高中化學-金屬的腐蝕與防護教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

PAGE第一章化學反應與能量變化第三節(jié)化學能轉(zhuǎn)化為電能——電池第三課時金屬的腐蝕與防護一、教材分析《金屬的電化學腐蝕與防護》是人教版高中化學選修四《化學反應原理》第四章第四節(jié)，在學習了原電池原理及電解池原理的基礎(chǔ)上展開，介紹了金屬腐蝕造成的嚴重危害、電化學腐蝕的原理及防止金屬腐蝕的幾種方法，重點是掌握金屬電化學腐蝕（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），同時指出，人們根據(jù)對金屬電化學腐蝕本質(zhì)的認識，發(fā)現(xiàn)了防護金屬電化學腐蝕的方法，并具體地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),加深了學生對化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的認識。本節(jié)內(nèi)容是本章理論知識的實際應用，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。二、教學目標1．知識目標：(1)認識金屬腐蝕的危害并能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。(2)知道金屬腐蝕的防護方法。2．能力目標：嘗試從學習和生活中發(fā)現(xiàn)化學問題，提出探究方案，與他人合作探討，提出解決問題的對策，并組織規(guī)范的語言表達出來。3．情感、態(tài)度和價值觀目標：激發(fā)探究化學問題的興趣和動機，關(guān)注化學在生活中的實際應用，做到學以致用，形成節(jié)約資源，循環(huán)利用資源的可持續(xù)發(fā)展觀念三、教學重點難點重點：金屬的電化學腐蝕及金屬的電化學防護難點：金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學原理四、學情分析學生應經(jīng)學習了原電池和電解池基本知識，對金屬的腐蝕有一定的認識，包括它的產(chǎn)生和防治，生活中對金屬腐蝕的危害也有所見聞，而對金屬腐蝕及防腐的原理不太清楚，學生了解了鐵的腐蝕是氧氣和水共同作用的結(jié)果，并且學習了原電池原理，再此基礎(chǔ)上學習比較容易接受。五、教學方法1．閱讀討論實驗視頻觀看合作解疑計算機輔助教學2．學案導學：見后面的學案。3．新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查→復習回顧→目標引領(lǐng)→合作解疑、精講點撥→訓練鞏固→拓展提高六、課前準備1．學生的學習準備：預習金屬的電化學腐蝕內(nèi)容。2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案。七、課時安排：1課時八、教學過程[引入]在日常生活中，我們經(jīng)?？梢钥吹揭恍┟利惖慕饘倨髅笫褂靡欢螘r間后會失去表面的光澤。如：鐵器會生銹、銅器會長出銅綠。實際上金屬的生銹，其主要原因與原電池的形成有關(guān)，下面我們就來分析一下金屬腐蝕的原因。[板書]第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護【課前搜集】1、生活中金屬腐蝕的實例以及危害2、生活中見過的金屬防腐措施3、綜合以上說說你的感受[指導閱讀]：引導學生閱讀P27—28金屬的電化學腐蝕內(nèi)容，回答下列問題。1、什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么?2、金屬腐蝕有哪些種類？化學腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學腐蝕？[板書歸納]：一、金屬的電化學腐蝕（一）、金屬腐蝕：1、定義：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。2、本質(zhì)：M–ne-→Mn+（氧化反應）3、類型：化學腐蝕——直接反應電化學腐蝕——原電池反應（二）、化學腐蝕1、定義：2、影響因素：（三）、電化學腐蝕：1、定義：[過渡]：鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，是什么原因？下面我們就來討論鋼鐵在潮濕的空氣中生銹的原因？[實驗探究]：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕2、類型：⑴、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下易發(fā)生負極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2進一步反應：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O⑵、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中負極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-=H2↑電池反應：Fe+2H+=Fe2++H2↑⑶、析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈水膜呈電極反應負極（Fe極）正極（C極）總反應聯(lián)系3、化學腐蝕與電化學腐蝕的比較：電化腐蝕化學腐蝕條件不純金屬或合金與接觸與直接接觸有無電流有微弱電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生本質(zhì)較活潑的金屬被氧化金屬被氧化聯(lián)系兩種腐蝕往往發(fā)生，但腐蝕更普遍，速度快，危害更重?！竞献鹘庖梢弧扛鶕?jù)剛剛學過的金屬腐蝕原理，試分析常見金屬鋅、銅在自然界中的腐蝕。【訓練鞏固】：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕【合作解疑一】1、金屬腐蝕的電化學保護法中，若以原電池原理進行金屬防護，應該把被保護金屬極？另一個電極選用什么材料?2、金屬腐蝕的電化學保護法中，若以電解池原理進行金屬防護，應該把被保護金屬放到哪個電極？另一個電極選用什么材料?【提問】：請大家根據(jù)鐵生銹的原因，我們可以采取哪些措施防止鐵生銹？二、金屬的電化學防護1、犧牲陽極的陰極保護法原電池的負極（陽極）的金屬被腐蝕原電池的正極（陰極）的金屬被保護⑴、原理：⑵、裝置圖：2、外加電流陰極保護法：⑴、原理：⑵、裝置圖：-+-+[過渡]：除此以外還有哪些防護方法？[歸納小結(jié)]：3、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻）。4、覆蓋保護膜（涂油漆，電鍍，鈍化等）。5、金屬被保護的效果比較：電解池的陰極保護(外加電流陰極保護法)>原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護法）>一般保護【鞏固訓練】3.以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(guān)的是（）A.黃銅(銅鋅合金)制作的鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比純鐵容易生銹C.鐵質(zhì)配件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.銀質(zhì)物品久置表面變暗4.下列情況下，埋在地下的輸油鑄鐵管道被腐蝕的最慢的是（）A.潮濕疏松透氣的土壤中B.含鐵元素較多的酸性土壤中C.干燥致密不透氣的土壤中D.含碳量較高，潮濕透氣的中性土壤中[問題探究]：探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？探究二：純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應？如向酸中再加硫酸銅又會什么現(xiàn)象？三、影響金屬腐蝕快慢比較[典型例題]：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是52134[結(jié)論]：1、原電池正極、電解池陰極受到保護2、在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞防腐措施的腐蝕九、板書設(shè)計1-3-3金屬的電化學腐蝕與防護一、金屬的電化學腐蝕（一）、金屬腐蝕：1、定義：2、本質(zhì)：3、類型：（二）、化學腐蝕1、定義：2、影響因素：（三）、電化學腐蝕：1、定義：2、類型：⑴、吸氧腐蝕：⑵、析氫腐蝕：3、化學腐蝕與電化學腐蝕的比較：二、金屬的防護1、犧牲陽極的陰極保護發(fā)2、外加電流的陰極保護法3、其他十、作業(yè)布置1、修改學案上的錯誤和未完成的部分。2、完成《分層檢測卷》p13十、教學反思金屬的腐蝕及其防護是日常生活中非常普遍、非常常見的現(xiàn)象，也是急待解決的問題。所以本節(jié)課應在科學知識的綜合性、應用性、實踐性上入手，密切聯(lián)系生活實際，挖掘原電池的原理和組成條件（即金屬腐蝕的原理），以及金屬的腐蝕防護的重要意義，使學生認識到化學知識與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學實驗、日常生活有密切的聯(lián)系，以激發(fā)學生學習化學的興趣，更重要的是啟發(fā)學生運用化學知識解決實際問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。學案設(shè)計(見下頁)第三節(jié)化學能轉(zhuǎn)化為電能—電池第三課時金屬的腐蝕與防護編制：審定：周秀芹【目標引領(lǐng)】知識與技能：1.認識金屬腐蝕的危害并能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。2.知道金屬腐蝕的防護方法。過程與方法：嘗試從學習和生活中發(fā)現(xiàn)化學問題，提出探究方案，與他人合作探討，提出解決問題的對策，并組織規(guī)范的語言表達出來。情感態(tài)度價值觀：激發(fā)探究化學問題的興趣和動機，關(guān)注化學在生活中的實際應用，做到學以致用，形成節(jié)約資源，循環(huán)利用資源的可持續(xù)發(fā)展觀念【課前搜集】1、生活中金屬腐蝕的實例以及危害2、生活中見過的金屬防腐措施3、綜合以上說說你的感受【復習回顧】根據(jù)下列四種電化學裝置圖，回答問題。1、裝置名稱：A，B，C，D。2、裝置A中Fe是極，Zn是極；裝置D中Fe是極，C是極。3、寫出各電極反應式：裝置氧化反應還原反應A

B

C

D

4裝置B、C相比較，其反應速率的大小關(guān)系是?！咀詫W探究】一、金屬腐蝕1.金屬腐蝕金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學反應或因電化學作用而遭到破壞,稱為金屬腐蝕。金屬腐蝕可分為化學腐蝕和電化學蝕。銅在高溫下被空氣中的氧氣氧化而變黑,這種腐蝕就是化學腐蝕。2.金屬的電化學腐蝕不純的金屬暴露在潮濕空氣里或與電解質(zhì)溶液接觸時,由于形成原電池而發(fā)生腐蝕,這種腐蝕叫作電化學腐蝕。鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應為,正極反應主要由水膜的酸堿性決定。

(1)吸氧腐蝕:在通常情況下水膜酸性不強,鐵板上水膜中溶解的氧氣被還原,電極反應為,總反應為,具有強還原性的氫氧化亞鐵與潮濕空氣中的水和氧氣反應生成紅棕色氫氧化鐵,反應為,所生成的氫氧化鐵進一步轉(zhuǎn)化為鐵銹。這種腐蝕過程主要消耗氧氣,鐵生成含氧化合物,因此也稱為吸氧腐蝕。

(2)析氫腐蝕:在水膜酸度較高的特殊環(huán)境中,正極反應主要是,這時所發(fā)生的腐蝕稱為析氫腐蝕。

(3)金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因:被腐蝕的金屬成為原電池的負極,其原子失去電子變成金屬陽離子,進入電解質(zhì)溶液而損耗。越是活潑的金屬,越容易發(fā)生電化學腐蝕。正極金屬只是作為惰性電極材料,不參與反應。

二、金屬的防護(1)金屬防護的措施a.給金屬表面加上一層保護層將金屬與外界隔開,保護層可以是耐腐油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠等非金屬材料,也可以是通過電鍍而覆蓋于被保護金屬表面的耐腐蝕性較強的金屬或合金。b.用強氧化劑處理或運用電化學方法可以使鐵表面發(fā)生鈍化,形成致密的氧化膜。(2)電化學保護法a.利用原電池原理:將還性較強的金屬與被保護金屬相連構(gòu)成原電池,還性較強的金屬將作為負極發(fā)生氧化反應而損耗,被保護金屬作為正極就可以避免腐蝕。這種方法叫作犧。

b.利用電解池原理:將被保護金屬與外加直流電源的負極相連。這種防止金屬腐蝕的方法叫作陰極電保護法?！揪v點撥】1、影響金屬腐蝕的因素2、鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕比【合作解疑一】根據(jù)剛剛學過的金屬腐蝕原理，試分析常見金屬鋅、銅在自然界中的腐蝕?！眷柟逃柧殹?、將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水中浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化【精講點撥】3、金屬的電化學防護方法【合作解疑一】1、金屬腐蝕的電化學保護法中，若以原電池原理進行金屬防護，應該把被保護金屬極？另一個電極選用什么材料?2、金屬腐蝕的電化學保護法中，若以電解池原理進行金屬防護，應該把被保護金屬放到哪個電極？另一個電極選用什么材料?【鞏固訓練】2、下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是。3.以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(guān)的是（）A.黃銅(銅鋅合金)制作的鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比純鐵容易生銹C.鐵質(zhì)配件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.銀質(zhì)物品久置表面變暗4.下列情況下，埋在地下的輸油鑄鐵管道被腐蝕的最慢的是（）A.潮濕疏松透氣的土壤中B.含鐵元素較多的酸性土壤中C.干燥致密不透氣的土壤中D.含碳量較高，潮濕透氣的中性土壤中【拓展提高】5.鋼鐵銹蝕過程中可能發(fā)生的變化是()①Fe由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為+2價；②Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價；③產(chǎn)生氫氣；④產(chǎn)生氧氣；⑤雜質(zhì)C被氧化除去；⑥Fe(OH)3失水變成Fe2O3·3H2O.A.①②③⑥B.①③④C.只有①③D.全部6.為保護地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是()A.與直流電源的負極相連接B.與直流電源的正極相連接C.與銅板相連接D.與鋅板相連接【課后小結(jié)】《金屬的腐蝕與防護》學情分析學生應經(jīng)學習了原電池和電解池基本知識，對金屬的腐蝕有一定的認識，包括它的產(chǎn)生和防治，生活中對金屬腐蝕的危害也有所見聞，而對金屬腐蝕及防腐的原理不太清楚，學生了解了鐵的腐蝕是氧氣和水共同作用的結(jié)果，并且學習了原電池原理，再此基礎(chǔ)上學習比較容易接受。金屬的腐蝕與防護課后反思泰安本節(jié)課通過情境導學法，課堂討論法，利用多媒體輔助教學等方式，采用“六環(huán)節(jié)教學法”：目標引領(lǐng)-自學探究-合作解疑-精講點撥-訓練鞏固-拓展提高。使學生深入?yún)⑴c課堂，調(diào)動學生思考積極性。讓學生了解金屬腐蝕的原理和危害。通過學習明確金屬腐蝕的本質(zhì)及電化學腐蝕的原理，培養(yǎng)學生節(jié)約資源，愛護環(huán)境的意識；加深學生對化學與生活密切關(guān)系的認識，激發(fā)學生的學習興趣，促進學生科學素養(yǎng)的全面提高《金屬的腐蝕與防護》選自魯科版高中化學選修《化學反應原理》第一章第三節(jié)。此節(jié)內(nèi)容分“金屬的電化學腐蝕”和“金屬的電化學防護”方面，教學過程共設(shè)計一課時。金屬的腐蝕是生活中比較常見的現(xiàn)象，同時也是一個世界性的異常棘手的科技難題。通過讓學生提前上網(wǎng)、進圖書館查閱資料圖片，培養(yǎng)學生化學信息的收集、整理、分析運用能力。同時，金屬的電化學腐蝕可用實驗探究法進行教學，形成直觀印象，更有利于學生理解知識，但是由于本節(jié)實驗的特殊性，采取了觀看實驗視頻的方法，相對于實驗探究法有些不足之處，但是現(xiàn)象明顯，更加直觀。在教學難點“析氫腐蝕與吸氧腐蝕”上，充分利用多媒體的優(yōu)勢，用動畫演示突破難點。本節(jié)課符合新課標理念，讓學生自主探究，解決金屬腐蝕的相關(guān)問題，獨立思考與小組討論相結(jié)合，培養(yǎng)學生的思維能力和合作意識。以合作解疑和多媒體演示法為主線，更能體現(xiàn)以學生為主體的新課標思想。讓學生對金屬的化學腐蝕和電化學腐蝕有了直觀的認識。學生總體反應都不錯，但是，本課知識點相對集中，學生基礎(chǔ)差的學習有一定困難；同時上課的內(nèi)容可能多了點，難免上起來有些地方稍微趕了點，體現(xiàn)在練習時間趕了點，以致只能匆匆結(jié)尾。以后課件設(shè)計時要多考慮學生的總體情況，盡量做到合理而不匆忙?！督饘俚母g與防護》效果分析今天聽了老師的《金屬的腐蝕與防護》一節(jié)課，感觸頗深。老師功力深厚，駕馭課堂能力強，教態(tài)優(yōu)雅大方，普通話標準，教學過程流暢，教學方式多樣，充分體現(xiàn)了以學生為主題的原則。針對《金屬的腐蝕與防護》這節(jié)課，老師首先從生活中常見的金屬腐蝕現(xiàn)象為例入手，采用學生課下收集資料和課堂展示圖片等多種方式引入，提出問題，引起學生思考。然后結(jié)合電化學知識，以圖片、動畫、以及實驗視頻等多種方式展開討論電化學原理的金屬腐蝕的原理。在此過程中，學生以小組方式進行合作解疑，共同探討問題解決辦法，增加合作意識，共同攻克難關(guān)，加深對知識的記憶。進而引出金屬腐蝕防護的方法。整堂課結(jié)構(gòu)緊湊，活潑嚴謹，樂于發(fā)現(xiàn)生活中的化學，將學習和生活緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學生學習化學的興趣?！督饘俚母g與防護》教材分析《金屬的電化學腐蝕與防護》是人教版高中化學選修四《化學反應原理》第四章第四節(jié)，在學習了原電池原理及電解池原理的基礎(chǔ)上展開，介紹了金屬腐蝕造成的嚴重危害、電化學腐蝕的原理及防止金屬腐蝕的幾種方法，重點是掌握金屬電化學腐蝕（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），同時指出，人們根據(jù)對金屬電化學腐蝕本質(zhì)的認識，發(fā)現(xiàn)了防護金屬電化學腐蝕的方法，并具體地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),加深了學生對化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的認識。本節(jié)內(nèi)容是本章理論知識的實際應用，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力?！督饘俚母g與防