【化學(xué)】金屬的腐蝕與防護(hù) 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

——金屬的腐蝕與防護(hù)基于教學(xué)評(píng)一體化的單元整體教學(xué)一、課標(biāo)要求與教材分析1.課標(biāo)要求內(nèi)容要求：了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施。學(xué)業(yè)要求：能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。單液原電池電解應(yīng)用金屬腐蝕原理雙液原電池化學(xué)電源電解原理金屬防護(hù)原理金屬防護(hù)實(shí)例鋼鐵生銹與保護(hù)必修二選擇性必修一初中（1）教材編排的知識(shí)發(fā)展線索2.教材分析本節(jié)（2）本節(jié)地位電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用三觀統(tǒng)一能量觀微粒觀變化觀三重表征宏觀現(xiàn)象微觀解釋符號(hào)表達(dá)本節(jié)課是原電池和電解池知識(shí)的運(yùn)用與發(fā)展，是用理論指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的重要案例（3）本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容可以分為金屬的腐蝕與金屬的防護(hù)兩部分，后者以前者為基礎(chǔ)。為了更好地分析和說(shuō)明金屬如何被腐蝕這--關(guān)鍵問(wèn)題，教材中安排了實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合圖示分析、說(shuō)明鋼鐵制品兩種典型的電化學(xué)腐蝕——析氫腐蝕和吸氧腐蝕，兩種腐蝕共性是原電池反應(yīng)負(fù)極被腐蝕，并且速率比化學(xué)腐蝕快，不同點(diǎn)是條件不同導(dǎo)致正極反應(yīng)不同。第二部分金屬的防護(hù)，則是從金屬腐蝕的原理出發(fā)，研究如何破壞金屬腐蝕發(fā)生的條件展開(kāi)的。除了采取措施破壞金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕的條件，更多情況下需要采取措施破壞原電池形成的條件。電化學(xué)保護(hù)法一犧牲陽(yáng)極法、外加電流法都是將要保護(hù)的金屬作為陰極設(shè)計(jì)的，教材通過(guò)安排的“思考與討論”“實(shí)驗(yàn)”等欄目，加深學(xué)生對(duì)這兩種陰極保護(hù)法的認(rèn)識(shí)。二、學(xué)情分析（1）學(xué)生在初中化學(xué)中學(xué)習(xí)過(guò)一些金屬腐蝕與防護(hù)知識(shí)，對(duì)于金屬腐蝕的危害、鋼鐵制品銹蝕的條件和保護(hù)金屬的方法有所了解，然而對(duì)鐵制品在潮濕空氣中容易生銹的化學(xué)原理不清楚，金屬保護(hù)的措施也沒(méi)觸及問(wèn)題的本質(zhì)。（2）學(xué)習(xí)了原電池原理，能夠從原理上解釋金屬的電化學(xué)腐蝕。對(duì)于原電池的名稱(chēng)（負(fù)極就是陽(yáng)極、正極就是陰極）已經(jīng)清楚。（3）在燃料電池中，已經(jīng)突破了氧氣作為正極的電極反應(yīng)式。（4）有原電池可以加快金屬腐蝕的初步認(rèn)識(shí)，能描述電化學(xué)中電子和離子的流向。（5）具有一定的實(shí)驗(yàn)探究和操作能力，具備一定的從化學(xué)視角分析化學(xué)問(wèn)題的能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析能力仍待提高。（1）吸氧腐蝕方程式的書(shū)寫(xiě)是個(gè)難點(diǎn)，在燃料電池的時(shí)候，就可以突破要給學(xué)生講清楚變化本質(zhì)：

《金屬的腐蝕與防護(hù)》難點(diǎn)已提前突破O2+4e-=2O2-O2-

熔融氧化物介質(zhì)H2OOH-

中、堿性溶液

類(lèi)比：Na2O+H2O=2Na++2OH-H+H2O

酸性溶液

類(lèi)比：Na2O+2H+=2Na++H2O（2）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，存在前概念沖突，提前突破在原電池和電解池教學(xué)的時(shí)候就進(jìn)行電極名稱(chēng)介紹原電池的電極：按電勢(shì)高低分：

電勢(shì)高的電極：正極

電勢(shì)低的電極：負(fù)極按反應(yīng)類(lèi)型分：

氧化反應(yīng)的電極：陽(yáng)極

還原反應(yīng)的電極：陰極電解池的電極：接電源正極（陰極）接電源負(fù)極（陽(yáng)極）e-e-陰極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)陽(yáng)極電解池的陰、陽(yáng)極，《物理化學(xué)》中也分別可稱(chēng)負(fù)、正極，中學(xué)教學(xué)可根據(jù)學(xué)生情況來(lái)確定是否介紹。P164（最詳細(xì)）P261P1994.教學(xué)目標(biāo)

評(píng)價(jià)目標(biāo)(1)通過(guò)查閱金屬腐蝕的資料等活動(dòng)，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的嚴(yán)重性及危害；能用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕的現(xiàn)象，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。(2)通過(guò)鋼鐵腐蝕的實(shí)驗(yàn)，了解金屬腐蝕的本質(zhì)；能書(shū)寫(xiě)鋼鐵腐蝕的電極反應(yīng)及總反應(yīng)；能根據(jù)電化學(xué)原理選擇并設(shè)計(jì)金屬防護(hù)的措施。(3)通過(guò)暖寶寶的制作，加深對(duì)鋼鐵吸氧腐蝕的條件、原理的理解，并學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證吸氧腐蝕的發(fā)生和金屬防護(hù)措施是否有效。教參要求學(xué)情要求與1.通過(guò)帶著問(wèn)題自學(xué)，完成預(yù)習(xí)練習(xí)，了解金屬的實(shí)質(zhì)、腐蝕的類(lèi)型。了解金屬防護(hù)的方法。診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)價(jià)值認(rèn)識(shí)水平（學(xué)科價(jià)值與社會(huì)價(jià)值視角）

2.能夠比較說(shuō)明金屬腐蝕的兩種方式的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，并結(jié)合教材實(shí)驗(yàn)4-3與4-4的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析。正確書(shū)寫(xiě)出吸氫腐蝕、吸氧腐蝕電極反應(yīng)式。診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)金屬腐蝕的本質(zhì)認(rèn)識(shí)（微粒觀、變化觀）與進(jìn)階水平（三重表征、有序思維與辯證思維、模型認(rèn)知）。3.模擬“暖寶寶”實(shí)驗(yàn)，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明暖寶寶中發(fā)生了吸氧腐蝕。能從金屬的腐蝕本質(zhì)分析金屬防護(hù)的方法，并能設(shè)計(jì)出驗(yàn)證防護(hù)是否成功的實(shí)驗(yàn)方案。診斷并發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究水平。5.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn):金屬的電化學(xué)腐蝕

及電化學(xué)防護(hù)原理。(2)難點(diǎn):金屬發(fā)生吸氧腐蝕

的原理。學(xué)情要求教參要求(1)重點(diǎn):

（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金屬的吸氧腐蝕與電化學(xué)防護(hù)(2)難點(diǎn):

如何證明暖寶寶中物質(zhì)發(fā)生了吸氧腐蝕三、單元整體教學(xué)思路1.先理清全章知識(shí)脈絡(luò)，再進(jìn)行各節(jié)教學(xué)2.先理清全節(jié)脈絡(luò)，再進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)教學(xué)暖寶寶體驗(yàn)制作→現(xiàn)象感受→原因預(yù)測(cè)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→驗(yàn)證現(xiàn)象→微觀分析→符號(hào)表達(dá)輪船與匣門(mén)防護(hù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→現(xiàn)象→微觀分析→符號(hào)表達(dá)對(duì)比對(duì)比四、教學(xué)流程與教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)流程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

教學(xué)環(huán)節(jié)從金屬的腐蝕的危害與學(xué)習(xí)金屬腐蝕與防護(hù)的必要性引入金屬腐蝕的類(lèi)型和特點(diǎn)。通過(guò)發(fā)布預(yù)習(xí)提綱的形式，學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成，課前檢查，課堂小結(jié)。金屬的電化學(xué)腐蝕。對(duì)比學(xué)習(xí)析氫與吸氧腐蝕，并學(xué)習(xí)暖寶寶的制作，探究反應(yīng)原理。學(xué)習(xí)電化學(xué)保護(hù)法。對(duì)比學(xué)習(xí)兩種電化學(xué)保護(hù)方法的原理、區(qū)別、應(yīng)用。小結(jié)歸納和鞏固提升。歸納本節(jié)知識(shí)要點(diǎn)，練習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)。1.引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，帶著問(wèn)題預(yù)習(xí)四、教學(xué)策略與技巧2.激勵(lì)評(píng)價(jià)課堂上對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、問(wèn)題回答、課前作業(yè)、課堂作業(yè)及時(shí)評(píng)價(jià)與鼓勵(lì)3.趣味引領(lǐng)趣味實(shí)驗(yàn)

4.實(shí)驗(yàn)優(yōu)化改進(jìn)（1）金屬的化學(xué)腐蝕與形成原電池時(shí)的腐蝕速率比較實(shí)驗(yàn)教材P112：【實(shí)驗(yàn)4-3】教材設(shè)計(jì)存在的不足：變量控制問(wèn)題環(huán)節(jié)二

金屬的電化學(xué)腐蝕

活動(dòng)2：金屬的化學(xué)腐蝕與形成原電池時(shí)的腐蝕速率比較優(yōu)化改進(jìn)閱讀教材P112：【實(shí)驗(yàn)4-3】(2)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)需要控制變量相同，鋅粒表面積、溫度、鹽酸體積、鹽酸濃度均相同。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，哪一個(gè)物理量難于控制完全相同？該如何改進(jìn)5mL0.5mol/LHCl鋅粒棉花泡泡水鋅片鋅粒鋅粉鋅片

為什么不用鐵做實(shí)驗(yàn)？

試過(guò)了多種方法，快慢相差不明顯，這可能就是

教材沒(méi)有安排用鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因。從熱力學(xué)上說(shuō)，鋅-銅電勢(shì)差比鐵-銅

要大，從動(dòng)力學(xué)上沒(méi)有查找到文獻(xiàn)說(shuō)明。（2）教材實(shí)驗(yàn)4-4的處理實(shí)驗(yàn)技巧：1.用含碳量低的鐵絲（可到五金店購(gòu)買(mǎi)那種比較軟，可用于扎東西的粗鐵絲），比用鐵釘效果好。2.打磨氧化膜3.鋅片、銅絲與鐵盡量纏緊。鋅片多纏幾層后，再用老虎鉗從側(cè)面夾緊。鋅鐵ABC夾B與C，不要夾A與C。5.實(shí)驗(yàn)探究與證據(jù)推理能力培養(yǎng)

教材中吸氧腐蝕，是以圖片加知識(shí)介紹的方式呈現(xiàn)。然后再以鐵釘?shù)奈醺g進(jìn)行驗(yàn)證，從以往的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，學(xué)生的思維深度不夠，遺忘率高。

修改：

通過(guò)暖寶寶制作，與生活密切銜接，滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)暖寶寶的探秘欲望。實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)感更強(qiáng)。不是簡(jiǎn)單給出反應(yīng)原理，而是要學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)，進(jìn)行分析合理的反應(yīng)原理，再引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)合教師的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為實(shí)驗(yàn)結(jié)論提供證據(jù)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，達(dá)成實(shí)驗(yàn)探究與證據(jù)推理素養(yǎng)的培養(yǎng)，強(qiáng)化對(duì)吸氧腐蝕原理的理解。水設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明你的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了什么？

已知:Fe2+遇K3[Fe(CN)6溶液生成藍(lán)色沉淀CuZn2h后鐵粉炭粉食鹽水（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鐵的電化學(xué)防護(hù)

按下圖所示裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為能通過(guò)補(bǔ)充什么實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明鐵被保護(hù)了？AFeZn

酸化的3%NaCl溶液

甲6.對(duì)比教學(xué)，矛盾的普遍性與特殊性辯證思維培養(yǎng)普遍性普遍性特殊性特殊性一、話不要說(shuō)死溫馨提示1.析氫腐蝕與吸氧腐蝕，并沒(méi)有絕對(duì)界限，是一個(gè)矛盾主次與轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。在適當(dāng)?shù)膒H范圍，可能會(huì)出現(xiàn)氧氣與氫離子得電子能力差不多的情況。2.吸氧腐蝕，鋼鐵并不是在溶液與空氣