金属的防护和回收1教材课件

上节课我们学习了工业炼铁和炼钢的原理，请同学们回忆一下有关的知识。钢铁有什么用途面临钢铁的最大问面临钢铁的最大问题是什么呢？题是什么呢？第三节第三节 金属的防护和回收金属的防护和回收据据估计，全世界每年被腐蚀损耗的钢铁估计，全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的材料，约占全年钢铁产量的十分之一十分之一金属锈蚀给人类带金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。来了巨大的损失。我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国内生产总值的失约占国内生产总值的34,如如1995年年我国的金属损失约为我国的金属损失约为1500亿元亿元。那么如。那么如何防止钢铁腐蚀显然是一个意义十分重大的何防止钢铁腐蚀显然是一个意义十分重大的课题。课题。铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀为了减少损失，为了减少损失，需要探究金属锈需要探究金属锈蚀的原因、防护蚀的原因、防护的方法和废金属的方法和废金属的回收利用的回收利用如何防锈如何防锈 关于钢铁锈蚀，你可能看到关于钢铁锈蚀，你可能看到过一些事实，做过一些实验，把过一些事实，做过一些实验，把你知道的钢铁锈蚀的主要因素跟你知道的钢铁锈蚀的主要因素跟同学们交流同学们交流研究性学习研究性学习:铁的生锈过程铁的生锈过程看看课本的活动与探究看看课本的活动与探究探索求真探索求真我的我的猜测猜测我我设计的实验方案设计的实验方案可能与可能与O2反应反应铁放在干燥空气中铁放在干燥空气中 可能与水反应可能与水反应 可能与可能与O2、水、水共同作用共同作用 可能与氯化钠等可能与氯化钠等反应反应 可能与酸反应可能与酸反应 铁浸没在冷却的沸水中铁浸没在冷却的沸水中 铁一半浸在水中铁一半浸在水中 铁一半浸在食盐水中铁一半浸在食盐水中 附硫酸的铁在空气中附硫酸的铁在空气中 全浸在水中全浸在水中干燥空气中干燥空气中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中稀稀H2SO4中中具体操作具体操作 一周后一周后铁钉沾了酸液铁钉沾了酸液:铁钉严重锈蚀铁钉严重锈蚀铁钉浸没一半的在食盐水中：铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉浸没一半在水中：铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈铁钉完全浸没在煮沸的水中：铁钉完全浸没在煮沸的水中：铁未生锈铁未生锈铁钉放在干燥的空气中：铁钉放在干燥的空气中：铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中稀稀H2SO4中中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中干燥空气中干燥空气中在在空气中锈蚀，实际上是空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气、氧气、水水等物质相互作用，发生一系列复等物质相互作用，发生一系列复杂的杂的化学变化化学变化，使，使铁转化为铁的化铁转化为铁的化合物合物的过程的过程铁锈成分复杂，主要是氧化铁它是一种疏松多孔的物质 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。被完全锈蚀。钢铁还会被环境中的其他物质锈蚀钢铁还会被环境中的其他物质锈蚀在切过在切过咸菜的铁质菜刀同一面上选相咸菜的铁质菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验近的三处进行下列实验一处：用湿棉球湿润；一处：用湿棉球湿润；一处：用干布檫干一处：用干布檫干一处：用干布檫干后，涂上一层食油；一处：用干布檫干后，涂上一层食油；放置一昼放置一昼夜，观察夜，观察菜刀三处菜刀三处表面发生表面发生的变化的变化与与空气（氧气）空气（氧气）接触接触与水与水接触接触1 1铁铁生生锈锈是是铁铁与与氧氧气气、水水等等物物质质相相互互作用。（缓慢氧化作用。（缓慢氧化,放热）放热）2.2.在有盐和酸性条件下会加快生锈速率在有盐和酸性条件下会加快生锈速率3 3铁铁锈锈（混混合合物物）的的主主要要成成分分是是氧氧化化铁铁Fe2O3,红棕色红棕色.结结 论论:在在在在水、氧气水、氧气水、氧气水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。铁锈铁锈-混合物混合物(主要成分主要成分Fe2O3 xH2O)加快加快铁铁生生锈锈速率的情速率的情况况酸酸性污染物的存在性污染物的存在(酸雨酸雨)加快生加快生锈锈速度速度离离子化合物的存在子化合物的存在(氯化氯化钠钠)高溫高溫(加快化加快化学学反反应应速度速度)与活泼性较低与活泼性较低金金属属接接触（触（置置换反应换反应)经经刮擦或凹凸扭曲刮擦或凹凸扭曲表面表面(增增加接加接触触面面)想一想想一想阅读教材阅读教材阅读教材阅读教材P18P18页，回答下列问题：页，回答下列问题：页，回答下列问题：页，回答下列问题：1 1、试管、试管、试管、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？加入植物油？加入植物油？加入植物油？2 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层、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？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？锈的原理吗？是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。是为了防止蒸馏水中溶有氧气。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。不能，因为铁锈是疏松的。怎么防止钢铁的生绣呢怎么防止钢铁的生绣呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在在机械表面涂防锈油机械表面涂防锈油在在面盆、杯子、面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜人们通常采用在钢铁的表面覆盖保护层的方法来人们通常采用在钢铁的表面覆盖保护层的方法来防止钢铁生锈。防止钢铁生锈。防锈方法防锈方法.加上油漆、塑加上油漆、塑胶层胶层或或涂涂油等油等 .镀镀上上耐磨或耐腐蚀的耐磨或耐腐蚀的金金属属,如如镀镍、铬镀镍、铬或或锡锡等等 .通过化学反应在铁通过化学反应在铁制品表面生成一层致密制品表面生成一层致密的氧化物薄膜的氧化物薄膜(如烤蓝如烤蓝).在铁中加入其它金属在铁中加入其它金属改变其内部结构，制成改变其内部结构，制成铁合金（如不锈钢）铁合金（如不锈钢）自行车支架、链条、钢自行车支架、链条、钢圈分别采用了什么圈分别采用了什么防锈措施？防锈措施？支架支架除了除了防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。链条链条最易磨损，常常涂上润滑油的方法来最易磨损，常常涂上润滑油的方法来防锈。防锈。钢圈钢圈要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。怎样才能防止钢铁锈蚀？请说出你的看怎样才能防止钢铁锈蚀？请说出你的看法和你所知道的各种防锈方法，并跟同学们法和你所知道的各种防锈方法，并跟同学们交流、讨论，然后尝试对这些方法进行分类交流、讨论，然后尝试对这些方法进行分类 铝铝比铁更比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起来防止铝继续与氧气反应，从而起来“自我保护自我保护”的作用的作用所谓所谓“电化铝电化铝”是指用特殊是指用特殊方法十铝表面形成加厚的氧方法十铝表面形成加厚的氧化铝保护层的铝材料。化铝保护层的铝材料。钢钢 铁铁 防防 锈锈 的的 方方 法法通过学习，通过学习，我知道了。我知道了。我开小结我开小结防止钢铁防止钢铁生锈方法生锈方法金属的防护金属的防护(1)(1)隔绝开空气或氧气隔绝开空气或氧气 (2)(2)隔绝与水接触隔绝与水接触具体方法具体方法:1.1.“穿外衣穿外衣”加一层保加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）电镀、致密的氧化膜）2.2.“打强心针打强心针”在铁中在铁中加入其它金属改变其内部结加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）构，（如：制成不锈钢）防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理就是破坏铁生就是破坏铁生就是破坏铁生就是破坏铁生 锈的条件锈的条件锈的条件锈的条件隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝水隔绝水隔绝水隔绝水隔绝水和空气隔绝水和空气隔绝水和空气隔绝水和空气 改变内部结构改变内部结构改变内部结构改变内部结构合作探究合作探究 观察家庭小实验的现象，合作讨论防止金观察家庭小实验的现象，合作讨论防止金属腐蚀的方法，并对这些方法进行分类。属腐蚀的方法，并对这些方法进行分类。避免钢铁与氧避免钢铁与氧气、水接触气、水接触 2.在钢铁表面覆盖保护在钢铁表面覆盖保护层层:涂防锈油、喷涂油漆、涂防锈油、喷涂油漆、烧涂搪瓷、镀一层起保烧涂搪瓷、镀一层起保护作用的其他属。护作用的其他属。避免钢铁与水接触避免钢铁与水接触 1.保持钢铁制品保持钢铁制品表面洁净、干燥表面洁净、干燥改变钢铁的内部结构改变钢铁的内部结构 3.3.在钢铁中加入铬、在钢铁中加入铬、镍等（不锈钢）镍等（不锈钢）提问提问:氧化铁能像铝壶表面的氧化氧化铁能像铝壶表面的氧化铝膜一样阻止铁继续生锈吗？铝膜一样阻止铁继续生锈吗？铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我自我保护保护”食品包装盒中常放有一小袋粉末状物食品包装盒中常放有一小袋粉末状物质，该物质对食品同时具有质，该物质对食品同时具有防潮防潮和和防氧防氧化作用化作用。玲玲同学从超市购买的食品包。玲玲同学从超市购买的食品包装盒中取出装有粉末状物质的小袋，撕装盒中取出装有粉末状物质的小袋，撕开后发现袋里有板结的铁锈。试推测粉开后发现袋里有板结的铁锈。试推测粉末状物质是什么？其作用原理是什么？末状物质是什么？其作用原理是什么？铁生锈的应用铁生锈的应用:回收废旧金属，不仅可以回收废旧金属，不仅可以节约矿产资源、节约能源，还节约矿产资源、节约能源，还能防止污染环境。能防止污染环境。废金属，一般是指废钢铁、废有色金属，废稀有、贵废金属，一般是指废钢铁、废有色金属，废稀有、贵重金属和报废的汽车、锅炉、机电产品及设备等。重金属和报废的汽车、锅炉、机电产品及设备等。废金属弃置不用，不仅是资源的极大浪费，而且占用土地，废金属弃置不用，不仅是资源的极大浪费，而且占用土地，污染环境污染环境。另外，寻找金属的替代品也另外，寻找金属的替代品也可节约金属资源。可节约金属资源。矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物矿物的储量有限，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）。些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。金属资源保护金属资源保护 怎样保护金属资源？怎样保护金属资源？（1 1）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀 （2 2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜饮料罐要便宜20%20%，而且还可节约金属资源和而且还可节约金属资源和95%95%的的能源能源。1t1t废钢铁回炉冶炼可炼成近废钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t的钢，跟用铁的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约矿石冶炼比，能节约11t11t煤和铁矿石，减少污染空煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒气的悬浮微粒11kg11kg。目前世界上已有目前世界上已有50%50%以上的铁以上的铁的的90%90%以上的金得到了回收利用。以上的金得到了回收利用。你知道吗？你知道吗？讨讨 论论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可可可可节约金属资源节约金属资源节约金属资源节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可弃金属并再利用可弃金属并再利用可弃金属并再利用可节约能源节约能源节约能源节约能源v 降低降低降低降低金属制品的金属制品的金属制品的金属制品的生产成本生产成本生产成本生产成本，可方便人们，可方便人们，可方便人们，可方便人们得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可可可可减少减少减少减少金属对金属对金属对金属对环境的污染环境的污染环境的污染环境的污染我国在回收废金属上有何成就？我国在回收废金属上有何成就？我国废旧金属的回收再利用已经被许多发达国我国废旧金属的回收再利用已经被许多发达国家政府高度重视。我国铜的再生利用率在家政府高度重视。我国铜的再生利用率在1992年、年、1994年和年和1996 年间分别占当年精炼铜产量的年间分别占当年精炼铜产量的36、35.8和和61，与发达国家相近。但铝的平均回收，与发达国家相近。但铝的平均回收率不足率不足3，锌的回收率不足，锌的回收率不足5。随着我国金属用。随着我国金属用量的不断增加，再生利用废旧金属对于缓解资源短量的不断增加，再生利用废旧金属对于缓解资源短缺具有重要作用，意义深远。缺具有重要作用，意义深远。通过调查或查阅有关资料，了解：通过调查或查阅有关资料，了解：1、废金属会对环境产生那些危害？、废金属会对环境产生那些危害？2、调查当地（或你家中）有那些废金属。、调查当地（或你家中）有那些废金属。估算一下在一年内当地（或你家中）大约可产生多少废金估算一下在一年内当地（或你家中）大约可产生多少废金属？并了解废金属的回收和利用的情况（或提出回收利用属？并了解废金属的回收和利用的情况（或提出回收利用的方案与建议）的方案与建议）（1 1 1 1）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀（2 2 2 2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属 （3 3 3 3）计划、合理开采矿物）计划、合理开采矿物）计划、合理开采矿物）计划、合理开采矿物 （4 4 4 4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品课堂小结课堂小结 一、钢铁的锈蚀及其防护一、钢铁的锈蚀及其防护1、钢铁锈蚀的原因：、钢铁锈蚀的原因：（1）主要是铁与水、氧气、二氧化碳等物质的作用）主要是铁与水、氧气、二氧化碳等物质的作用（2）铁还会被环境中的其他物质锈蚀）铁还会被环境中的其他物质锈蚀2、防止钢铁生锈的常见做法：、防止钢铁生锈的常见做法：（1）在钢铁表面覆盖保护层。（例如：喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪等。）在钢铁表面覆盖保护层。（例如：喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪等。）（2）镀上其他金属作为保护层。（例如：镀锡、镀锌、镀铬等）镀上其他金属作为保护层。（例如：镀锡、镀锌、镀铬等）（3）其他方法。）其他方法。例如：防锈纸、表面发黑（发蓝）处理、改变金属成分（如例如：防锈纸、表面发黑（发蓝）处理、改变金属成分（如不锈钢）等等。不锈钢）等等。二、废金属的回收和利用：二、废金属的回收和利用：1、废弃金属的危害、废弃金属的危害（1）极大的资源浪费）极大的资源浪费（2）严重的环境污染）严重的环境污染2、回收金属的重要意义、回收金属的重要意义 节约矿产资源、节约能源等。节约矿产资源、节约能源等。课堂练习课堂练习 1、小明发现家里的铜器表面小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀刮生了一层绿色物质，用小刀刮去后见到原来红色的铜。去后见到原来红色的铜。小明小明去问老师，老师告诉他这是铜去问老师，老师告诉他这是铜生了，生了，这层绿色物质叫这层绿色物质叫“铜绿铜绿”,学名叫学名叫“碱式碳酸铜碱式碳酸铜”,化学式为化学式为:Cu2（OH）2CO3。据此你能帮助小明分析铜器生据此你能帮助小明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是锈的原因吗？你的推理依据是什么？你如何帮助小明将铜器什么？你如何帮助小明将铜器上的锈除去？上的锈除去？1、在潮湿的空气中铜与氧气、在潮湿的空气中铜与氧气、水、水、二氧化碳等作用生成了二氧化碳等作用生成了铜绿。铜绿。推理依据是按铜绿的推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含化学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，四种元素，若无空气若无空气中的中的O2、H2O、CO2 等对铜等对铜发生作用则铜绿中不可能含发生作用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可等元素。用白醋浸泡可除去铜锈。除去铜锈。2、家用铝锅内的脏物能用、家用铝锅内的脏物能用钢丝球擦洗吗？为什么？钢丝球擦洗吗？为什么？2、不能。钢丝球会破坏铝锅表、不能。钢丝球会破坏铝锅表面的致密氧化物保护膜，会加面的致密氧化物保护膜，会加速铝锅腐损。应改用洗洁精浸速铝锅腐损。应改用洗洁精浸洗等方法洗等方法 探究性学习作业探究性学习作业丽江的交通栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段时间后丽江的交通栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段时间后就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施。措施。你的假设你的假设：铁栅栏生锈的：铁栅栏生锈的原因、原因、。你的方案你的方案：针对这些原因，可采取下列措施。：针对这些原因，可采取下列措施。第一步：第一步：。第二步：第二步：。第三步：第三步：。1、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（）A、在潮湿、致密的土壤中、在潮湿、致密的土壤中 B、在干燥、致密的土壤中、在干燥、致密的土壤中 C、在潮湿、疏松的土壤中、在潮湿、疏松的土壤中 D、在干燥、疏松的土壤中、在干燥、疏松的土壤中 2、下列物品需采用防锈措施的是（、下列物品需采用防锈措施的是（）A铁制防盗网铁制防盗网 B不锈钢菜刀不锈钢菜刀 C铝合金窗铝合金窗 D、金戒指、金戒指3、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是作用的是 （）在铁制品表面镀锌。在铁制品表面镀锌。在铁制品表面涂油脂。在铁制品表面涂油脂。保留铁件表保留铁件表面的铁锈作保护层面的铁锈作保护层在铁制品表面刷油漆在铁制品表面刷油漆自行车脏了用清水洗自行车脏了用清水洗用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。干。A、B、C、D、诊断补偿，点击中考诊断补偿，点击中考CAB课堂评价练习课堂评价练习 1 1、下列家庭生活垃圾：、下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮易拉罐饮料瓶料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变变质剩饭菜质剩饭菜 瓜皮果壳瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回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。收利用与保护金属资源的相关联的是。