第三单元 金属的腐蚀与防护优质教案设计

信息化教学设计模板

作者信息

姓名

学科

邮件

单位

潘樱

化学

382918440@qq.com 福州第八中学

电话

年级

15005983431 高二

教学设计

教学主题

一、教材分析

在学习完电化学原理之后，教材设计了“金属的腐蚀与防护”专题，既引导学生关注日常生活，同时又培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

铁是最常见的金属之一，且钢铁易发生电化学腐蚀，因此，本节课教材重点介绍了铁生锈的原理。由于学生在初中学习中就已知道铁生锈是铁与空气中氧气及水蒸气作用的结果，因此本节课的教学重点应放在电化学的角度去分析铁生锈的原因。

虽然学生熟悉铁的生锈，其电化学腐蚀的原理也不难，但由于钢铁生锈的过程缓慢且变化过程难以用肉眼观察，故学生常常只能死记硬背教材知识点，影响了知识的应用能力。本节知识的难点在于：“吸氧腐蚀”和“析氢腐蚀”真的发生了吗？

Fe为什么是先转化为Fe2+不是Fe3+？

溶解在电解质溶液中的氧气确实参与反应且得电子吗？

仅依赖教材的文字描述来解决这3个问题较为困难，本节课利用压强传感器，设计创新了数字信息化演示实验，以模拟生活中钢铁腐蚀的环境为出发点，让学生通过观察明显的实验现象及数据变化，能够进行准确的分析，从而切实地看到、经历到、理解了钢铁腐蚀的原理。

二、学生分析



知识储备上：通过苏教版《化学2》以及《化学反应原理》中关于原电池知识的学习，学生已掌握了原电池的基本原理及金属的还原性与活泼性关系。



能力水平上：具备一定的实验探究能力，包括观察、比较、归纳的能力。



金属的电化学腐蚀

心理特点上：高中学生有强烈的好奇心和求知欲，有利于新知识的学习。本节内容紧密联系生活实际，学生学习兴趣浓厚，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。

三、教学目标



知识与技能: （1）知道电化学腐蚀、吸氧腐蚀的定义；

（2）理解吸氧腐蚀的原理，能正确书写电极反应方程式及相关化学反应方程式。



过程与方法：

（1）通过观察、总结实验现象，推测产生相应现象的原因，揭示吸氧腐蚀的原理，培养观察能力、思维能力和理论联系实际的能力。

（2）通过对比化学腐蚀与电化学腐蚀的发生原理，揭示二者的区别。



情感态度与价值观：

（1）通过探究实验让学生体会到思考的魅力，同时提高对化学学习的兴趣。

（2）培养将化学知识应用于生活实际的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理解释。

四、教学环境

√简易多媒体教学环境

□交互式多媒体教学环境

√网络多媒体环境教学环境

□移动学习

□其他

五、信息技术应用思路

本节课将多项信息技术引入课堂: 1.采用交互式白板制作课件，增强了知识的生成性，提高了课堂容量和效率；

2.利用压强传感器，设计创新了数字信息化演示实验，让学生通过观察明显的实验现象和即时数据变化，以此打破了原理教学中的被动局面，将实验变成探究的起点，启发学生积极思考，培养学生的科学探究精神；

3.通过手机与电脑同屏方式解决了演示实验学生观察困难的问题；

4.以大量视频、图片、数据资料创设的教学情境，由浅入深，使学生知其然并知其所以然。

六、教学流程设计（可加行）

教学环节

教师活动

学生活动

信息技术支持

(一) 引入新课

【视频资料】金属腐蚀的危害

【图片资料】金属腐蚀的现象

【教师活动】情境设计，提供数据：在我国，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的1/10，全世界因钢铁锈蚀造成的损失约占世界钢年产量的1/4。因此，了解钢铁腐蚀的原因和防止钢铁腐蚀的研究工作，具有很重要的意义！

请大家思考，什么情况下铁会被腐蚀？

【教师活动】引导：其实“生锈”只是腐蚀的形式之一，比如在强酸性环境中，铁会与酸反应而腐蚀；在有氧气、氯气等氧化性环境中，铁也会发生化学反应而腐蚀。这些都属于铁的“化学腐蚀”。

【探究试验】分别在试管①和②中加入5mL稀硫酸；然后在①中加1g纯铁粉，在②中加1g纯铁粉和0.5g炭粉。

【问题组】1、哪一支试管中产生气泡的速度快？

2、分析①②产生气泡速度不同的原因？

3、你能否联系过去所学的原电池知识进行分析实验①与实验②的差异原因？

【教师活动】小结：

1．实验①中所发生的反应是铁与硫酸直接发生化学置换反应，就像铁与O2、Cl2等物质直接发生反应生成氧化铁或三氯化铁而引起的腐蚀一样叫化学腐蚀。

2．实验②中加入碳粉过后，满足了原电池组成的条件：铁与碳粉形成两个电极，其它铁与他们接触形成外电路，浸泡在硫酸溶液之中，形成了无数的微型原电池发生原电池反应，这种腐蚀叫电化学腐蚀。

【过渡】为什么形成原电池金属就腐蚀的快呢？

回答：铁会与空气中的氧气和水蒸气反应而生锈。

视频和图片是较文字而言更为直观生动的信息呈现形式，声像结合，提供金属腐蚀的相关数据，让学生体会这一常见现象的危害和解决的必要性，激发学生学习的兴趣。

(二)

实验探究：析氢腐蚀

观看实验

思考、回答：

实验中产生气泡的速率更快，因为电化学反应比化学反应速率快。

尝试作图：

1.通过学生亲自动手操作，培养学生自主探究的能力。

2.引导学生透过现象看本质。

【引导】请同学们写出上述原电池装置中铁电极和碳电极上发生的反应。

【教师活动】由于金属在较强酸性溶液中发生电化学腐蚀，并有氢气产生的腐蚀，我们叫析氢腐蚀。

书写相关电极反应：

铁电极——正极：Fe – 2e- = Fe2+（氧化反应）

碳电极——负极：2H+ + 2e- = H2↑（还原反应）

电池反应是：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑

观看图片资料，体会钢铁腐蚀的危害，思考常见钢铁腐蚀的介质环境。

3.回顾原电池知识，加深对电化学知识的理解。

【展示图片】我们常见的环境中钢铁是处在自然环境条件下：

(三)实验探究：吸氧腐蚀

【教师活动】过渡:视频中我们提到全球每90秒就有一吨钢铁被腐蚀，难道这些钢铁都处在酸性环境之中吗？事实上大多数钢铁都不会处在酸性较强的环境之中。那他们又是怎样被腐蚀的呢？我们来看一组实验。

【演示实验】

实验现象1：压强传感器测得体系的以传感器为重要工具设置了信息化探究实验。

该实验完整模拟了钢铁生锈的环境，并通过信息化手段使得钢铁生锈过程中肉眼本难以观测到的变化得以呈现，从而帮助学生认识、理解、掌握铁的腐蚀，实现了知识的生成性。

压强在不断地下降，而温度则在上升。

【教师活动】提问：这说明了什么？

实验现象2：滤纸上出现了红色，酚酞起作用。

【教师活动】提问：OH-是怎么来的呢？

实验现象3：滤纸上的红色慢慢褪去，同时有灰绿色的物质生成。

【教师活动】提问：红色为什么会褪去呢？生成的灰绿色物质又是什么？

【教师活动】转引：大家分析得很好。从实验中我们发现，有Fe、O2和水参加了反应，那么请问碳粉和氯化钠有起到什么作用吗？

回答：反应放热，反应中有气体被消耗。可以推测是氧气。

回答、书写方程式：结合氧气的消耗推测，O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-。

讨论、回答：灰绿色的物质是Fe(OH)2，推测应该是生成了Fe2+且与OH-结合，使红色褪去了。

讨论、总结：滤纸上细小的铁粉和碳粉构成了许许多多个的原电池，对于每个原电池，负极都是铁被氧化成Fe2+；正极是碳，但

碳不参加反应，是【教师活动】讲述：Fe(OH)2很容易O2得电子，生成被氧化，从白色变成灰绿色，最终得OH-的反应；电解质到红褐色的Fe(OH)3。Fe(OH)3脱去一溶液就是饱和氯化部分水生成Fe2O3·nH2O，即铁锈的主钠溶液了；然后要成分。

Fe2+又会与OH-结

合得到Fe(OH)2。

【教师活动】钢铁表面吸附的水膜酸书写吸氧腐蚀相关性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧方程式：

气，此时发生的反应叫吸氧腐蚀。

铁在弱酸性或中性

溶液中的腐蚀原

理：

铁电极——正极：【教师活动】总结：通过上面的实验Fe – 2e- = Fe2+（氧以及图片可以得出，在吸氧腐蚀过程化反应）

中正极上是溶解在水膜中的O2得到碳电极——负极：从观察到电子而被还原，实际上在一般情况下，O2+2H2O+4e-=4OHFe(OH)2的生成，析氢腐蚀与吸氧腐蚀同时存在，只是-（还原反应）

得知生成了吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。

电池反应是：2Fe + 2+

O2+2H2O = Fe2+

+ Fe。

2Fe(OH)2↓

通过对实验现象的观察分析，得以突破以下难点：“吸氧腐蚀”真的发生了吗？

Fe为什么是先转化为Fe2+不是Fe3+？

溶解在电解质溶液中的氧气在反应过程中真的有得电子吗？

仅依赖教材的文字描述来解决这3个问题较为困难，通过该实验探究学生能够容易获得以下信息：

从反应体系压强的减小，得知氧气被消耗；

从酚酞试剂变红探究OH-的生成途径，得知氧气要发生得电子的反应；

【教师活动】提问：无论是化学腐蚀还是电化学腐蚀，是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，金属腐蚀的本质是什么？

【教师活动】总结：结合图示讲解。

回答：从本质上看，

金属的腐蚀都是金发挥电子白板属原子失去电子而的优势，结合图被氧化的过程。

示让学生理解并能够自行总结出(三) 钢铁电化学腐蚀的本质

金属腐蚀的本质原因，为接下来学习金属腐蚀的防护做了铺垫。

【白板交互式习题训练】使用交互式白板的课程活动工具包（Lesson Activity Toolkit 2.0）中的Image arrange、Question tool功能设置随堂习题，由学生操作完成。

【教师活动】转引：请大家思考课本“交流与讨论”的问题，以更好地认识金属腐蚀的条件。

(四)

应用与结课

【教师活动】结课：本节课我们学习了钢铁腐蚀的原理，从而知道了腐蚀的本质是铁失去电子，因此想要防止金属腐蚀，本质上就是阻止铁失去电子，你有哪些办法能阻止铁失电子呢？请大家课后思考尽可能多的方法，下节课我们再一起来探讨！

用白板的课程活动工具包创建专

业外观和交互式【学生活动】

的习题训练活

讨论、回答、总结。

动，能充分调动

学生的积极性，学生跃跃欲试，在学生的操作后一键检验，提高了课堂效率。

七、教学特色

根据新课改的教学理念，在教学过程中恰到好处设计教学情景，激发学生学习兴趣，突出学生学习的主体地位，引导学生发现问题、提出问题、解决问题，让学生参与到整个课堂教学中。本节课以“实验线—问题线—知识线”展开教学，将“时间长、观察难”的钢铁腐蚀过程通过信息化模拟实验全方位展示给学生，将抽象的反应原理具体化，使学生能自行构建新知，突破了传统教学时死记硬背的瓶颈。

交互式白板的课程活动工具包（Lesson Activity Toolkit 2.0）的不但活跃了课堂气氛，

让学生能更长时间地集中注意力，还得以给予学生及时的反馈和评价，提高了教学效率。