第二节　金属的腐蚀和防护教案设计（一等奖）

《金属的腐蚀与防护》教学设计

一．

内容分析

《金属的腐蚀与防护》选自人教版高中化学选修1《化学与生活》第三章第二节。此节内容分《金属的腐蚀》和《金属的防护》两部分。

金属的腐蚀是生活中比较常见的现象，同时也是一个世界性的异常棘手的科学难题。通过让学生提前上网、进图书馆查阅资料图片，培养学生化学信息的收集,整理,分析运用能力。同时，金属的电化学腐蚀可用实验探究法进行教学，形成直观印象，更有利于学生理解知识。在教学难点“析氢腐蚀与吸氧腐蚀”上，充分利用多媒体的优势，用动画演示突破难点。并结合金属腐蚀的条件进一步探究金属腐蚀的防护措施。

二．

学情分析

本节课针对高二理科学生设计。在知识储备上他们在初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验，掌握原电池的基本原理知识及金属的还原性与活泼性关系；在能力水平上具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力；在心理特点上，他们有强烈的好奇心和求知欲，有利于新知识的学习。而且，本节内容紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验，缺乏一定的综合思维能力。

三．

目标要求

知识与技能目标

1．了解金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的实质，了解金属腐蚀的防护措施。

2．培养学生观察能力，实验动手能力。

3．运用理论知识解决生活中的化学问题。

过程与方法目标

1．初步学会通过上网，进图书馆查阅资料等方法收集化学信息，尝试运用所学的化学知识和技能整理,分析化学信息，并把化学信息运用于化学学习过程。

2．尝试从学习和生活中发现化学问题，提出探究方案,与他人合作探讨，提出解决问题的对策。

3．运用适当的方法和手段，表达，交流，自己化学学习和探究的体会、见解，成果。

情感态度和价值观及核心素养目标

1

1．激发探究化学问题的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度，提高化学素养。

2．关心我国的基本化学国情,关注化学在生活中的实际应用，做到学以致用。

3．激发学生初步形成节约资源，循环利用资源的可持续发展观念。

四．教学重点、难点

教学重点：

1．金属的电化学腐蚀

2．金属的电化学防护

教学难点：

1．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀

2．金属的电化学防护

五．教学方法

通过情境导学法，实验探究法，多媒体辅助教学等方式，让学生了解金属腐蚀的原理和危害。通过学习明确金属腐蚀的本质及电化学腐蚀的原理，培养学生节约资源，爱护环境的意识；加深学生对化学与生活密切关系的认识，激发学生的学习兴趣，促进学生科学素养的全面提高。

六、教学流程

视频，图片

新课导入：创设问题情境，引入课题

投影

什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的本质是什么？

一一般金属的腐蚀可分为几种？各是什么？

（逐层深入，利于探究）

投影

实验探究：金属化学腐蚀发生的条件

思考，讨论，回答

2

评价学生行为

总结问题答案

视频过渡

钢铁的腐蚀

动画演示

铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

提问：析氢腐蚀与吸氧腐蚀的电化学方程式各是什么？

投影小结

思考，讨论，回答

金属化学腐蚀和电化学腐蚀的区别；析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别

讨论

投影展示学生熟悉的自行车，分组讨论金属腐蚀防护措施

实验探究

金属电化学防护

课堂小结、评价

随堂练习

布置作业

七、教学过程

(一)

创设问题情境,导入新课。

【情境1】投影展示生活中金属腐蚀的典型图片，引导学生思考金属腐蚀的原因。

【情境2】多媒体播放有关世界各国金属腐蚀的现状的视频。从情感态度上激起学生学习的热情。

3

【导入课题】

从上面的资料中，大家思考以下几个问题：

（投影）什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的实质是什么？一般金属的腐蚀可分为几种？各是什么？下面我们通过分组实验来解答这两个问题。

（二）自主探究，解答疑惑。

【教师活动】提前一周分配探究任务：利用家里常见的铁钉等物质进行家庭小实验探究金属腐蚀的条件。

【学生活动】分组汇报实验探究结果：金属腐蚀发生的条件

1、铁钉＋醋2、铁钉＋实验方案

酸溶液

3、加入蒸馏4、加入NaCl5、铁钉＋上层溶液至浸没植物油下层是NaCl固体

水至浸没1/2的铁钉

1/2的铁钉

煮沸后迅速冷却的蒸馏水

现象

结论

【教师活动】引导学生分析实验现象，讨论金属腐蚀的条件

【学生活动】讨论，填写实验报告：

1、铁钉＋醋2、铁钉＋实验方案

酸溶液

3、加入蒸馏4、加入NaCl5、铁钉＋上层溶液至浸没植物油下层是CaCl2固体

水至浸没1/2的铁钉

1/2的铁钉

煮沸后迅速冷却的蒸馏水

有气体产铁钉在水面处生锈

铁钉渐渐生锈

现象

生，反应速无现象

率快

铁钉最快被腐蚀

无现象

没有H2O，铁

钉极难被腐蚀

铁钉被腐蚀

铁钉被腐蚀

结论

由于无O2，难被腐蚀

【教师活动】总结实验结论，引导学生思考回答已提出的问题。

【学生活动】讨论，查阅已获得的资料，回答问题。

4

【教师活动】评价学生思考的成果，补充得到正确结论。（投影）

（1）金属的腐蚀：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程；

（2）金属的腐蚀的实质是发生氧化还原反应。

（3）由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

因势利导提问：化学腐蚀和电化学腐蚀有什么区别？

【学生活动】思考，讨论。

【教师活动】实践出真知，我们继续由实验得出结论。

【学生活动】分别进行以下实验

AA（往水中吹二氧化碳制得碳酸溶液）无离子水A指针偏转指针无偏转2010-5-27指针偏转5

【教师活动】总结实验结论，引导学生思考已提出的问题。

【学生活动】讨论,回答问题. 【教师活动】小结。板书、投影：一.金属的电化学腐蚀

1.化学腐蚀和电化腐蚀

化学腐蚀

电化腐蚀

不纯金属或合金与电解质溶液接触

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

条件

金属与氧化性物质直接接触

现象

无电流产生

本质

金属被氧化

联系

两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍

5

提问、讨论：

在日常生活中,钢铁的腐蚀非常普遍,钢铁在酸性水膜和弱酸性或中性水膜两类电解质中铁发生的化学反应相同吗？结合所学原电池的知识写出两种情况下的电极反应式和总反应方程式。

【学生活动】阅读课本相关内容，观察图4-15、图4-16，思考，讨论。

【教师活动】播放析氢腐蚀与吸氧腐蚀微观动画演示图。

【学生活动】思考析氢腐蚀与吸氧腐蚀的电化学方式的写法。

【教师活动】引导学生书写电化学方程式。

【学生活动】在板书上书写：

1.析氢腐蚀

(酸性较强的溶液)

负极: Fe – 2e- = Fe2+

正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑

总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

2. 吸氧腐蚀

(中性或弱酸性溶液)

负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+

正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

总反应: 2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 【教师活动】投影小结：析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别。

2. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀

析氢腐蚀

水膜酸性较强

2H+ + 2e- = H2 ↑

吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或中性

O2+4e- +2H2O = 4OH-

2+条件

正极

负极

总反应

2Fe – 4e = 2Fe

2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2

-Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe(OH)3失水变成铁锈（Fe2O3.n H2O）

过渡：既然金属的腐蚀非常普遍，造成的损失如此严重，那么如何防止金属的腐蚀就是亟待解决的问题。

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【学生活动】分组讨论：投影展示学生熟悉的自行车图片，组织学生分组讨论：

结合生活经验，为防止金属腐蚀，可采取哪些行之有效的措施？

【教师活动】学生讨论、汇报后小结并板书

二．金属腐蚀的防护

1.原理：防止金属失电子

2.金属的常见防护方法

⑴.在金属表面覆盖保护层。

例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。

⑵.改变金属内部的组成结构，制成合金。

【教师活动】除了上述这些常用方法外，结合所学电化学原理分析，对船舶、水闸等大型设备和重要设施，除利用合金外，还可采取什么措施防止合金中的铁失电子而达到防护的目的？

【学生活动】思考、讨论

【教师活动】启发引导、比较总结

3.金属的电化学防护

（1）牺牲阳极的阴极保护法：如船舶外壳镶嵌锌块。

（2）外接电源的阴极保护法：如水闸接电源的负极。

（三）随堂练习，巩固知识，提升能力

（四）课题总结，布置作业

【教师总结】这一节课我们主要掌握了金属腐蚀的两个基本类型——化学腐蚀和电化学腐蚀，比较两者的相同与不同点。了解了析氢腐蚀与吸氧腐蚀，并结合生产生活实际，进一步了解金属的防护方法。

【作业】

1.

课本92页1-10题。

2.

调查当地钢铁生产企业或使用企业钢铁腐蚀状况，并对上述企业就金属制品的防护提出合理化建议

八、总结反思

7

本节课的设计基于学生核心素养及学科核心素养的提升，符合新课标理念，让学生自主探究，解决金属腐蚀和防护的相关问题，独立思考与小组讨论相结合，培养学生的思维能力和合作意识。以实验探究法和多媒体演示法为主线，更能体现以学生为主体的新课标思想。让学生对金属的化学腐蚀和电化学腐蚀及防护有了直观的认识。联系实际，做相关调查研究，进一步发展学生的核心素养。

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