第二节　金属的腐蚀和防护教案教学设计导入设计

第二节

金属的腐蚀与防护

第一课时

【背景分析】

1、教材分析

本节知识选自普通高中课标实验教材化学选修1《化学与生活》第三章第二节，金属腐蚀与防护与现代科学技术发展和人民生活息息相关，几乎所有金属材料都在一定环境中使用。必修2已经介绍了化学能与电能的转换，即原电池的相关知识。本节是在此基础上，引导学生了解金属的腐蚀原理和防护方法。本节知识是第三章的重点，也是选修1的重点。金属的腐蚀与防护属于化学学科的基础知识。对于选修《化学与生活》模块的学生来说，课标要求能够“描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识金属腐蚀的意义”。因此本节的重点应放在金属腐蚀的原理及探究归纳金属腐蚀的条件的过程上。

2、学情分析

学生对金属腐蚀的现象和防护并不陌生，且通过高一必修2的学习，对于电化学反应及氧化还原反应有了解，但对金属腐蚀的原理缺乏全面、深刻的认识。通过2年的化学知识系统学习，学生对于探究式研究物质性质的基本方法已经基本熟悉，能自主设计实验并完成相关结论的总结。

【教学目标】

知识与技能：能描述金属腐蚀的化学原理，知道钢铁发生电化学反应的原理。

过程与与方法：进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；

情感、态度与价值观：参与试验探究观察铁生锈的过程，体会自己设计试验获取新知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；通过分组合作，培养学生的合作意识与团队精神。

【教学重点】电化学腐蚀的原理；

【教学难点】电化学腐蚀；

【教学方法】问题讨论、实验探究、师生共议、归纳总结

【课时划分】2课时

【教学手段】教师指导下的实验探究教学，多媒体辅助教学

【教学环节】

教学内容

1、图片引入金属（钢铁）的腐蚀

2、小结金属腐蚀的概念

3、金属腐蚀的本质

教师活动

利用PPT 展示图片

分析化学反应

4、金属腐蚀的分类

5、概念理解习题巩固

引导、归纳

PPT展示习题

小结、汇报

思考、汇报

学生活动

看图

设计意图

学生体会金属腐蚀的危害

明确概念

学生认识金属腐蚀是金属被氧化的过程

阅读、思考、理解、学生了解金属腐蚀的汇报

分类

分类

6、科学探究铁钉锈蚀的条件和影响锈蚀速率的因素（外界因素）

设计方案

讨论

汇报

展示反馈

小结

7、电化学腐蚀

吸氧腐蚀

照片

原理

析氢腐蚀

照片

原理

表格对比

同

9、对比差异、区分类型、习题巩固

提问

10、课堂小结

总结归纳

思考、汇报

讨论、汇报

突破重难点

整合新知

提出问题

图片展示反馈

小结

PPT展示图片

提问

原理点拨

PPT展示图片

提问

原理点拨

PPT展示提问

看书设计

讨论

汇报

小结

看图分析

确定正负极

书写电极方程式

看图分析

确定正负极

书写电极方程式

讨论、汇报

培养设计能力

培养合作学习习惯

培养表达能力

假设验证

得出结论

加深对吸氧腐蚀的理解，初步掌握吸氧腐蚀的原理

加深对析氢腐蚀的理解，初步掌握析氢腐蚀的原理

突破难点

突破重、难点

阅读、思考、汇报

学生理解金属腐蚀的8、对比吸氧腐蚀与吸氢腐蚀的差不引导、点拨、提问

讨论、汇报

11、布置作业

【教学过程】

【导课】金属金属制品在生活中是常见物品，且为我们生活提供诸多方便。但生活中我们常常见不到其真面目，特别是铁制品经常“锈迹斑斑”。那铁锈的颜色是？成分又是什么呢？

【生】铁锈是红色的。

【析】红褐色是Fe（OH）3,红棕色是Fe2O3。铁锈的成分是Fe2O3·nH2O. 那铁制品为什你会生锈?都与哪些因素有关?而且铁锈为什么是红色的?那今天我就带领大家一起学习第二节金属的腐蚀与防护的第一课时-金属的腐蚀. 【板书】

第二节

金属的腐蚀与防护

一、金属腐蚀

【阅读】回答什么是金属腐蚀？

【板书】1、定义：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）发生化学反应而腐蚀损耗的过程。

【析】金属被腐蚀过程从化学反应角度看都是金属失电子变成金属离子的过程，此过程中金属都是被氧化。

【板书】2、本质：M– ne ==Mn+（金属被氧化）

【师】根据金属与周围接触的物质发生反应的差异分为两种类型，因为生活中的金属大部分是不纯金属或合金，请同学们仔细阅读课本，并且分析不同腐蚀的差异。

【生】

金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀是化学腐蚀；不纯金属与电解质溶液发生原电池反应发生的腐蚀是电化学腐蚀。

【板书】3.类型

化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

电化学腐蚀：不纯金属（或合金）与电解质溶液发生原电池反应发生的腐蚀。

【析】因为生活中我们接触到的金属大部分属不纯金属，因此主要发生的是电化学腐蚀。

[例1]金属的腐蚀分两类——化学腐蚀与电化学腐蚀，下列腐蚀属于电化学腐蚀的是(

)

A．钢铁与氯气接触生成氯化铁

B．钢铁与河水接触易生锈

C．石灰石被酸雨腐蚀

D．铜在潮湿空气中长期放置长出铜绿

【过渡】接下来大家根据课本提示设计实验探究铁钉的锈蚀条件，并设计实验分析在什么条件下铁钉锈蚀速率较快。接下来大家讨论并设计实验。

【生】学生讨论并汇报实验方案，总结铁钉锈蚀的条件和速率影响因素。

【科学探究】不同条件下铁钉的锈蚀

①光亮铁钉浸没在煮沸蒸馏水中，上层滴有一定厚度植物油菜油；②光亮铁钉放至干燥试管中，干燥棉花放置在试管中部，并在棉花上加有无水CaCl2；③铁钉一半浸没在水中；④光亮铁钉一半浸没在食盐水中；⑤光亮铁钉一半浸没在醋酸性溶液。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：①观察的一周中不要振荡试管，否则会破坏生锈的界面；②把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案，以利分析和归纳。

实验方案

记录

结论

【展示】展示实验结果并分析温度对金属的腐蚀影响。

【总结】铁钉生锈的条件：与氧气和水同时接触。而且在电解质溶液中和温度较高地方铁钉的锈蚀速率更快，并且⑤>④>③。因为空气所含成分除了N2、O2外还有CO2等成分，因此钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的。

【共同分析】形成原电池的原因。

【分析】钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：

【讲解】吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。

【板书】二、电化学腐蚀

【师】引导学生分析书写电极反应式并板书。

分类

条件

负极反应

正极反应

总反应

析氢腐蚀

水膜酸性较强（弱酸）

Fe –2e === Fe2+

2H+ + 2e === H2↑

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑

吸氧腐蚀

水膜酸性较弱或呈中性

2Fe–4e ===2Fe2+

2H2O + O2 + 4e==4OH-

－2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2

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

2Fe(OH)3

＝Fe2O3·nH2O+（3-n）H2O 次要

主要

【归纳与总结】化学腐蚀与电化腐蚀的对比。因为生活中的金属常是不纯的金属，因此主要发生电化学腐蚀。如果从金属活泼性角度考虑的话只有氢前金属才可能发生析氢腐蚀，氢后金属发生吸氧腐蚀。因此生活中金属的腐蚀主要以电化学腐蚀为主且多是吸氧腐蚀。

[例2]钢铁生锈过程发生如下反应：

①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；

②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；

③2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O。

下列说法正确的是

(

) A．反应①、②中电子转移数目相等

B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

【课堂练习】

1．金属腐蚀的本质是金属被

(

) A．氧化

B．还原

C．和氧发生化合反应

D．置换出氢气

2．建筑用的钢材在出厂之前都要经过发蓝处理，使其表面生成一层Fe3O4，其目的是(

) A．增加钢材的硬度

B．增强钢材的抗腐蚀能力

C．使钢材美观

D．增加钢材的韧性

3．在下列条件或环境中，铁制品最容易生锈的是(

) A．放在纯净的氧气中

B．浸没在蒸馏水中

C．放在干燥的空气中

D．放在潮湿的空气中

4．下图是铁钉在某溶液中被腐蚀的实验(开始时试管中液面和试管外液面等高)。

(1)甲、乙两图溶液中呈酸性的是

(填“甲”或“乙”)；

(2)甲图中电极反应式：正极

，

负极

；

(3)乙图中发生反应的离子方程式是

。

【课堂小结】

【布置作业】P53 1、2、3、4

【板书设计】

第二节

金属的腐蚀与防护

一、金属腐蚀

1、定义：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。

2、本质：M– ne ==Mn+（金属被氧化）

3、分类：①化学腐蚀:

金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀②电化学腐蚀：不纯金属（或合金）与电解质溶液发生原电池反应发生的腐蚀

二、电化学腐蚀：

①吸氧腐蚀：

负极2Fe–4e ===2Fe2+

正极

2H2O + O2 + 4e==4OH-

－

总反应

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

2Fe(OH)3＝Fe2O3·nH2O+（3-n）H2O ②析氢腐蚀：负极Fe –2e === Fe2+ 正极2H+ + 2e === H2↑

总反应

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑

【教学反思】：

本节在学生已有原电池和氧化还原反应知识基础上了解金属腐蚀的原理，并通过科学探究和已有生活经验总结出铁钉锈蚀的条件与影响锈蚀速率的因素，进一步了解认识钢铁的腐蚀类型和学会书写电化学腐蚀中不同介质环境中电极反应式。

通过科学探究互相协作，学生学会与人合作，体会团队精神，体会探究式学习的过程与方法。

通过对比实验学生学会比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响，并能学会辩证认识事物的思维方式。