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5.3《金属的防护和回收》名师导航（沪教版化学九年级）

※基本信息※
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※资料简介※
第三节　金属的防护和回收
名师导航
知识梳理
一、钢铁的锈蚀及防护
使钢铁发生腐蚀的主要因素有_________、_________、_________、_________、_________。铝在空气中与_________反应，生成一层_________而_________的膜覆盖在铝表面，防止铝继续同_________反应，从而达到“_________”的作用，也可采用“_________”，采用特殊方法在铝的表面形成加厚的氧化铝保护层，我们通常采用_________、_________、_________、_________等形式防止钢铁制品生锈。
答案:空气（氧气）　水　钢铁的纯度　环境温度　酸碱度　氧气　致密　结实　氧气　自我保护　电化铝　保持铁制品表面的洁净和干燥　喷漆　烧搪瓷　镀一层金属
二、废金属的回收利用
废金属主要是指冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属_________、_________、_________、_________等，废金属不但造成_________，还会形成_________ 、_________等对环境造成污染。目前，全球钢产量的_________和铜产量的_________是通过对废金属冶炼完成的。
答案:碎屑　碎块　锈蚀　报废的金属物品　资源浪费　镉　汞　45%　40%
疑难突破
    从公元1世纪起，铁便成了我国主要的金属，历史上遗留下来的铜制品比比皆是，但铁制文物却很少，中国古代采用铜制成大量铜钱用于流通，却不用铁来铸币，试分析原因。
    剖析：能够留下的古代艺术品多为金、银、铜制金属制品，因为它们活跃性差，不易被腐蚀。所以古代铸造钱币多用铜、银和金，而铁易于被腐蚀，虽然应用广泛，但却难以长期保存。
问题探究
    问题1: 小强家的电线晚上出了问题，一处铜线和铝线的接头处“长满了灰色、绿色的粉末”。只有铝铜接头处易生锈吗？不同金属的接头处都易于生锈吗？
    探究：小强找来了铜丝、铝丝、铁丝和锌条，将四种不同金属两两相连，同种金属与同种金属间也相连，共组合成10组导线接头。把它们共同放置在室外某处，经过一段时间的风吹雨淋之后，再观察它们生锈的情况。
    几个月后出现的现象应分别是：不同种金属的接口处锈蚀比较严重。
    问题2:小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2(OH)2CO3。小林想知道铜在什么条件下锈蚀的?对此进行了探究。
    探究：借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验（如图5-3）：

图5-3
(1)实验较长时间后，发现B试管中的光亮铜片最先生锈。
(2)C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为CO2(或O2)。
(3)D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为CO2和O2；从D试管的实验中，获得的结论是水是铜生锈的必要条件之一(或缺少水这个条件，铜不能生锈)。
综合铜锈〔Cu2(OH)2CO3〕的组成元素与空气的成分等因素，铜生锈可能与水、氧气和二氧化碳等物质有关；由铁锈蚀条件的实验类推出与H2O、O2、CO2接触最充分的Cu片最易生锈。
典题精讲
    例1:下列关于金属资源的说法中，不正确的是（    ）
A.自然界中除少数不活泼的金属如金银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在
B.自然界中的金属资源是取之不尽的
C.防治金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D.合理开发矿物、寻找金属代用品是保护金属资源的有效用途
思路解析
    金、银等金属的活动性极弱，在常温或高温时不与氧气反应，它们以单质形式存在于地壳中，故A项正确。矿物的贮存有限，而且不能再生，故B项错误。防止金属腐蚀可以保护金属。废旧电池中含有汞等重金属，如果将废旧电池任意丢弃，汞等重金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等重金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故C项正确。随着科学技术的发展，新材料层出不穷，如用塑料袋来代替钢等，可以减少金属的使用，故D项正确。
答案:B
    例2: (2010安徽中考)芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一支其葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的叙述不正确的是(    )
A.生锈时主要生成四氧化三铁
B.悬挂于干燥的环境中
C.经常清扫表面的灰尘可以防锈
D.表面涂漆可以防止生锈
思路解析
    铁锈的主要成分是氧化铁而不是四氧化三铁，故选项A不正确。
答案:A
知识导学
    钢铁防腐的主要措施，是防止空气中氧气和水蒸气对钢铁同时作用。所以关键是如何隔绝空气和如何隔绝水分。
    废弃金属中含有丰富的金属元素，是富集的金属宝藏。废弃金属造成资源的严重浪费，并会污染水源和土壤。回收废弃金属，并对废弃金属加以利用，变废为宝，是合理利用资源、保护环境的有力措施。
疑难导析
    要从文物或钱币对材料金属的要求分析。
    首先应该考虑不易腐蚀。
    然后是该金属稀有、贵重。
    如：货币天然是金、银，就是由于金、银的含量少且性质稳定，不易被腐蚀。
问题导思
    在该题目中，通过对题目阅读，可筛选出有关提示信息即：“不同金属的接口处，易于生锈。”据此进行对比实验设计：让不同种金属相连接，同种金属相连接，必需设计放置在相同的条件下，比较现象的不同，从而验证假设中的相关结论。本题的关键是“设置在相同条件下不同组合产生的现象不同。”
    设计实验时应该构造不同金属组合和“处于相同条件下”这一关键字眼。然后比较证明上述结论。
    本题的关键是设置不同的情景，探究能够引起铜生锈的外界因素。设置对比实验组，在相同时间内观察各对比实验组的现象，得到相应的结论。
    是否存在氧气和水，是普通金属能否锈蚀的关键。围绕金属锈蚀的两个基本要素：氧气和水。设置实验时一定要注意隔绝氧气（可采用植物油油封、蒸馏水去氧、密封隔绝空气、涂上油膜等方式），然后设置一组既有水分又有氧气的实验条件。对于铜而言，生锈的关键要素是水、二氧化碳和氧气。所以在进行实验设置时，考虑这三种要素是关键。如果缺乏任何一种要素，生锈是很困难的。故我们围绕这三种要素进行组合实验条件，进行对比实验组的设置。
    设计铜片锈蚀条件的探究性实验，应做以下对比实验：
①Cu片接触
②Cu片只接触
③Cu片只接触
④Cu片只接触
    一段时间后，观察①②③④装置中铜片的情况，从而得出铜锈蚀的条件。
典题导考
　保护金属资源的有效途径，是依据金属活动顺序表，依据金属性质的活泼性不同，采取合适的保护措施，并且金属资源非常有限，让我们认识到保护金属资源的重要性，并结合废旧金属的回收，对大家进行环保意识教育。
典题变式
    下列环境中的金属最容易生锈的是（    ）
A.干燥的空气中
B.浸没在水中
C.干燥不透气的土壤中
D.潮湿的酸性土壤中
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