金属资源的利用和保护

　　教学目标

　　1.知识与技能

　　(1)知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

　　(2)会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

　　(3)了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。

　　(4)知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。

　　2.过程与方法

　　(1)通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。

　　(2)运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。

　　(3)能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

　　3.情感态度与价值观

　　(1)增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。

　　(2)关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。

　　(3)逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。

　　(4)树立为社会的进步而学习化学的志向。

　　教学重点

　　1.铁的冶炼。

　　2.有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

　　3.铁锈蚀的条件及其防护。

　　4. 合理利用金属资源的意识。

　　教学难点

　　1.对铁锈蚀条件及其防护措施的初步探究。

　　2.有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

　　教学方法

　　联系实际→进行思考→实验探究→分析讨论→得出结论→联系实际→发挥想象→提高兴趣。

　　教具准备

　　投影仪(或录像机、图片等)、矿物标本(或图片)。

　　Fe2O3、石灰水、贮有CO的贮气瓶、磁铁、铁架台、酒精喷灯、酒精灯、试管、直玻璃管、橡胶塞、导管、火柴。

　　课时安排

　　2课时

　　第一课时：金属资源概况及铁的冶炼和有关杂质问题的计算。

　　第二课时：铁制品锈蚀条件的探究及金属资源的保护。

　　教学过程

　　第二课时

　　[展示投影资料]

　　资料一：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%。

　　资料二：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(不包括今后新控要明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等)。

　　[议一议]1.金属腐蚀可给我们带来哪些危害?

　　2.金属资源短缺对人类社会的发展意味着什么?

　　[学生分组讨论，并交流讨论结果)

　　1题可能的回答有：

　　(1)金属大量腐蚀使冶炼金属的成本提高。

　　比如说既消耗能源，又浪费矿物，还可能产生大量的废气危害人类健康。

　　(2)使金属制品的寿命缩短。

　　(3)作为量器，将影响到其精确度。

　　(4)若高科技领域所用金属制品锈蚀，如在火箭上，将会失之毫厘，谬以千里，其带来的损失不可估量。

　　(5)金属制品锈蚀，会影响其美观程度。

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　　2题可能的回答有：

　　(1)金属资源短缺时，将会使好多金属冶炼厂因缺乏原料而***，工人下岗。

　　(2)人们设计好的金属制品将会因原料短缺而无法付诸实践，即心想事不成。

　　(3)我们现在的交通工具多是金属制品。若金属资源短缺，它们的数量将急剧减少，从而影响人们的交流和旅行等。

　　(4)要是没有那么多的金属起导电作用，我们势必会经常生活在黑暗中。

　　(5)金属资源短缺虽会影响人类对金属制品的使用，但它却可以促使人们去寻找更好的替代品。

　　[教师鼓励学生畅所欲言，并对他们的奇思妙想进行评价]

　　[总结]由大家刚才的讨论可知，金属腐蚀和金属资源短缺对人类是严峻的挑战。

　　[引入]因此，保护金属资源也就成了目前我们所面临的重大问题。

　　[板书]四、金属资源保护

　　[过渡]防止金属腐蚀是我们保护金属资源的有力措施。

　　[板书]1.金屑的腐蚀和防护

　　[讲解]金屑腐蚀是需要条件的，如要有能够发生反应的物质，反应物要能相互接触、生成物不会对反应起阻碍作用等等。只要我们知道了金属腐蚀的条件，就能知道如何防止金属制品腐蚀。

　　[过渡]下面，就让我们以生活中最常见的铁制品为例来探究铁制品的锈蚀条件及防锈措施。

　　[板书](1)铁制品锈蚀条件的探究

　　[投影]

　　现有洁净无锈的铁钉、试管、稀硫酸(或醋酸)、食盐水、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验比较铁钉在不同环境中的锈蚀速度。

　　注：此实验在约一周前已给学生布置。

　　[学生交流实验方案和实验结果]

　　学生设计的方案大约有以下几种：

　　实验结果：铁钉锈蚀的快慢顺序为1>2>3>4>5>6>7。

　　[根据以上实验，教师引导学生得出导致铁钉锈蚀的因素，并板书]

　　在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀。

　　[讲解]铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。

　　铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O。

　　[设问]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?

　　[学生看书后回答]不能。

　　[讲解]铁锈是一种疏松多孔的物质。具有吸水性，它能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。故铁锈反而能加速里层铁的生锈。

　　[问]为什么方案5中的铁钉比方案4中的铁钉锈得慢呢?

　　[答]因为煮沸过的蒸溜水中氧气极少。

　　[过渡]了解了铁制品锈蚀的条件，我们应该采取什么措施来防止铁制品的生锈呢?

　　[板书](2)铁制品的防护措施

　　[学生讨论]

　　[教师启发]铁制品的锈蚀是需要具备一定条件的。如果破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础。就能防止铁制品锈蚀。

　　[学生交流讨论结果]

　　如：1.铁制品放置时要远离酸性环境，尽量放置在干燥的环境中。

　　2.在铁制品外面穿一层保护衣，如可涂上隔绝空气的油脂、涂油漆、镀上一层耐腐蚀的其他金属、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等等。

　　3.一发现铁制品有锈蚀，就马上处理，以防止其继续蔓延。

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　　[教师总结并板书]①把铁制品放在非酸性的干燥环境中。②为其穿一层耐腐蚀的外衣。

　　[讨论]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?

　　[学生讨论并回答]刷漆、涂油脂、镀其他金属等。

　　[过渡]上面我们讨论了铁制品的腐蚀和防护。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?

　　[板书]2.金属资源保护

　　[启发]废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属?

　　[生]回收它们是为了对它们进行再利用。

　　[师]很正确!金属的回收和利用是保护金属资源的又一有效途径。

　　[讨论]废弃金属的回收有什么意义?

　　[学生讨论，并各抒己见]

　　可能的观点有：

　　1.可节约金属资源。

　　2.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。

　　3.降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品。

　　4.可减少重金属对水体和土壤的污染。

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　　[讲解]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%，1 t废钢铁回炉冶炼可炼成近1 t钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11 t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11 kg，可见回收利用废金属，具有巨大的社会和经济效益。目前世界上已有50%以上的铁和90%以上的金属得到了回收和利用。

　　[讨论]你还知道保护金属资源的其他途径吗?

　　[学生讨论并回答]合理开采矿物，可避免乱采矿所引起的金属资源的浪费;寻找金属的代用品也可使金属资源得到保护;进一步研究金属的结构和性质，使各种金属都能最大限度地得以运用。……

　　[总结并板书](1)防止金属腐蚀

　　(2)回收和利用废旧金属

　　(3)合理开采矿物

　　(4)寻找金属代用晶

　　(5)物尽其用

　　[师]金属资源不可再生，我国随着经济的不断发展，金属资源呈日益短缺之势，故保护金属资源人人有责。希望大家能从身边做起，从自己做起，也希望大家能好好学习，且能在将来利用你的智慧找出更多的金属代用品，从而使我们的未来不再为金属资源的匮乏而发愁。

　　[小结]本节课我们主要探究了铁制品腐蚀和防护，同时讨论了金属资源的保护问题。

　　[布置作业]习题l、2、6

　　板书设计

　　四、金属资源保护

　　1.金属的腐蚀和防护

　　(1)铁制品锈蚀条件的探究

　　在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀。

　　(2)铁制品的防护措施

　　①把铁制品放在非酸性的干燥的环境中。

　　②为其穿一层耐腐蚀的外衣。

　　2.金属资源保护

　　(1)防止金属腐蚀

　　(2)回收和利用废旧金属

　　(3)合理开采矿物

　　(4)寻找金属代用品