第三节钢铁的锈蚀与防护

1、资料一：资料一： 资源越来越少！资源越来越少！ 资料二： 损失损失20%-40% 价值：价值：70007000亿美元亿美元 后果：后果： 学习目标：学习目标： 1 1、了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈、了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈 蚀的方法。蚀的方法。 2 2、通过对钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深、通过对钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深 对科学探究各要素的理解，提高学生的科学素对科学探究各要素的理解，提高学生的科学素 养。养。 3 3、 知道废旧金属对环境的污染，知道废旧金属对环境的污染， 认识回收利认识回收利 用废旧金属对环境及金属资源保护的重要性，用废旧金属对环境及金属资源保护的

2、重要性， 树立保护金属资源的意识。树立保护金属资源的意识。 问题问题1 1：导致钢铁锈蚀的因素有哪些：导致钢铁锈蚀的因素有哪些? ? . . . . . . 某化学活动小组对生活中钢铁制品锈蚀的情况和使用某化学活动小组对生活中钢铁制品锈蚀的情况和使用 环境进行了调查。根据调查结果，同学们提出了以下观点，环境进行了调查。根据调查结果，同学们提出了以下观点， 你赞成哪一种观点？你还有不同的见解吗？你赞成哪一种观点？你还有不同的见解吗？ 1 1、铁的化学性质比较活泼，钢铁锈蚀一定是铁与空气、铁的化学性质比较活泼，钢铁锈蚀一定是铁与空气 中的氧气发生化学反应造成的。中的氧气发生化学反应造成的。 2 2

3、、自来水管因长期跟水接触而锈蚀，钢铁锈蚀肯定是、自来水管因长期跟水接触而锈蚀，钢铁锈蚀肯定是 铁与水发生化学反应造成的。铁与水发生化学反应造成的。 3 3、用过的菜刀用水冲洗后擦干，几天也不会生锈，钢、用过的菜刀用水冲洗后擦干，几天也不会生锈，钢 铁的锈蚀应与氧气无关。铁的锈蚀应与氧气无关。 一、导致钢铁锈蚀的因素一、导致钢铁锈蚀的因素 问题问题1 1：导致钢铁锈蚀的因素有哪些：导致钢铁锈蚀的因素有哪些? ? . . . . . . 4 4、铁制的小船，天天浸泡在水中，多少年也没绣穿，钢、铁制的小船，天天浸泡在水中，多少年也没绣穿，钢 铁锈蚀绝对不会是跟水接触的缘故。铁锈蚀绝对不会是跟水接触的

4、缘故。 5 5、雨水浇琳过的自行车更易锈蚀，钢铁锈蚀是空气、水、雨水浇琳过的自行车更易锈蚀，钢铁锈蚀是空气、水 与铁共同作用的结果。与铁共同作用的结果。 6 6、切过咸菜的菜刀，不及时清洗，一夜之后就锈蚀了，、切过咸菜的菜刀，不及时清洗，一夜之后就锈蚀了， 钢铁锈蚀还有其他的影响因素。钢铁锈蚀还有其他的影响因素。 一、导致钢铁锈蚀的因素一、导致钢铁锈蚀的因素 问题问题1 1：导致钢铁锈蚀的因素有哪些：导致钢铁锈蚀的因素有哪些? ? . . . . . . 关于钢铁锈蚀，你也可能看到关于钢铁锈蚀，你也可能看到 过一些事实，或做过一些实验。小过一些事实，或做过一些实验。小 组内组内交流交流自己对钢

5、铁锈蚀的主要因自己对钢铁锈蚀的主要因 素的素的猜想猜想, ,并并尝试设计实验方案尝试设计实验方案来证来证 明你的猜想。明你的猜想。 一、导致钢铁锈蚀的因素一、导致钢铁锈蚀的因素 某活动小组的同学们设计了如下的实验方案：某活动小组的同学们设计了如下的实验方案： 实验实验1 1 实验实验2 2 实验实验3 3 实验实验4 4 实验实验5 5 将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。 将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡 皮塞密封试管口。皮塞密封试管口。 将洁净的铁钉的

6、一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。将洁净的铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。 将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。 将洁净的铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。将洁净的铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。 思考 1、你能解释他们为什么这样设计实验吗？、你能解释他们为什么这样设计实验吗？ 在每个实验中他们想要探究的是哪种因在每个实验中他们想要探究的是哪种因 素的影响？素的影响？ 猜测猜测我设计的实验方案我设计的实验方案 可能与可能与O O2 2反应反应铁钉放在干燥空气中铁钉放在干燥空

7、气中 可能与水反应可能与水反应 可能与可能与0 02 2、水共同作用、水共同作用 可能与氯化钠等反应可能与氯化钠等反应 可能与酸反应可能与酸反应 铁钉浸没在冷却的沸水中铁钉浸没在冷却的沸水中 铁钉一半浸在水中铁钉一半浸在水中 铁钉一半浸在食盐水中铁钉一半浸在食盐水中 用食醋浸湿的铁钉放在空气中用食醋浸湿的铁钉放在空气中 干燥空气干燥空气 冷却沸水冷却沸水 空气和水空气和水 食盐水食盐水 食醋食醋 干燥空气干燥空气 冷却沸水冷却沸水 空气和水空气和水 食盐水食盐水 食醋食醋 一天以后一天以后 干燥空气干燥空气 冷却沸水冷却沸水 空气和水空气和水 食盐水食盐水 食醋食醋 四天以后四天以后 实验结果

8、实验结果铁钉接触到的物质铁钉接触到的物质 氧气、水、酸氧气、水、酸 氧气、水氧气、水 水水 氧气氧气 氧气、水、氯化钠氧气、水、氯化钠 你能总结出使铁发生锈蚀的条件吗？你能总结出使铁发生锈蚀的条件吗？ 酸性溶液中易生锈酸性溶液中易生锈 浸没在溶液中的铁钉几乎全浸没在溶液中的铁钉几乎全 部生锈部生锈 铁在空气、水的界面处生锈铁在空气、水的界面处生锈 严重严重 铁不生锈铁不生锈 铁不易生锈铁不易生锈 实验分析实验分析 钢铁的锈蚀主要是钢铁的锈蚀主要是铁铁与空气中的与空气中的氧气氧气和和水蒸气水蒸气等物等物 质发生化学反应的结果。质发生化学反应的结果。 实验结论实验结论 1 1铁生锈是铁与空气中的氧

9、气、水蒸 铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸 气等物质发生化学反应的结果。气等物质发生化学反应的结果。 （缓慢氧化（缓慢氧化, ,放热）放热） 2 2在酸性和有盐条件下会加快生锈速率。 在酸性和有盐条件下会加快生锈速率。 3 3升温也会加速钢铁锈蚀。升温也会加速钢铁锈蚀。 4 4铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁 铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁 Fe Fe2 2O O3 3, ,红色红色。 。 结论结论: 钢铁的钢铁的纯度纯度、环境的环境的温度温度、 湿度湿度和和酸碱性酸碱性等都是影响钢铁锈等都是影响钢铁锈 蚀的因素。蚀的因素。 铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是氧化铁氧化铁 （FeFe2 2O O

10、3 3 ) )，铁锈疏松多孔，不仅 ，铁锈疏松多孔，不仅 不能阻止钢铁制品与空气和水的不能阻止钢铁制品与空气和水的 接触，还会把空气和水分保留在接触，还会把空气和水分保留在 钢铁制品的表面，进一步加快钢钢铁制品的表面，进一步加快钢 铁的锈蚀铁的锈蚀 。因此，当钢铁制品。因此，当钢铁制品 表面生锈时，应及时除锈。表面生锈时，应及时除锈。 交流共享反思交流共享反思 通过实验回答，钢铁制品表面最容易生锈的是通过实验回答，钢铁制品表面最容易生锈的是（ ） A A 、在干燥的空气中、在干燥的空气中 B B 、稀盐酸中、稀盐酸中 C C 、潮湿的空气中、潮湿的空气中 D D 、蒸馏水中、蒸馏水中 挑战自我

11、挑战自我 B CB C 生活感知生活感知 合作与发现合作与发现 信息交流信息交流 二、二、 2 2、“穿外衣穿外衣”-金属表面覆盖保护层金属表面覆盖保护层 ( (涂刷涂刷矿物矿物油油、 油漆油漆，覆盖，覆盖搪瓷搪瓷、塑料塑料) )。镀镀上一层不易生锈的上一层不易生锈的金属金属例如例如 镀锡、镀锌、镀铬镀锡、镀锌、镀铬、烤蓝、烤蓝等。等。 3 3、“增强体质增强体质”-改变金属的组成和结构（制成合改变金属的组成和结构（制成合 金金, ,如：如：在钢铁中加入铬、镍等（不锈钢）在钢铁中加入铬、镍等（不锈钢）等。）等。 1 1、保持钢铁制品表面洁净、干燥。、保持钢铁制品表面洁净、干燥。 得出结论：避免

12、钢铁与氧气、水接触。其方法有：得出结论：避免钢铁与氧气、水接触。其方法有： “烤烤蓝蓝”，又又称称“发发蓝蓝”，也也是是一一种种常常用用 的的铁铁器器表表面面处处理理方方法法。它它可可以以使使铁铁器器表表面面 氧氧化化生生成成一一层层致致密密的的四四氧氧化化三三铁铁薄薄膜膜，增增 强强铁铁器器件件的的抗抗腐腐蚀蚀能能力力。铁铁器器件件“烤烤蓝蓝”要要 使使用用发发蓝蓝液液。常常用用的的一一种种发发蓝蓝液液是是用用氢氢氧氧 化化钠钠、硝硝酸酸钠钠、亚亚硝硝酸酸钠钠等等试试剂剂配配制制而而成成 的的。去去除除了了油油污污和和锈锈斑斑的的刀刀片片，在在发发蓝蓝液液 中中煮煮沸沸一一段段时时间间后后取

13、取出出，用用水水洗洗净净，就就可可 以以看看到到刀刀片片表表面面呈呈现现出出蓝蓝黑黑色色光光泽泽。 1 1、下列做法能防止铁制品生锈的是、下列做法能防止铁制品生锈的是 （ ） A A、自行车脏了用清水冲洗、自行车脏了用清水冲洗 B B、用废酸液冲洗铁制污水管道、用废酸液冲洗铁制污水管道 C C、在铁制篮球架上刷一层油漆、在铁制篮球架上刷一层油漆 D D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 C D C D 2 2、自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别、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？采取了什么防锈措施？ 答：答：刷漆、涂油、镀铬等。刷漆、

14、涂油、镀铬等。 问题问题3 3： 对于已经锈蚀的金属或废弃的金属应对于已经锈蚀的金属或废弃的金属应 该如何处理呢？人类应该如何解决资该如何处理呢？人类应该如何解决资 源短缺的重大问题呢？回收废旧金属源短缺的重大问题呢？回收废旧金属 有什么意义？有什么意义？ 三、废旧金属的回收利用三、废旧金属的回收利用 一资多用一资多用 勘探未来勘探未来 生活感知生活感知 交流共享交流共享 据中国钢铁协会、再生资源据中国钢铁协会、再生资源 回收协会统计，目前我国可以回回收协会统计，目前我国可以回 收而没有回收利用的再生资源价收而没有回收利用的再生资源价 值达值达300300亿亿350350亿元亿元，每年约有，每

15、年约有 500500万吨万吨左右的废钢铁左右的废钢铁没有回收利用没有回收利用。 据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐 要便宜要便宜20%20%，而且还可节约金属资源和，而且还可节约金属资源和9 90 0% 9797% %的能源。的能源。 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，跟用铁矿石冶炼相的钢，跟用铁矿石冶炼相 比，能节约成本比，能节约成本47%47%，减少污染空气的悬浮微粒，减少污染空气的悬浮微粒11kg11kg。目。目 前世界上已有前世界上已有50%50%以上的铁和以上的铁和90%90%以上的金得到了回收利以

16、上的金得到了回收利 用。废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞用。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，不仅可以果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源节约金属资源，而且还可而且还可 以以减少对环境的污染并降低成本减少对环境的污染并降低成本。 交流反思交流反思 1 1、节约金属资源节约金属资源。 2 2、由于金属冶炼需在高温下进行，废弃金属回收利用可、由于金属冶炼需在高温下进行，废弃金属回收利用可 以以节约能源节约能源。 3 3、降低降低金属制品的生产金属制品的生产成

17、本成本，可方便人们得到物美价廉，可方便人们得到物美价廉 的金属制品。的金属制品。 4 4、可、可减少减少金属对环境的金属对环境的污染（水污染和土壤污染）污染（水污染和土壤污染）。 废弃金属的回收和利用的意义？废弃金属的回收和利用的意义？ 下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃废弃 橡胶、塑料制品橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁破旧铁 锅、铝壶锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 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：。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。回收利用与保护

18、金属资源的相关联的是。 2 小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀 刮去后见到原来红色的铜。刮去后见到原来红色的铜。 小明去问老师，老师告诉他小明去问老师，老师告诉他 这是铜生了，这是铜生了， 这层绿色物质叫这层绿色物质叫“铜绿铜绿”, 学名叫学名叫“碱式碱式 碳酸铜碳酸铜”, 化学式为化学式为 : Cu2（OH）2CO3。据此你能帮助据此你能帮助 小明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是什么？你小明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是什么？你 如何帮助小明将铜器上的锈除去？如何帮助小明将铜器上的锈除去？ 答答: 在潮湿的空气中铜与氧气、水、在潮湿的空气中铜与氧气、水、 二氧化二氧化 碳等作用生成了铜绿。碳等作用生成了铜绿。 推理依据是按铜绿的化推理依据是按铜绿的化 学式可知：铜绿含学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，四种元素， 若无空气中的若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作用则等对铜发生作用则 铜绿中不可能含铜绿中不可能含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。 (设计实验探究铜生锈的条件）设计实验探究铜生锈的条件） 小小 结结 钢铁生锈的主要条件