高中化學(xué) 金屬的腐蝕和防護教學(xué)設(shè)計

1、第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池第三課時 金屬的腐蝕與防護教學(xué)設(shè)計一、學(xué)情分析（一）教材分析本課時內(nèi)容是魯科版選修教材化學(xué)反應(yīng)原理第一章第3節(jié)第三課時，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電解原理和原電池原理的基礎(chǔ)上展開的，教材重點介紹了金屬電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕和吸氧腐蝕）的本質(zhì)金屬表面形成了微型原電池，講述了防護金屬腐蝕的主要方法，并介紹了犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。不但運用原電池原理(犧牲陽極的陰極保護法)，也再次運用了電解原理(外加電流的陰極保護法)，加深了學(xué)生對化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)能促進學(xué)生對金屬腐蝕現(xiàn)象的進一步認(rèn)識，金屬發(fā)生腐蝕更多的是電化學(xué)腐蝕，利用原電池的原理分析鋼鐵

2、的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，提高知識的理解和運用。再利用電化學(xué)知識對金屬進行防護，是對所學(xué)電知識的綜合靈活的運用，學(xué)好本節(jié)將對前面所學(xué)的電解和原電池的知識起到鞏固和提高的作用。（二）學(xué)生分析知識上：通過初中知識以及本章上兩節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)初步了解了金屬發(fā)生腐蝕的一些條件，掌握了原電池和電解池的基本原理及金屬的還原性與活潑性關(guān)系。能力上：高二學(xué)生已經(jīng)具備一定的實驗設(shè)計觀察能力、以及比較歸納能力。心理上：由于本節(jié)內(nèi)容緊密聯(lián)系生活實際，學(xué)生有強烈的好奇心和求知欲，有利于新知識的學(xué)習(xí)，具備了主動探究的原動力。存在的問題是學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)只注重表面現(xiàn)象，缺少生活經(jīng)驗，缺乏一定的深入理解和綜合思維的能力。二

3、、目標(biāo)分析課標(biāo)要求：能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。 模塊學(xué)習(xí)要求： 1.能簡要說明金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理，認(rèn)識金屬腐蝕的危害。 2.知道要防止金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，關(guān)鍵在于阻止金屬成為原電池的負(fù)極，避免它發(fā)生陽極氧化而溶解。 3.能列舉防止金屬腐蝕的主要措施 4.了解氧化還原反應(yīng)在金屬腐蝕與防護中的應(yīng)用。三教學(xué)目標(biāo)知識與技能:（1）認(rèn)識金屬腐蝕帶來的危害，了解金屬腐蝕的兩種類型（化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕）。（2）理解鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。（3）認(rèn)識常見的防止金屬腐蝕的方法，能解釋兩種電化學(xué)防護方法的

4、原理。過程與方法：通過對鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕對比實驗的探究，學(xué)會設(shè)計控制單一變量進行對比實驗以及對實驗設(shè)計進行評價。通過實驗探究的過程，進一步提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。情感態(tài)度價值觀：通過金屬腐蝕對生產(chǎn)、生活的影響，切實感受金屬及合金在國家建設(shè)及社會生活中的重要作用，形成愛護資源，科學(xué)利用資源的正確思想，感受化學(xué)對人類進步的意義。四、教學(xué)重、難點及其突破策略教學(xué)重點：金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的電化學(xué)防護原理教學(xué)難點：金屬發(fā)生析氫和吸氧腐蝕的原理突破策略：通過對比實驗探究，多媒體輔助教學(xué)等方式，讓學(xué)生了解金屬腐蝕的原理，強化鞏固析氫腐蝕和吸氧腐蝕的具體過程，使學(xué)生明確析氫腐蝕和吸氧

5、腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系，突破本節(jié)課的重難點。五、教學(xué)流程： 知識復(fù)習(xí)情景導(dǎo)入目標(biāo)展示自主學(xué)習(xí)實驗探究合作交流達(dá)標(biāo)測試歸納總結(jié)六、教學(xué)方法 問題引導(dǎo) 自主學(xué)習(xí) 實驗探究 合作交流七教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計環(huán)節(jié)一：知識復(fù)習(xí) （2分鐘）教師質(zhì)疑：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了原電池的有關(guān)知識，請大家思考一下兩個問題1、原電池的構(gòu)成條件？ 2、原電池哪一極金屬易被腐蝕？學(xué)生思考回答：活潑性不同的兩極；電解質(zhì)溶液；閉合回路；（自發(fā)的氧化還原反應(yīng)）。在原電池反應(yīng)中負(fù)極易被氧化而腐蝕?！驹O(shè)計意圖】回顧舊知，鋪墊新內(nèi)容。環(huán)節(jié)二：情景導(dǎo)入 目標(biāo)展示（3分鐘）情景導(dǎo)入：多媒體展示（1）生活中常見金屬腐蝕的圖片；（2）金屬腐蝕對人類生活和經(jīng)濟的影

6、響。教師：在生產(chǎn)和生活中，金屬腐蝕所帶來的損失非常嚴(yán)重。金屬生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕經(jīng)常導(dǎo)致工廠停產(chǎn)，金屬腐蝕還會使橋梁、建筑物等損壞甚至坍塌，許多場所的金屬腐蝕還會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等安全事故的發(fā)生。學(xué)生：觀看圖片，聆聽講解。驚詫之余，體會感悟：金屬腐蝕不可等閑視之！【設(shè)計意圖】創(chuàng)設(shè)情景，結(jié)合生活實際和觸目驚心的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生對金屬的腐蝕有直觀的感受，產(chǎn)生濃厚的興趣，進入新課的學(xué)習(xí)。教師：這節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)有關(guān)金屬腐蝕和防護知識，本節(jié)課我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下，請大家快速瀏覽，了解我們本節(jié)課的任務(wù)。教師多媒體展示教學(xué)目標(biāo)：1、了解金屬腐蝕的本質(zhì)及分類，特別是電化學(xué)腐蝕的原理 2、理解鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生

7、的條件及原理，會書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式 3、了解金屬防護的方法，培養(yǎng)分析并解決生活中實際問題的能力 4、切實感受金屬及合金在國家建設(shè)及社會生活中的重要作用，形成愛護資源，科學(xué)利用資源的正確思想 學(xué)生：瀏覽標(biāo)題，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。宏觀把握，聯(lián)想質(zhì)疑?！驹O(shè)計意圖】讓學(xué)生整體把握本節(jié)內(nèi)容的同時，控制信息的接受范圍，隨時排除干擾性知識。環(huán)節(jié)三：自主學(xué)習(xí) （3分鐘）過渡：據(jù)報道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占生產(chǎn)總值的2%-4%,超過地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和。據(jù)統(tǒng)計，2014年因金屬的腐蝕在我國至少造成6700億人民幣的損失。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過

8、，什么是金屬的腐蝕？金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生可能有哪些方式？多媒體呈現(xiàn)問題1：什么是金屬的腐蝕？金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生可能有哪些方式？教師：請大家結(jié)合氧化還原反應(yīng)知識和教材P27第二段思考以上問題。學(xué)生：閱讀課本、思考回答 金屬腐蝕是金屬表面因發(fā)生氧化反應(yīng)而遭到破壞?；瘜W(xué)腐蝕（表面與周圍物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）電化學(xué)腐蝕（因電化學(xué)作用而發(fā)生的腐蝕）板書：三、金屬的腐蝕與防護1.金屬腐蝕的方式：化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕學(xué)生：識記、會判別兩種腐蝕方式?！驹O(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識金屬腐蝕的實質(zhì)是發(fā)生了氧化反應(yīng)，通過討論腐蝕的方式能與新學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來，讓學(xué)生先從概念上認(rèn)識金屬腐蝕

9、的實質(zhì)，下面再進行實驗探究、具體認(rèn)知。環(huán)節(jié)四：實驗探究 （15分鐘）過渡：我們已經(jīng)知道，鋼鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣以及水蒸氣反應(yīng)的結(jié)果。那么，空氣中的氧氣和水是怎樣使鋼鐵生銹的呢？下面我們通過實驗進行探究有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的原理。多媒體呈現(xiàn)問題2：鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？電化學(xué)腐蝕的原理是什么？探究實驗：向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用稀鹽酸和氯化鈉潤濕過的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按下圖裝置好儀器。教師：請同學(xué)們閱讀教材P27-28了解金屬電化學(xué)腐蝕原理。根據(jù)課前準(zhǔn)備

10、組裝儀器，混合并加入藥品稍后觀察實現(xiàn)現(xiàn)象。學(xué)生：閱讀教材自學(xué)有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的原理，動手實驗：混合并加入藥品后觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。教師： 請大家結(jié)合實驗現(xiàn)象思考以下問題 思考1：導(dǎo)管中的水柱變化說明什么問題？ 思考2：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？學(xué)生：（思考后回答）水柱液面升高，說明試管內(nèi)有氣體消耗，壓強減小 水柱液面降低，說明試管內(nèi)有氣體生成，壓強增大 碳粉做正極與鐵形成原電池，加速鐵被腐蝕。教師：請大家根據(jù)原電池原理和閱讀自學(xué)結(jié)果，寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。學(xué)生：完成以下問題 （兩名同學(xué)上板板演）a裝置中：負(fù)極： 正極： ， 電池反應(yīng)

11、： ，a裝置中進一步反應(yīng)： ，b裝置中:負(fù)極： 正極： ，電池反應(yīng)： 。結(jié)論：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生 腐蝕。當(dāng)鋼鐵處于酸性氣氛中時，易發(fā)生 腐蝕；析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于 腐蝕。板書：2.金屬的電化學(xué)腐蝕 析氫腐蝕（酸性） 吸氧腐蝕（中性或弱酸性）歸納總結(jié)：多媒體展示析氫腐蝕和吸氧腐蝕對比表格析氫腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱電極反應(yīng)負(fù)極: Fe 2e- = Fe2+正極: 2H+ + 2e- = H2 負(fù)極: 2Fe 4e- = 2Fe2+正極: O2+4e- +2H2O = 4OH-總反應(yīng)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 2Fe + O2+2H2O=

12、2 Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3聯(lián)系兩種腐蝕同時存在，但后者較普遍【設(shè)計意圖】通過探究實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察分析問題能力，同時通過兩個對比實驗，使學(xué)生加深對析氫腐蝕和吸氧腐蝕的認(rèn)識，從而解決本節(jié)課的重點和難點。環(huán)節(jié)五：合作交流 （10分鐘）過渡：我們了解了金屬腐蝕的原理，那么如何防止金屬被腐蝕呢？多媒體呈現(xiàn)問題3：請根據(jù)生活常識以及金屬被腐蝕的原理，聯(lián)系原電池和電解的原理，討論金屬的防護措施主要有哪些？提示：可以從以下幾方面探討（1）增強金屬本身的抗蝕性；（2）阻止其發(fā)生原電池反應(yīng)；（3）應(yīng)用電化學(xué)原理（原電池原理、電解原理）。教師：請大家根據(jù)以上提示

13、，結(jié)合教材P29-P30，小組合作交流，歸納總結(jié)。學(xué)生：閱讀教材，小組交流，歸納總結(jié)教師：找一小組展示合作交流結(jié)果，根據(jù)小組討論交流結(jié)果，歸納總結(jié)。板書：3.金屬的防護方法（1）覆蓋保護層 （涂油漆、電鍍、鈍化） （ 2）電化學(xué)保護 犧牲陽極保護法原電池原理 外加電流陰極保護法電解池原理【設(shè)計意圖】通過合作交流的提示使學(xué)生明確討論交流的方向，使學(xué)生學(xué)會多角度分析問題的方法，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。環(huán)節(jié)六：當(dāng)堂檢測 （5分鐘）1.下列敘述不正確的是 （ ） A.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 B.鋼鐵在干燥空氣里不易腐蝕C.用鋁質(zhì)鉚釘來接鐵板，鐵板反而易被腐蝕D.金屬被腐蝕的本質(zhì)是M-ne

14、-=Mn+而被損耗2.下列金屬的防腐措施中，屬于電化學(xué)保護法的是（ ）A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護膜B.在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金C.在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠 D.金屬表面噴漆3如圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和鹽酸，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕4.下列金屬防護的方法不正確的是( )A對健身器材涂油漆以防止生銹B馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時，首先是鍍層被氧化，繼續(xù)保護鐵C用犧牲鋅塊的方法來保護船身D自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹【設(shè)計意圖】檢測本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況1題落實目標(biāo)1 2、3、4題落實目標(biāo)2 5題落實目標(biāo)3 環(huán)節(jié)七：歸納總結(jié) （2分鐘）教師引導(dǎo)：同學(xué)們，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，在知識上你有哪些收獲？我們運用了哪些解決問題的方法？通過本節(jié)學(xué)習(xí)你受到什么啟發(fā)？學(xué)生：結(jié)合板書總結(jié)學(xué)習(xí)收獲 （找一名同學(xué)總結(jié)）教師補充歸納：這一節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了金屬腐蝕的兩個基本類型化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，了解了析氫腐蝕