第二节　金属的腐蚀和防护公开课教案

化学与生活 第三章 第二节

金属的腐蚀与防护

教

学

设

计

景德镇市浮梁县第一中学 洪倩

第二节

金属的腐蚀与防护

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教材《化学与生活》第三章第二节内容，是学生在学习了原电池及电解池的原理的基础上开展的课程。教材重点介绍了金属的腐蚀的本质——化学腐蚀和电化学腐蚀，讲述了防护金属腐蚀的主要方法，并具体的介绍了牺牲阳极的阴极保护法及外加电流的阴极保护法。不但运用了原电池的原理，也再次运用了电解池的原理，是学生加深了对化学能转化为电能的认识。

通过本节的学习，学生能进一步理解金属发生腐蚀更多的是电化学腐蚀，利用原电池的原理分析了钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，提升学生的认知，加强学生的运用。再利用电化学知识对金属进行防护，学生对所学电化学的知识能综合灵活运用。学好本节内容，更是对之前所学的电化学知识的巩固和提高。

（二）学生分析

知识上：学生通过之前的学习，已经初步了解了金属发生腐蚀所需条件，掌握了原电池和电解池的基本原理以及金属性的关系。

能力上：学生已经具备了一定的实验设计观察能力、比较归纳能力。

心理上：本章节内容紧扣生活实际，学生的强烈好奇心和求知欲，有利于新知识的学习，具备了主动探知的原动力。存在的问题是学生对学习的知识暂时只注重表面的理解，缺乏生活经验、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性，掌握防护金属腐蚀的方法。

模块学习要求：

1、

能理解金属发生电化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害；

2、

能理解并列举金属防护的方法；

3、

能理解氧化还原反应在金属防护中的应用。

三、

教学目标

知识与技能目标: 1、

认识金属腐蚀带来的危害，了解金属腐蚀的两种类型，即化学腐蚀和电化学腐蚀；

2、

理解钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀原理，并掌握电极方程式的书写

3、

掌握防护金属腐蚀的方法，并重点理解两种金属防护方法的原理

过程与方法目标：

1、

通过金属腐蚀的实验设计，掌握控制单一变量的实验方法；

2、

通过实验探究过程，进一步提高学生的实验设计和实验原理分析的能力。

情感态度与价值观目标：

通过金属的腐蚀和防护对人类生活的影响，提升生活联系实际的能力。

四、

教学重难点

教学重点：金属的腐蚀与防护的原理及应用

教学难点：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的理解及电极反应式的书写

五、

教学方法

事例引导、自主学习、实验探究、合作交流

六、

教学设计

环节一：历史指引，引发思维

[历史引入]《国家宝藏》节目中展示了一件稀世珍宝——越王勾践剑，此剑有两千多年的历史，却未见一点锈迹，这是什么原因呢？下面我们就来一起探究一下这越王勾践剑千年不朽的秘密。

[展示]多媒体课件展示越王勾践剑不朽之谜的原因，并请学生朗读，由此引导学生发现两千年前的防护金属腐蚀的方法。

[设计意图]结合历史事实，引出课题内容，激起学生的学习兴趣，启发学生积极思考。

环节二：新课传授，授之以渔

[情景导入]多媒体课件展示（1）生活中常见的金属腐蚀现象；（2）金属腐蚀对人类生活和发展的影响的大数据。

[教师讲述]在我们的生活中，金属材料随处可见，应用广泛，而金属材料腐蚀所带来的损失也不可估量。金属设备的腐蚀导致工厂生产滞后，桥梁、建筑物中的金属腐蚀往往导致坍塌、火灾及爆炸事故的发生。

[学生思考]观看图片，聆听讲解，直观感受金属腐蚀的危害不容小觑。

[教师讲述]本节课我们将具体的学习有关金属的腐蚀与防护的知识，请同学们用两分钟时间快速的阅读书本上金属腐蚀的知识要点。并回答预设问题：1、什么是金属腐蚀？2、金属腐蚀的分类？

[板书]第二节：金属的腐蚀与防护

[学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而损耗的过程，一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀

[板书]一、金属的腐蚀

概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而损耗的过程

类型：化学腐蚀、电化学腐蚀

[教师讲述]接下来我们进一步学习化学腐蚀和电化学腐蚀的具体概念和原理，首先是化学腐蚀，它是金属和接触的氧化剂直接发生化学反应，而其发生化学腐蚀的条件也有多种，下面我们就来进行完成一组对比实验对其影响因素等进行探究。

[学生实验]探究铁钉分别在醋酸、氯化钠溶液、无水、无氧、蒸馏水、植物油液封的蒸馏水中的腐蚀情况。并由学生分组讨论并回答金属的化学腐蚀所需要的条件。

[学生讨论后回答]金属的化学腐蚀需要在酸性条件或者水和氧气同时存在的条件下才能发生。

[教师总结]铁钉即金属在酸性条件以及水和氧气同时存在的条件下均可被腐蚀，且遇电解质溶液时，加速腐蚀速度。

[板书]1、化学腐蚀

（1）

概念：金属跟接触的物质直接发生化学反应

（2）

原理：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应

（3）

铁钉生锈的条件：空气+水

（4）

加速铁钉生锈的条件：空气+电解质溶液

[教师提问]在我国新疆吐鲁番和海南岛，哪个地区的铁制品锈蚀更加厉害？

[学生讨论后回答]由于海南地区炎热、潮湿、多雨，因此铁制品更易发生腐蚀。

[教师讲述]接下来我们学习金属的另一种腐蚀情况——电化学腐蚀，它是由于不纯金属（或合金）跟电解质溶液接触，产生原电池，较活泼金属失电子而被腐蚀。为了帮助同学们理解，我们首先回顾一下铜锌原电池的相关内容。

[板书]2、电化学腐蚀

（1）

概念：不纯金属（或合金）跟电解质溶液接触，产生原电池，较活泼金属失电子而被腐蚀

（2）

回顾铜锌原电池

[指定学生板书]负极：Zn片，Zn-e-==Zn2+ 正极：Cu片，2H++e-==H2 总反应：Zn+2H+==Zn2++ H2 [学生讨论]电化学反应的发生条件以及钢铁在潮湿的空气中如何被腐蚀? [学生讨论后回答]在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜含有少量的H+和OH-，同时空气中的CO2的不断溶解，使得水膜中H+增加，这样钢铁的表面就形成了一层电解质溶液薄膜，而钢铁里的铁和少量碳的小颗粒构成了无视微小的原电池。

[教师展示]展示多媒体课件中，钢铁的电化学腐蚀示意图

[引导]根据之前所学内容，指出钢铁电化学腐蚀时的正负极、及书写电极方程式。

[板书]钢铁在酸性极弱或者中性的条件下的腐蚀情况——吸氧腐蚀

负极：Fe-2e-==Fe2+

正极：2H2O+O2-4e-==4OH- 总反应：2Fe+2H2O+O2== Fe(OH)2 [教师讲解] Fe(OH)2继续被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水后，变成铁锈，这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2，因此叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在，在电化学腐蚀中为主。然而当电解质溶液中有大量H+，则会有H2放出，这种电化学腐蚀也叫析氢腐蚀。总之，无论是哪一种电化学腐蚀，水膜中的OH-都大量增加。

[板书]钢铁在酸性条件下的腐蚀情况——析氢腐蚀

负极：Fe-e-==Fe2+ 正极：2H++e-==H2 总反应：Fe+2H+== Fe2++H2 [引导]请同学们根据以上所学，归纳化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系，并填写表格

[展示]待学生完成后，再用多媒体课件展示表格内容。

[教师讲述]在金属的腐蚀中，最主要就是金属电化学腐蚀，而为了生活中的金属材料的耐用性，当下研究金属的防护是刻不容缓的。

[板书]二、金属的防护

[展示]多媒体课件展示自行车，公园运动器材，晾衣架等金属材料，引导学生发现金属防护的方法——在金属材料表面保护层。

[板书]1、金属表面涂上保护层

油漆、烤瓷、油脂、不活泼的金属等

[引导]金属的腐蚀，电化学腐蚀占主导，负极金属被腐蚀，正极金属被保护，那么从原电池的角度考虑，如何来保护金属？

[学生讨论，教师板书]2、牺牲阳极的阴极保护法

正极为被保护的金属，负极为比保护金属更加活泼的金属

[引导]除了原电池的原理之外，我们是否可以从电解池的角度出发，再次考虑如何来保护金属？

[学生讨论，教师板书]3、外加电流的阴极保护法

阳极为惰性电极，阴极为被保护的金属，同时连接电源并插入电解质溶液当中。

[教师总结]金属的防护主要有三个方面，第一镀上保护层；第二将金属制成合金；第三利用电化学保护法。

环节三：巩固强化，化为己用

[巩固练习1]金属材料在月球上会被腐蚀吗？

[学生回答]不会，因为月球上没有氧气和水。

[巩固练习2]嵌有铁钉的铜板中，为何铁钉先被腐蚀？

[学生回答]铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。铜板(+)与铁钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。

环节四：课后练习，习得真知

[思考题]为什么镀锡铁破损后，腐蚀程度更加厉害？

七、

板书设计

金属的腐蚀与防护

一、

金属的腐蚀

1、

化学腐蚀

2、

电化学腐蚀

（1）

析氢腐蚀

（2）

吸氧腐蚀

二、

金属的防护

1、

金属表面镀上保护层

2、

牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理

3、

外加电流的阴极保护法—电解池原理