第三单元 金属的腐蚀与防护PPT专用教学设计内容

金属的腐蚀与防护教学设计

一、学情分析

（一）教材分析

本课时内容是苏教版修教材《化学反应原理》专题三第三弹圆满，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。

（二）学生分析

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。

二、目标分析

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

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

五、教学流程： 知识复习→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

六、教学方法 问题引导 自主学习 实验探究 合作交流

七．教学环节设计

环节一：知识复习 （2分钟）

1.回答下列问题：

(1)铁与氯气反应的化学方程式是 ；纯锌片与盐酸反应的离子方程式是

；上述两反应过程 (填“是”或“不是”)原电池反应。

(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中 生锈，其原因是

【设计意图】回顾旧知，铺垫新内容，引出金属腐蚀的概念+。

环节二：自主学习（3分钟）

多媒体呈现问题1：1.什么是金属腐蚀？

2.金属腐蚀的本质是什么？

3.金属的腐蚀可分为哪几类？它们的区别在哪里？

教师：请大家结合氧化还原反应知识和教材P23第三段思考以上问题。

学生：阅读课本、思考回答

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）

多媒体展示：金属腐蚀的概念、分类及本质

板书：金属的腐蚀与防护

1.金属腐蚀的方式：化学腐蚀

电化学腐蚀

学生：通过比较学习法识记、会判别两种腐蚀方式。

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

现象

反应

相互

关系

【设计意图】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。

环节四：实验探究 （15分钟）

过渡：我们已经知道，钢铁生锈是铁与空气中的氧气以及水蒸气反应的结果。那么，空气中的氧气和水是怎样使钢铁生锈的呢？下面我们通过实验进行探究有关金属电化学腐蚀的原理。

多媒体呈现问题2：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？电化学腐蚀的原理是什么？

探究实验：

教师：请同学们阅读教材P27-28了解金属电化学腐蚀原理。根据课前准备组装仪器，混合并加入药品稍后观察实现现象。

学生：阅读教材自学有关金属电化学腐蚀的原理，动手实验：混合并加入药品后观察、比较U型管水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。

教师：

请大家结合实验现象思考以下问题 思考1：导管中的水柱变化说明什么问题？

学生：（思考后回答）

左侧液面升高，说明试管内有气体消耗，压强减小

右侧液面降低，说明试管内有气体生成，压强增大

建立模型，认识新知

教师：请大家根据已学原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。

模型： 正极：2H+

+2e-=H2↑

负极：Zn-2e-=Zn2+ 总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

新知：

学生：完成以下问题 （两名同学上板板演）

a管：负极： 正极： ， 电池反应： ，

a管中进一步反应： ，

b管中:负极： 正极： ，

电池反应： 。

结论：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。

当钢铁处于酸性气氛中时，易发生 腐蚀；

析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于 腐蚀。

板书：2.金属的电化学腐蚀

析氢腐蚀（酸性）

吸氧腐蚀（中性或弱酸性）

归纳总结：多媒体展示析氢腐蚀和吸氧腐蚀对比表格

发生条件

电极反应

析氢腐蚀

水膜呈酸性

负极: Fe – 2e- = Fe2+

正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑

Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

吸氧腐蚀

水膜呈中性或酸性很弱

负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+

正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

2Fe + O2+2H2O=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

总反应

联系

两种腐蚀同时存在，但后者较普遍

【设计意图】通过探究实验培养学生观察分析问题能力，同时通过对比实验，使学生加深对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的认识，从而解决本节课的重点和难点。

活学活用

用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应的化学方程式为：

；若用铝制饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于

，反应原理是(写电极反应式和总反应式)：

。 环节五：合作交流 （10分钟）

过渡：我们了解了金属腐蚀的原理，那么金属腐蚀给我们带来了哪些危害呢？如何防止金属被腐蚀呢？ 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，阅读书本P23-24页，小组合作交流，归纳总结。

学生：阅读教材，小组交流，归纳总结

教师：找一小组展示合作交流结果，根据小组讨论交流结果，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

【设计意图】通过合作交流的提示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。

环节六：课堂演练，交流与讨论，得出结论

1.下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）

A、（4）＞（2）＞（1）＞（3）

B、（2）＞（1）＞（3）＞（4）

C、（4）＞（2）＞（3）＞（1） D、

（3）＞（2）＞（4）＞（1）

2.. 在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现．铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2

， Fe（OH）2进一步被氧气氧化为Fe（OH）3

，

再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图．下列说法正确的是（ ）

A、铁片发生还原反应而被腐蚀

B、此过程中电子从C移向Fe C、铁片腐蚀中负极发生的电极反应： 2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣

D、铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

3.铁及其化合物与生产、生活关系密切。

（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化学腐蚀称为 。

②图中ABCD区域相比较，生锈最多的是 (填字母)。

（2）实验室经常用到FeCl3溶液，在配制FeCl3溶液时常需加入少量 的 ；将FeCl3溶液和碳酸氢钠溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为 。

结论

1.在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：

＃两电极的活泼性差异越大，活泼金属腐蚀速率越快

＃电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 2.在不同电解质溶液中：

＃电解质>非电解质； 强电解质>弱电解质 3.防腐措施由好到坏的顺序如下：

＃外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件

环节七：归纳总结 （2分钟）

教师引导：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？

学生：结合板书总结学习收获 （找一名同学总结）

教师补充归纳：这一节课我们主要学习了金属腐蚀的两个基本类型——化学腐蚀和电化学腐蚀，了解了析氢腐蚀与吸氧腐蚀，重点认识了生活中最为普遍的吸氧腐蚀原理。

最后，我们还结合生产生活实际，进一步了解了金属的电化学防护2种方法。最后给出的电化学基础知识网络图。

【设计意图】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。

八．板书设计

金属的腐蚀和防护

1.金属的腐蚀

（1）化学腐蚀 （2）电化学腐蚀 析氢腐蚀（酸性）

吸氧腐蚀（中性或弱酸性）

2.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