第二节　金属的腐蚀和防护优秀教学设计

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

一、学情分析 （一）教材分析

本课时内容是人教版选修一教材《化学与生活》第三章第2节，是在学生学习了电解原理和原电池原理的基础上展开的，教材重点介绍了金属的电化学腐蚀（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，并运用原电池原理，介绍了牺牲阳极的阴极保护法，以及外加电源的阴极保护法，加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

通过本节的学习能促进学生对金属腐蚀现象的进一步认识，金属发生腐蚀更多的是电化学腐蚀，利用原电池原理分析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，再利用电化学知识对金属进行防护，是对所学电化学知识的综合灵活的运用。并对所学的电解和原电池的知识起到巩固和提高的作用。 （二）学生分析

知识上：通过已有的化学知识以及日常生活经验，学生已经初步了解了金属发生腐蚀的一些条件，掌握了原电池和电解池的基本原理及金属的还原性与活泼性关系。

能力上：高中学生已经具备了一定的实验设计观察能力、以及比较归纳能力。

心理上：由于本节内容紧密联系生活实际，学生有强烈的好奇心和求知欲，有利于新知识的学习，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，缺乏一定的深入理解和综合思维的能力。

二、目标分析

课标要求：能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。

模块学习要求：

1.能简要说明金属发生电化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害。

2.知道要防止金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的负极，避免它发生阳极氧化而溶解。

3.能列举防止金属腐蚀的主要措施

4.了解氧化还原反应在金属腐蚀与防护中的应用。

三．教学目标

知识与技能: （1）认识金属腐蚀带来的危害，了解金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。

（2）理解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）认识常见的防止金属腐蚀的方法，能解释两种电化学防护方法的原理。

过程与方法：

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，进一步提高对实验现象的观察能力和分析能力。

情感态度价值观：

通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，形成爱护资源，科学利用资源的正确思想，感受化学对人类进步的意义。

四、教学重、难点及其突破策略

教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理

教学难点：金属发生析氢和吸氧腐蚀的原理

突破策略：通过对比实验探究，多媒体辅助教学等方式，让学生了解金属腐蚀的原理，强化巩固析氢腐蚀和吸氧腐蚀的具体过程，使学生明确析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别和联系，突破本节课的重难点。

教学过程：

【事例引入（观看视频）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。如：美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，四川宜宾市南门大桥曾发生悬索及桥面局部断裂事故，导致两辆汽车坠入江中，一艘小船被毁，有二人死亡，二人受伤，交通和市外通讯中断。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。

这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。

[板书]金属的电化学腐蚀与防护

[预设问题1]

钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O 铜器生锈，铜绿的主要成分： Cu2(OH)2CO3

思考：金属腐蚀的本质是什么？

[板书]

第二节

金属的腐蚀与防护

[板书]

一、金属的电化学腐蚀

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属原子失电子被氧化的过程

(2) 金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+

[实验探究]金属腐蚀的类型

[板书] (3) 金属腐蚀的类型

1、化学腐蚀

（1）定义：

金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。

（2）原理：

金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。

（3）影响因素：

金属越活泼，越易被腐蚀；

金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；

氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。

[预设问题2]

在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？

[预设问题3] 钢铁在潮湿的空气中为什么在潮湿的空气中比干燥的空气中更易被腐蚀？

[板书]2、电化学腐蚀

不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

[复习回顾] 构成原电池条件：

1、自发进行的氧化还原反应

2、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。

3、两极材料均插入电解质溶液中。（一般负极与电解质发生氧化还原反应） 4、两极相连形成闭合回路。

[科学探究实验]

不同条件下铁钉的腐蚀情况

[实验结论]

铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。

[过渡]

通过上述学习，我们能更好的理解钢铁腐蚀的原理

[多媒体投影]

钢铁的析氢腐蚀电化学腐蚀示意图

[板书]

析氢腐蚀

（酸性溶液）

负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+ 正极（C）：2H++2e—=H2↑

总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3

[引导]分析电化学腐蚀原理？

[演示实验]铁的吸氧腐蚀的改进实验

[多媒体投影]实验现象

[板书]析氧腐蚀

（中性和弱酸性溶液）

[多媒体投影]

钢铁的吸氧腐蚀电化学腐蚀示意图

[引导]

钢铁吸氧腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：

[板书] 负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH—

总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2

[多媒体投影]铁锈形成：4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水成为铁锈,结构疏松，不能起到保护作用。

【引导】通过上述学习，并结合幻灯片上提示的问题，总结影响腐蚀的因素

[引导]并利用幻灯片演示图片及生活常识寻找金属防护的方法

[板书]二、金属的电化学防护

[板书] 1、在金属表面覆盖保护层（刷油漆、涂机油、加塑料层…）

2、改变金属的内部组织结构（不锈钢、马口铁、白口铁…）

3、牺牲阳极的阴极保护法（在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属）

4、外加电源的阴极保护法

[引导]学生小结本节课重难点、易错点。

[课堂练习]

完成ppt中的相关习题

[多媒体投影] 课后作业