课题2　金属材料教学设计第二课时

课题

第三章第三节

金属材料

——金属的腐蚀及防止

教材

分析

本课时内容是人教版选修二《化学与技术》第但章第3节内容，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。

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，利用原电池的原理分析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，提高知识的理解和运用。再利用电化学知识对金属进行防护，是对所学电知识的综合灵活的运用，学好本节将对前面所学的电解和原电池的知识起到巩固和提高的作用。

学情

分析

知识上：通过初中知识以及本章上两节内容的学习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：高二学生已经具备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。

知识与方法：（1）了解金属腐蚀的本质及种类

（2）能解释金属电化学腐蚀的原因

（3）认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法

过程与方法：实物、资料、图片激发责任感，根据生活中的实力引导学生探究金属腐蚀的根源

情感态度价值观：通过资料、图片，了解金属腐蚀对国民经济造成的危害，激发责任感：通过科学探究培养学生运用所学知识解决实际问题的能力

教

学

目

标

教学重重点：金属腐蚀的原理和防腐方法

点难点

难点：金属的电化学腐蚀及电镀

教学教多媒体

具准备

教

学

实验探究、讨论、教学成果展示、阅读、讲解

方

法

教学过程：情景导入→目标展示→自主学习→实验探究→合作交流→达标测试→归纳总结

教师活动

环节一：情景导入：多媒体展示（1）生活中常见金属腐蚀的图片；（2）金属腐蚀对人类生活和经济的影响。

这节课我们就一起来学习有关金属腐蚀和防护知识，本节课我们的学习目标如下，请大家快速浏览，了解我们本节课的任务。

环节二：目标展示【PPT展示】教学目标：

学生活动

观看图片，聆听讲解。惊诧之余，体会感悟：金属腐蚀不可等闲视之！

浏览标题，明确学习目标。宏观把握，联想质疑。

设计意图

观看图片，聆听讲解。惊诧之余，体会感悟：金属腐蚀不可等闲视之！

让学生整体把握本节内容的同时，控制信息的接受范围，随时排除干扰性知识。

引导学生认识金属腐蚀的实质是发生了氧化反应，通过讨论腐蚀的方式能与新学内容联系起来，让学生先从概念上认识金属腐蚀的实质，下面再进行实验探究、具体认知

环节三：自主学习 过渡：据阅读课本、思考回报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占国内生产总值的2%-4%,超过地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和。以我国为例，金属的腐蚀在2013年至少造成6700亿人民币的损失。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的实质是什么？金属腐蚀现象的发生可能有哪些方式？

PPT呈现问题1：什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的实质是什么？金属腐蚀现象的发生可能有哪些方式？

请大家结合氧化还原反应知识和教材P63第二段自主思考以上问题。板书：三、金属的腐蚀与防护

1.金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+. 答

金属腐蚀是金属表面因发生氧化反应而遭到破坏。

化学腐蚀（表面与周围物质发生化学反应）

电化学腐蚀（因电化学作用而发生的腐蚀）

识记、会判别两种腐蚀方式

回顾刚才的图片并阅读课本P64，分析金

属腐蚀的原因

板书：2.金属腐蚀的方式：

在潮湿的空气（1）化学腐蚀

中，，钢铁表面吸（2）电化学腐蚀

附了一层薄薄的这层水膜是[引导]请同学们讲述一下钢铁在潮水膜，含有少量H+和OH—湿的环境中生锈的过程。

还溶解了O2等气体，结果在钢铁环节四：实验探究

表面形成了一层[投影]钢铁的电化学腐蚀示意图

电解质溶液，它与[引导]根据以前所学内容，指出钢铁钢铁里的铁和少量的碳恰好形成

因本校建校不到一年时间，给想实验器材及

腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：

[讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O）。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在，在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时，会有H2放出（析出），所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之，无论是哪种腐蚀，其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。

无数微小的原电实验设施都不完善，所池。

以探究实验何电镀实验都不能做，只能用实

验视频。缺陷：无法培

养学生的动手能力

负极（Fe）：

通过探究实验培养学—2+2Fe—4e=2Fe

生观察分析问题能力，同时通过两个对比实正极（C）：验，使学生加深对析氢—O2+2H2O+4e腐蚀和吸氧腐蚀的认识，从而解决本节课的=4OH—

重点和难点。

总反应：

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

[板书]析氢腐蚀

负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+

—

正极（C）：2H++2e=H2↑

+2+

总反应：Fe + 2H = Fe+ H2 ↑

吸氧腐蚀：

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

[引导]请同学们根据以上学习比较

化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联

系，并填写下表：

[投影]（表中内容学生讨论后再显

示）

环节五：合作交流

过渡：我们了解了金属腐蚀的

原理，那么如何防止金属被腐蚀阅读教材，小组交呢？

流，归纳总结

通过合作交流的提示多媒体呈现问题3：请根据生活常

环节六：达标测试

学生通过今天的1.下列事实中，与电化学腐蚀无关知识完成检测题

的是（ ）

A.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干

燥土壤里的铁管更易被腐蚀

B.为保护海轮的船壳，常在船壳上

镶入锌块

C.在空气中，金属银的表面生成一

层黑色物质

D.镀银的铁制品，镀层部分受损后，

露出的铁表面易被腐蚀

2．下列关于铁析氢腐蚀的说法正确

的是（

）

A．铁为正极

B．炭为正极

C．溶液中氢离子浓度不变

D．此腐蚀在任何溶液中都发生

3．关于铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀

的下列说法中，不正确的是

( )

A．正极

电极反应式

为：2H＋＋2e－

===H2↑

B．此过识以及金属被腐蚀的原理，联系原电池和电解的原理，讨论金属的防护措施主要有哪些？

提示：可以从以下几方面探讨（1）增强金属本身的抗蚀性；（2）阻止其发生原电池反应；（3）应用电化学原理（原电池原理、电解原理）。

教师：请大家根据以上提示，结合教材P64-P66，小组合作交流，归纳总结。

板书：3.金属的防护方法

（1）覆盖保护层

（涂油漆、电镀、钝化）

（

2）电化学保护

①牺牲阳极保护法——原电池原理

②外加电流阴极保护法——电解池原理

使学生明确讨论交流的方向，使学生学会多角度分析问题的方法，培养分析问题、解决问题的能力。

检测本节课教学目标的达成情况

程中还涉及到反应：

4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

C．此过程中铜并不被腐蚀

D．此过程中电子从Fe移向Cu 4.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是（）

5.下列金属防护的方法不正确的是

A．对健身器材涂油漆以防止生锈

B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化，继续保护铁

C．用牺牲锌块的方法来保护船身

D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈

环节六：归纳总结 同学们，通过本节课的学习，在知识上你有哪些收获？我们运用了哪些解决问题的方法？通过本节学习你受到什么启发？

结合板书总结学习收获

引导学生自主总结，既调动了学生的积极性体现了学生的主体地位，又锻炼了学生的总结把握知识的能力和表达能力

板

书

设

计

二．金属的腐蚀及防止

1.金属的腐蚀的本质：M—ne2.金属腐蚀的分类

化学腐蚀 电化学腐蚀

—=Mn+

①析氢腐蚀（酸性）

②吸氧腐蚀（中性或弱酸性）

3.金属的防护方法

（1）覆盖保护层

（2）电化学保护

①牺牲阳极保护法——原电池原理

②外加电流阴极保护法——电解池原理