦ 用清水洗干净后迅速放进塑料袋中，并包裹好。合理可行的方案 ( 　)

A、①②③④⑥⑦ 　B、②③④    C、③④　 　　　 D、⑤⑥⑦

【答案】C

活动三：保护金属资源

1、金属资源的消耗：几种常见金属的开采年限，我们应该怎么办？

2、金属保护

（1）从资源的采掘与开发方面保护金属资源：

①  回收利用废旧金属 ；

②  合理开采金属矿物 ；

③  寻找金属的替代品 。

（2）从保护金属材料和制品方面保护金属资源：防止 金属腐蚀 。

【课堂活动】

活动一：铁生锈的条件

取3枚无锈的洁净铁钉，如下表图中所示分别装在不同条件的试管内，观察现象并记录：

活动二：防止钢铁生锈的方法

活动三：保护金属资源

达标检测

1．能解释“古代铁制品保存至今的很少”的理由是    (    )

A．铁元素在地壳里含量少    B．冶炼铁的原料少，且冶炼困难

C.铁易置换出其他金属       D.铁易生锈，且铁锈对铁制品无保护作用

 【答案】D

2．厨房下列用具在空气中最易锈蚀的是 (　　　 )

A、铜制火锅　　　 B、铁制烧锅    C、铝制水壶　　　 D、不锈钢餐具

 【答案】B

3.如图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带Ｕ型管的胶塞塞紧，Ｕ型管内水面处于同一高度。数天后观察到Ｕ型管内的水面 (　　　)

A.a 比 b 高　　B、 b 比 a 高  C、一样高　 D、无法判断

 【答案】A

    4、如图所示，在盛水的试管中放入一根洁净的铁钉，用带U形管的胶塞塞紧，U型管内水面处于同一高度，一周后观察铁钉和U型管内水面变化（　　）

【答案】C

【解析】A、铁钉生锈，水面不一样高．故选项错误；

B、铁钉生锈，水面不一样高．故选项错误；

C、铁钉锈蚀，铁钉生锈时消耗了试管中的氧气，压强减小，在外界大气压的作用下会出现水面左高右低．故选项正确；

D、U型管中的水不可能从右边全部溢出．故选项错误．

故选C．

5、为了防止钢铁制品生锈，可采取的措施是 (   )

①涂油  ②刷油漆  ③保持干燥  ④镀上其他金属  ⑤烤蓝  ⑥裹塑料布

A．①②③⑥   B．③④⑤⑥   C．②③④⑤   D．①②③④⑤

 【答案】D

6.铜锈的主要成分是铜绿[Cu2（OH）2CO3]，某同学为了探究铜在空气中生锈的条件，利用如图a所示的装置进行实验，经过近一个月的观察，该同学发现B中的铜钉生锈而A、C中的铜钉无明显变化；由此该同学得出结论：铜生锈的主要原因是铜与空气中氧气和水相互作用的结果．试回答：

（1）该同学得出的结论正确吗？______．

（2）你认为参与铜生锈的物质还可能有______，理由是______．

（3）为验证你的判断，可用图b所示的装置进行实验，其中NaOH溶液的作用是______；经过近一个月的观察，D中铜钉基本无变化．由此可认为：铜在______的条件下难以生锈，故参与铜生锈反应的物质是______．

【答案】（1）不正确；

（2）CO2；试管B中铜丝不仅与O2、H2O接触，还与空气中其他成分接触；

（3）除去空气中的二氧化碳；没有二氧化碳；O2、H2O、CO2．

【解析】（1）根据铜锈的主要成分是铜绿[Cu2（OH）2CO3]，可知结论铜生锈的主要原因是铜与空气中氧气和水相互作用的结果不正确，故答案为：不正确；

（2）根据铜锈的主要成分Cu2（OH）2CO3，可推断参与铜生锈的物质还可能有 CO2；理由是：试管B中铜丝不仅与O2、H2O接触，还与空气中其他成分接触；

故答案为CO2；试管B中铜丝不仅与O2、H2O接触，还与空气中其他成分接触；

（3）根据实验可推断，NaOH溶液的作用是：除去空气中的二氧化碳；根据实验现象可推断：没有二氧化碳的条件下铜难以生锈；故因此与铜生锈反应的物质是：O2、H2O、CO2．

故答案为：除去空气中的二氧化碳；没有二氧化碳；O2、H2O、CO2．