6.4珍惜和保护金属资源

■改变金属的内部结构
– 制成合金，如不锈钢
■改善腐蚀环境等等
– 保持铁制品表面干燥和洁净
讨论
1、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？
答：刷漆、涂 油、镀铬等
讨论
2、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？
四、金属资源保护
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 石冶炼比，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%以上的铁和 90%以上的金得到了回收利用。 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。
使铝“自我保 护”
三、钢铁的防锈原理
(1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
具体方法: 1.“穿外衣”→加保护层 （喷漆、涂油、电镀、致密的氧化膜即烤蓝、 搪瓷）
2.“打强心针”→在铁中加入其它金属改变其 内部结构（合金:如：制成不锈钢）
在铁制品表面涂油、喷镍、铬等
4、（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 ①②③④⑤⑥⑨ 用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金 ②④⑤⑥ 属资源的相关联的是＿＿＿＿＿＿。
（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建 议: 防止金属腐蚀 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
寻找金属的代用品 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
典例 例5
金属的锈蚀与防护 小明把一根用砂纸打磨过的铁丝弯成螺旋状放入试管中，
如图6－2所示实验，放置1～2周后，装置中能出现的现象是：
图6－2
现象1：____________________________________________ 。 铁丝生锈 试管内液面上升 现象2：____________________________________________ 。 铁丝与试管内的氧气、水反应生 分析产生上述现象的原因：____________________________ 锈，使试管内压强减小，液面上升 ___________________________________________________ 。
• 铁的腐蚀称为生锈， 生锈后的产物称为铁 锈。其化学反应过程 是相当复杂，但结果 非常简单。 • 铁锈结构疏松多孔， 吸收水分，加速铁制 品的生锈 + 氧气 铁
水
Fe2O3·xH2O
其他金属的锈蚀
讨论：铝和锌是生活中常用的金属，如铝合金门窗，易拉罐都含 有金属铝；干电池中作负极的锌皮，铁丝的表面的镀层都等都含 有锌。那么这些金属为什么不会“生锈”呢？
经过分析研究，铝、锌等金属易在空气中被氧化。生成一层致 密的氧化膜，能阻止水，氧气的进一步侵入，达到保护金属的 目的。 铁锈 (Ｆ e 2 Ｏ 3 ) 氧化铝 (Al2O3)
• 除铁以外，很多金属(如铜、铝等)也会与环境中的物质(如空气、 水)发生反应
疏松多孔 结构特点 若不除去结果 完全锈蚀
致密结实
案均可) ___________ (至少填写两种方法)。
◆铁生锈条件的探究
请思考. 哪种条 件下, 铁容易 生锈? 为什么?
铁生锈的原因：铁与空气中的氧气、水蒸气反应
铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁 Fe2O3
我会做
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 ( ) B 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 减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀 D 回收利用电池中的石墨电极
我会做
我们在日常生活中随处可见以上现象的发生，请你任举两例： 钢铁生锈(凡合理答案均可 ) ___________ 。谈一谈防止该现象 菜刀生锈 、_______________________
刷油漆 发生的措施有哪些？______________ 、____________________ 镀保护膜(凡合理答
你知道吗？
讨论
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，降低成本
可减少金属对环境的污染
除了回收和利用废旧金属，还有哪些保护金属资源 的其他途径
如何保护金属资源(P183)：
从资源的采集和开采方面 （1）合理开采矿物 （2）寻找金属的代用品 （3）回收和利用废旧金属 从保护金属材料和制品方面 （4）防止金属腐蚀
常见金属的开采年限：
资料二: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%。
• 生活中许多设施都是用铁制成，如：
人们采取 了许多措 施，但每 年全世界 因生锈而 损失的铁 约 占世界 年产量的 四分之 一！！
二、铁生锈条件的探究
药品：现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅 速冷却的蒸馏水、植物油、稀盐酸、棉花和干 燥剂氯化钙。
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 (2)、(3)
（3）部分浸入食盐水中
（4）浸没有植物油中 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 C、D ）
试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。
铁生锈的必要条件探究
没有水 没有空气 水和空气同时存在
无水氯化钙 棉 花 铁 钉 1 2 （干燥剂） 油层 蒸馏水 经煮沸的 蒸馏水 3 稀盐酸 4
没有生锈
产生锈蚀
铁生锈的必要条件探究结论：
氧气
生锈 水 没有水 没有空气 水和空气同时存在
没有生锈
产生锈蚀
铁生锈的原因：铁与空气中的氧气、水反应生成 铁锈，铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁 Fe2O3
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
使用合金
用不锈钢制造的器具
牺牲性保护 把铁与一较活泼的金属相 连接，牺牲活泼金属，从 而防锈。
由镀锌铁制造的水桶
金属防腐蚀原理和方法：
（1)隔绝空气或氧气 ■形成保护层
– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）
(2)隔绝水
– 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
小结
• 铁生锈的主要条件是与空 • 保护金属资源的有效 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、 搪瓷等 制成合金钢 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
6.4 珍惜和保护金属资源
一、金属资源的消耗
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）。