第二节　金属的腐蚀和防护教学设计模板

人教版高中化学选修1

第三章

第二节

金属的腐蚀与防护

陕西省西安中学

刘莉

教材分析

在高中课程标必修教科书化学2中，已经介绍了化学能与电能的转化，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腐蚀的原理和防护方法。

本节包括两部分内容，金属的腐蚀和金属的防护。

金属的腐蚀，包括化学腐蚀和电化学腐蚀两部分内容。在化学腐蚀中，以家用燃气灶中中心部位很容易生锈，而食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈为例，强调温度对化学腐蚀的影响比较明显。在电化学腐蚀中，通过科学探究让学生设计实验探究铁筋锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速度较快，引出电化学腐蚀。

由于对金属腐蚀常用的方法，学生已经有很多生活经验，因此教科书通过图片儿，由学生自己总结并解释这些方法为什么可以达到金属腐蚀的目的，最后介绍了牺牲更活泼的金属的防护方法。为了降低难度，未出现牺牲阳极的阴极保护法这个名词，而且简单介绍了防护方法的原理及应用。

教学目标

知识与技能：1. 了解电化学防护的原理及方法。

2.掌握电化学腐蚀和化学腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程

过程与方法：视频图片引入，紧密结合原电池，设问讨论，引导学生讨论研究，归纳小结，重点培养学生理论联系实际，学以致用的能力。

情感、态度与价值观：防止腐蚀，任重道远。培养学生努力学习，用科学知识武装自己，提高分析问题、解决问题的能力，造福社会。

教学设计

问题引入：列举生活实例→

提出问题：金属腐蚀有哪些危害？金属为什么会被腐蚀？→实验探究金属腐蚀发生的条件→金属腐蚀的分类→化学腐蚀和电化学腐蚀→实验探究金属腐蚀发生电化学腐蚀的原理：电极反应→金属腐蚀的本质→图片展示：金属防护的思路和方法→开放性问题，思考、讨论与交流：防护方案选择。

学情分析

对金属腐蚀学生已经有很多生活经验，对金属的防护学生也了解一些常用的方法。但这些现象和方法，学生从原理上不清楚，需要系统总结并解释这些方法为什么会引起腐蚀，这些方法为什么可以达到金属防护的目的。

学生在高中课程标必修教科书化学2中，已经介绍了化学能与电能的转化，即原电池的相关知识，在此基础上引导学生了解金属腐蚀的原理和防护方法较为容易。

教学重点：金属的电化学腐蚀原理，金属防护的常用方法和意义。

教学难点：金属的电化学腐蚀原理。

课时安排: 2课时

教学活动

教学

教学

学生活内容

环节

教

师

活

动

动

设计意图

强化学生事先收的直观感受，激发学生探究金属腐蚀的兴趣和欲望

金属展示图像和资料，由学生介绍集相关引入

金属腐蚀给社会和生活带来的巨腐蚀的大损失。

图片和资料

与周围的气体或液体讲解讨论：1、金属腐蚀的实质

介绍

生氧化还原反应而引起损耗的现象。

物质发

2、金属腐蚀分类：化学腐蚀和电化学腐蚀

化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石蜡）提出电化

等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

在生产和日常生活中比较普遍而且危害加大的，是金属的电化学腐蚀。

板书

知识铺直接反应

实验

（2）Fe—C—稀硫酸溶液形成原电池中反应

观察实验现象，比较两个实验的异一、学生同

金属实验

的

结论：

腐蚀

相同点：铁均被腐蚀。

不同点：第一个装置中，铁和酸直学生接反应放氢气。

讨论

第二个装置中，Fe-C形成原电池，Fe做负极被腐蚀。

考讨论

学生思讨论思考

实验证明

分正反推进

方辩论

论，并垫，逐步学腐蚀概念

实验1

（1）Fe—C—稀硫酸溶液学生讨

归纳化学腐蚀与电化学腐蚀比较（见附表）

总结

1、铁钉腐蚀需要哪些条件？

2、在什么条件下铁钉腐蚀速度最设问

快？

实验2

科学探究

将五根洁净无锈的铁钉，分别放入五只试管中。

1、在第一支试管中加入，经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，是蒸馏水浸没铁钉，然后加入适量的植物油以学生隔绝空气，使铁钉只与水接触，不观察与空气接触。

实验2、在第二支试管中放入棉花和干现象

燥剂氯化钙，并塞上塞子，使铁钉只与空气接触，不与水接触。

3、在第三支试管中，加入蒸馏水至浸没1/2的铁钉，使铁钉系与水接触，又与空气接触。

4、在第四支试管中加入氯化钠溶论

象，讨验结论

察现基础出实学生观得实验为

液至浸没1/2的铁钉，使铁钉既与氯化钠溶液接触，又与空气接触。5、在第五支试管中加入醋酸溶液，至至浸没1/2的铁钉，使铁钉既与醋酸溶液接触，又与空气接触。

观察以上试管的反应现象，可以得出结论，得出铁钉与空气水同时接触才能发生生锈与氯结论

化钠溶液、醋酸溶液等电解质接触后，会加速铁钉的腐蚀。

正极反应的物质是氧气，电极反应式：

板书

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

总反应为：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2

电化学腐蚀定义：像这样不纯的金小结属跟电解质溶液接触时，会发生原

板书

电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。

一般情况下，钢铁（含碳合金）在潮湿的空1、吸板书氧腐黑体

蚀

弱或呈中性，但溶有一定量的氧气。所以发生“吸氧腐蚀”

－水膜原电池，但一般情况下，水膜酸性很

气中表面会形成一薄层水膜，可形成铁—碳

生成的Fe（OH）2具有还原性，又可以继续被氧气氧化，形成Fe（OH）3，

练习相Fe（OH）（OH）关电极2＋O2＋2H2O＝2Fe小结

3

Fe（OH）3脱去一部分水就生成方程式和化学知识小结联系生活

Fe2O3•xH2O，这就是铁锈的成份。方程式

铁锈疏松地覆盖在铁钉表面，一定程度上可以阻止铁定的继续腐蚀。

1.吸氧腐蚀

负极

：Fe－2e－＝Fe2＋

板书

正极

：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

2.析氢腐蚀

电极反应式：与“吸氧腐蚀”相对应的是：如果水负极：膜或电解质溶液呈强酸性，水膜或2、析电解质溶液中就会有大量的氢离氢腐讲述

子，此时原电池反应就会有氢气放蚀

出，称之为“析氢腐蚀”，与我们必修中原电池形成原理相似。

2e－=H2

总反正极：

2H+＋Fe-2e－=Fe

2+介绍巩固析氢腐蚀

应：Fe＋2H+＝Fe2+＋H2

负极：Fe－2e－＝Fe2＋

完成板书

正极：2H＋＋2e－＝H2

总反应式：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2

比较化学腐蚀和电化学腐蚀。见附表在日常生产和生活中，主要发生讲述

吸氧腐蚀。因其速度快，又具普遍性，所以危害极大。

根据上节引入部分强调保护金属引入

的重要性和必要性

观察问题：你知道哪些办法可以较好地学生讨图片

保护金属，不被腐蚀吗？

二、知识，用金属

的防际问题

护

切入

我们研腐蚀保护方法

展示保护原理是什么？

图片

学生讨

论

小结

思考1、请根据生活常识及图3-18总结

1、保护层，2、改变金属结构……

于解决实论

换个角度理解所学

容作铺垫。

引出下部分学习内

与交金属防护常用的方法，并解释这些流

方法，为什么可以达到防止金属腐蚀的目的？

2、你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？

正极（较不活泼金属）受到保护

小结

金属的防护方法：

(1)制耐腐蚀合金：不锈钢等；

(2)隔离法防护：电镀、喷漆、涂油等；

(3)电化学保护法：

小结

金属在发生电化学腐蚀时，活泼金属做

板书

负极被腐蚀，作为正极的金属不被腐蚀。如果能让被保护金属成为正极，则该金属不被腐蚀。

假如你是设计师，正计划用钢材建造一座大桥，并研究防止钢材生锈的方法。已知这座思维桥要使用多年，而且建在风景区。你如何防解决问题

空间

锈？

实验验证

一.金属的腐蚀

1.定义

2.本质

3.分类

二.金属的防护

小结

(1)制耐腐蚀合金：不锈钢等；

(2)隔离法防护：电镀、喷漆、涂油等；

(3)电化学保护法：

作业

P53 1、2、3、5

金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常教

学

反

思

常见的现象，也是急待解决的问题。所以本节课应在科学知识的综合性、应用性、实践性上入手，密切联系生活实际，挖掘原电池的原理和组成条件（即金属腐蚀的原理），以及金属的腐蚀防护的重

要意义，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣，更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。

附表一

化学腐蚀与电化学腐蚀