第三单元 金属的腐蚀与防护优秀完整教案

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

泉州培元中学化学组 吴德松

一、概述

金属的电化学腐蚀与防护》是人教版普通高中化学课程选修4《化学反应原理》第四章《电化学基础》中的第四节。

教材重点介绍了金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质——金属表面形成了微型原电池，讲述了防护金属腐蚀的主要方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

二、学习目标分析

（1）知识与技能目标

①了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。

②了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。

③知道常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其原理。

（2）过程与方法目标

①通过对钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀对比实验的探究，学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。

②通过实验探究的过程，提高对实验现象的观察能力和分析能力。

（3）情感态度与价值观目标

①通过金属腐蚀对生产、生活的影响，感受化学对人类进步的意义。

②通过参与科学探究，学会与人合作、交流，研究，探讨科学问题。

三、学习者特征分析

依据课程标准确立的最基本要求，结合教材的性质和功能、教学目标及学生的实际，学生虽然有一定的生活经验，但要将感性认识与相关理论联系起来，清晰区分钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理，并用化学用语表达出来，对学生而言，仍存有一定困难。

高二学生已初步具备了一定的分析问题的能力与合作实验探究的精神，具备了一定的实验设计能力、实验操作能力和比较归纳能力。本节内容又紧密联系实际，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。

四、教学策略选择

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。

学生获得知识有一个循序渐进的过程，根据新课标精神的要求，在化学教学活动中，学生是学习的主人，应获得广泛的化学活动经验，而动手实践、自主探索与合作交流是学生学习化学的重要方式，这与新课程所倡导的注重三维目标的共同发展是相一致的。

因此，本节课学生应采用这样的学法：

1．积极投入到学习活动中，亲自经历探索的过程；

2．通过比较、猜测等探究环节，促进知识的正向迁移；

3．多动脑、多动手、多交流、多分析，合作学习，共同探究；

4．紧密联系生活，以可靠事实为基础，经过抽象思维揭示内在规律。

五、学习资源与环境

多媒体教室，电脑，图书馆。金属的化学腐蚀的相关图片；钢铁的电化学腐蚀视频；铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的动画；金属的电化学腐蚀课件。

六、教学设计流程图：

投影

实验探究：金属化学腐蚀发生的条件

评价学生行为

总结问题答案

思考，讨论，回答

视频，图片

创设问题情境，引入课题

投影

什么是金属的腐蚀？

金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

视频过渡

钢铁的腐蚀

提问：在H2CO3 和NaCl介质中的反应有什么区别

动画演示

铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

结束

投影小结

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

提问：钢铁腐蚀的电化学过程是什么

分组讨论，探究

布置作业

七、教学过程

(一)

创设问题情境,导入新课。

【引言】日常生活中,我们会见到金属腐蚀的现象。比方说:削铅笔的小刀有时会生锈；家里的防盗网当表面油漆剥落时极易生锈……（要求学生补充,且指出铁生锈是金属腐蚀现象中最常见的一种）

【情境1】用投影展示生活中金属腐蚀典型图片，引导学生思考金属腐蚀的原因。

【情境2】用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。

【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

【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。

【过渡】上堂课我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。

【教师活动】分配给各小组探究任务。

【学生活动】分组实验探究：金属腐蚀发生的条件

1、铁钉＋2、铁钉＋3、加入蒸馏水至4、加入NaCl溶液5、铁钉＋上层植物油下层是煮沸实验方案

醋酸溶液

CaCl2固体

浸没1/2的铁钉

至浸没1/2的铁钉

后迅速冷却的蒸馏水

现象

结论

教师在一周前设计好实验方案，并用投影展示分配任务。

【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＋2、铁钉＋3、加入蒸馏水至4、加入NaCl溶液5、铁钉＋上层植物油下层是实验方案

醋酸溶液

CaCl2固体

浸没1/2的铁钉

至浸没1/2的铁钉

煮沸后迅速冷却的蒸馏水

有气体产现象

生，反应无现象

速率快

没有H2O，

铁钉最快结论

被腐蚀

被腐蚀

铁钉极难铁钉被腐蚀

铁钉被腐蚀

由于无O2，难被腐蚀

铁钉在水面处生锈

铁钉渐渐生锈

无现象

【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。

【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

【归纳分析】铁锈的生成不可缺少的是空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易腐蚀，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。

【板书】钢铁腐蚀：

Fe(-)

2Fe - 4e-

→ 2Fe2+

C (+)

2H2O + O2 + 4e-

→ 4OH- 【过渡】我们学习了有关金属腐蚀的知识，并了解了金属腐蚀主要是由原电池反应而引起的电化学腐蚀。

金属腐蚀虽然有害，有时却可以利用。例如，工业上通过控制一定条件，利用Fe3+

腐蚀铜板来制备电子线路板就是利用金属腐蚀的一个很好例子。但是，金属腐蚀大多数是有害的，是须防止的。

【提问】

大多数金属腐蚀我们是要防止的。那么，怎么样来进行金属的防护呢？请大家结合内因（金属的本性）和外因（介质）两因素来考虑，请阅读教材中有关内容，回答如下问题。

问题：

1．金属铝为什么不易腐蚀？

2．金属中能导电的杂质不如该金属活泼时，金属是否容易腐蚀？

【回答】1．金属铝比较活泼，表面可生成致密的氧化物保护膜，使金属钝化，保护了内层金属不再被腐蚀。

2．不纯的金属易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。

【过渡】介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。因此，要经常对机器和仪表进行保养。

【提问】既然我们已经清楚了金属腐蚀的原因，那么就应该从其腐蚀的原因着手，来加强金属的防

护。请大家举一些日常生活中金属防护的例子，来说明有哪些防护方法。

【学生讨论、回答】

1．改变金属的内部结构，如制成不锈钢。

2．在金属表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、电镀等。

【启发】除以上方法外，还可以用原电池的原理来保护金属。请同学们根据原电池的原理想一想被保护的金属应做原电池的哪一极？

【回答】作正极。

【启发】对。像轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，就是为了使锌块和船体形成原电池，腐蚀了锌块而保护了轮船。这种利用原电池原理来减少金属腐蚀的方法叫做电化学保护法。

【引申讨论】金属的防护通常指的是防锈，但在实际问题中（如投影问题1～5），

要求你针对所给出的不同情况，去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作请大家在小组讨论中进行。有一些做决定时应考虑的因素需要大家记住。

【投影、讲解】



金属制品需要保护多长时间？很明显，如果金属制品只需保存很短的时间，就没有必要去考虑给它一个长久的保护。



金属制品将用在哪里？如果金属制品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。



金属制品是干什么用的？金属制品用途不同，保护方法也不同。例如，金属制品要接受高温，就不能用油漆进行保护。



金属制品外观重要吗？某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。

问题

：

你将决定采用哪种方法来保护铁不生锈。在你做出选择之前，仔细考虑成本与效果。如果你觉得除防锈以外还有其他方法，请说出来。（例如：对问题1，你也许会说用塑料檐槽来代替铸铁檐槽。）

1．房子上的铸铁檐槽。

2．铁的徽章。

3．放电熨斗的支架。

4．儿童游戏场中秋千的钢架。

5．河闸的闸门。

（三）结课总结，布置作业

【教师最后总结】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。

下一节课，我们将结合生产生活实际，进一步了解金属的防护方法。

【作业】课本92页1、2、3题。

八、评价：（针对本节课）

本节课从以下几个方面进行评价：

1.评价内容：课堂表现评价、学习效果评价（课堂学习效果评价+作业）、小组合作评价

2.评价方式：自评、小组评、教师评相结合；定量评价与定性评价和反思相结合

（1）

学生自我评价：是指学生学习过程中对自己的表现给予肯定，也是一种自信心的表露。

（2）

小组评价：是指小组间的互相评价，具有促进小组合作的作用。

（3）

教师评价：这里是指教师根据学生的综合表现，以及小组完成的作品进行一个全面的评价，提高学生的自信心和积极性。

1.课堂表现评价表

学生课堂表现评价量表

项目

A级

B级

C级

个人同学教师评价

评价

评价

上课认真听讲，认真

作业认真，

参与讨论态度认真

上课能认真听上课无心听讲，讲，作业依时完经常欠交作业，成，有参与讨论

极少参与讨论

积极举手发言，能举手发言，有很少举手，极少

积极

积极参与讨论与参与讨论与交流

参与讨论与交流

交流，阅读完了 大胆提出和别人不同的问题，大自信

胆尝试并表达自己的想法

善于善于与人合作，与人虚心听取别人的合作

意见

能有条理地表达思维自己的意见，解的条决问题的过程清理性

楚，做事有计划

具有创造性思思维维，能用不同的的创方法解决问题，造性

独立思考。

我这样评价自己：

伙伴眼里的我：

老师的话：

有提出自己的不同看法，并作出尝试

能与人合作，接受别人的意见

能表达自己的意见，有解决问题的能力，但条理性差些

能用老师提供的方法解决问题，有一定的思考能力和创造性

不敢提出和别人不同的问题，不敢尝试和表达自己的想法

缺乏与人合作的精神，难以听进别人的意见

不能准确在表达自己的意思，做事缺乏计划性，条理性，不能独立解决问题

思考能力差，缺乏创造性，不能独立解决问题

注：1.本评价表针对学生课堂表现情况作评价，用于课堂中评价

2.本评价分为定性评价部分和定量评价部分

3.定量评价部分总分为100分，最后取值为教师评、同学评和自评分数按比例取均值

4.定性评价部分分为“我这样评价自己”、“伙伴眼里的我”和“老师的话”，都是针对被评者作概括性描述和建议，以帮助被评学生的改进与提高。

2.自我评价表：

我是这样评价自己

从网上收集的数据量

A（优秀）

比较多

B（良好）

能够完成任务

依照同学才完成

与同学合作才描述

有时了解

较出色

较形象

C（合格）

较少

不能完成

不能描述

根本没在意

应付式

普通

选答

根据收集的数据做成的统计图

主动合作完成

对收集到的统计图的信息描述

自己能描述

平时对报刊杂志的统计图态度

关心

在小组中工作表现

做出的统计图的效果

最出色

形象优美

3.我对小组成员的评价：

对小组成员的评价

小组成员工作态度情况

小组成员完成工作过程

小组成员交流讨论过程

小组成员的学习态度

A（优秀）

积极

迅速

有交流讨论

主动性强

B（良好）

较积极

按时完成

有交流

较主动

C（合格）

应付式

不能按时完成

没有交流

一般

选答

4.教师评价：

评价我的学生

A（优秀）

B（良好）

能基本描述

大部分能完成

较积极

有合作，但分工不尽合理

C（合格）

不能描述

少部分完成

应付式

分工合作不合理

选答

学生对统计图上的信息描述

表达清晰

学生制作统计图完成情况

学生对本节网络教学态度

学生们分工合作情况

全部能完成

非常投入

分工明确，

合作有效

九、总结反思

设计本节教学时，紧紧围绕以下“四个一”展开。

◎建立一种思想——物质变化的思想；

◎明确一条主线——提出金属腐蚀→分析金属腐蚀原因→探讨防腐思路和方法；

◎树立一种意识——节约资源的意识；

◎实现一次飞跃——由感性认识上升到理性认识。

本节课符合新课标理念，让学生自主探究，解决金属腐蚀的相关问题，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有了直观的认识。但是，本课知识点相对集中，学差生的学习有一定困难。