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）。

资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因锈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： 资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% ~ 40%。

1.铁生锈条件的探究 现有洁净无锈的铁钉、试管、稀盐酸、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、棉花和干燥剂氯化钙。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 没有生锈 没有水 没有空气 水和空气同时存在 产生锈蚀 试管3中为什么要用煮沸过蒸馏水，且要加入植物油？ 是为了防止蒸馏水中溶有氧气。 没有水 没有空气 水和空气同时存在 无水氯化钙 （干燥剂） 棉花 油层 经煮沸的蒸馏水 蒸馏水 稀盐酸 铁钉 4 3 2 1 没有生锈 产生锈蚀

讨论：1.造成钢铁锈蚀的主要因素有哪些？ 铁 铁锈 铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁 Fe2O3。铁锈疏松多孔结构，吸收水分，加速铁制品的生锈 水和空气同时存在 没有空气 没有水 产生锈蚀 没有生锈 当铁接触到易跟它发生反应的化学物质时（如酸溶液等），就更容易被锈蚀了 2.铁主要跟哪些物质反应而发生锈蚀，生成了什么？ 铁 铁锈 与空气（氧气）接触 与水接触 铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁 Fe2O3。铁锈疏松多孔结构，吸收水分，加速铁制品的生锈

2.其他金属的锈蚀 结构特点 若不除去结果 疏松多孔 致密结实 完全锈蚀 使铝“自我保护” 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 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 (Ｆe2Ｏ3) 氧化铝 (Al2O3) 结构特点 若不除去结果 疏松多孔 致密结实 完全锈蚀 使铝“自我保护”

古代铁制品 古代铜制品 铜制品在空气中也会被腐蚀，但铜的氧化物反而能成为保护铜的物质。相反，铁锈却是不稳固地附在铁的表面，易于剥落，使铁的表面不断被腐蚀，最后整块铁都被锈蚀。

二、金属保护 1.怎样防止铁生锈 氧气 水 生锈 （1）. 加上油漆、涂油或搪瓷 加上保护层

（2）. 镀上其他金属, 如镀锡或铬等 「罐头」是由镀锡铁制成。 镀铬的浴室水笼头。 使用铁合金 用不锈钢制造的器具

小结：金属防腐蚀的方法 （1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 改变金属的内部结构 形成保护层 改善腐蚀环境等等 制成合金，如不锈钢 （1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 改变金属的内部结构 制成合金，如不锈钢 形成保护层 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法） 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　 改善腐蚀环境等等 保持铁制品表面干燥和洁净

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？ 答：刷漆、涂油、镀铬等

2.金属资源保护 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？ 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。 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，还有没有保护金属资源的其他途径

保护金属资源 从资源的采集和开采方面 （1）回收和利用废旧金属 （2）合理开采矿物 （3）寻找金属的代用品 从保护金属材料和制品方面 防止金属腐蚀

小结 铁生锈的主要条件是与空气和水（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 保护金属资源的有效途径是： 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

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 (2)、(3) C、D

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 ( ) 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 ( ) 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 B

我会做 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 用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金 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: 　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ①②③④⑤⑥⑨ ②④⑤⑥ 防止金属腐蚀 寻找金属的代用品