第三节　玻璃、陶瓷和水泥名师教学设计

第三章

探索生活材料 第二节

金属的腐蚀与防护

第1课时（人教版选修1） 本节内容位于人教版选修1《化学与生活》第三章第二节，新课标中对化学与生活模块中金属腐蚀的内容标准要求是描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。本课内容与必修1中元素化合物金属部分、必修2中电化学部分相联系，必修阶教学内容分析

段内容为本课内容提供知识支持，化学与生活模块侧重于实际问题的解决，培养学生化学知识生活化的素养，本课内容也是如此。金属腐蚀原理的教学是本课题的难点，教材编排围绕什么是金属腐蚀？金属腐蚀的本质是什么？金属腐蚀的主要途径是哪两类？铁的电化学腐蚀是怎样发生的？等几个问题展开，原理层面不做太深入的探讨，学生有基本了解即可。通过本课内容的学习让学生对氧化还原反应和原电池有进一步的理解认识，同时体会化学与生活的紧密联系。

已有知识：通过初中和必修阶段的学习，学生熟悉金属特别是铁的性质，知道铁的还原性；知道钢铁是含一定量的碳的铁合金，知道铁钉生锈的条件是潮湿的空气；对原电池的相关知识有一定了解，如形成条件、正负极判断等。

学情分析

障碍点：学生会认为只有导线存在时才会形成原电池，当没有导线学生不习惯从原电池角度分析问题；无法正确判断出原电池的正负极反应物。

发展点：帮助学生理清偏差概念，引导学生能够应用原电池相关知识分析钢铁的腐蚀现象。 知识与技能：

1.了解金属腐蚀的主要种类

2.知道电化学腐蚀的两种类型，能以钢铁的腐蚀为例分析“吸氧腐蚀”与“析氢腐蚀”的过程

过程与方法：

教学目标

通过素材分析、实验探究、小组讨论等方法，培养学生综合各方面要素分析问题的系统思维能力，体会运用已有知识储备解决问题的思维过程

情感态度与价值观：

体会从宏观到微观、现象到本质的科学思维路径，体会化学与生活的紧密联系，树立节约资源、合理利用资源的意识

教学方法

素材分析、小组讨论、实验探究等

教学过程的设计

驱动性问题

金属腐蚀有何巨大危害？

【引入】

金属腐蚀在生活中非常普遍，比如钢铁教师活动

学生活动

聆听，被金属腐蚀导致

情景素材

设计意图

由生活中常见的腐蚀现象引入课题，通过实例和具体数据让学生直观感受到金属腐蚀的巨大危害，激发学生探究金属腐蚀的兴趣

理解、思考

透过现象看本质，理解金属腐蚀的定义、本质，为本节内容的展开作铺垫

理解，思考

通过实验室和生产生活两个方面的案例让学生对化学腐蚀的理解更加具体

深刻，同时加深学生对金属腐蚀产生重大危害的印象

生锈、铜器表面生成铜绿等等，腐蚀，的巨大危害这是一场没有硝烟且时刻发生的战争，所震撼，对全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约7000亿到10000亿美元。法国埃菲尔铁塔光是除锈防腐工程就需要花费3亿欧元

金属腐蚀原因充满兴趣

什么是金属腐蚀？-没有硝烟的战争 【定义】

金属腐蚀定义：金属或合金与周围接触损耗的过程

本质：金属单质失去电子，被氧化形成化合物；

到的气体或液体进行化学反应而腐蚀

什么是化学腐蚀？

【定义】

化学腐蚀：金属表面与周

围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀，如钢管被原油中的含硫化合物腐蚀、铁和氯气反应而被腐蚀；

【举例】

1.

金属钠放置在空气中表面变暗

2.

2013 年“11·22”青岛中石化东黄输油管道泄漏爆炸重大事故，造成62人死亡、136 人受伤，直接经济损失75172 万元。导致此次灾难直接原因是输油管道腐蚀减薄、管道破裂，引发爆炸

什么是电化学腐蚀？

【定义】

电化学腐蚀：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀，叫做电化学腐蚀；

理解，思考

给出电化学腐蚀的定义，为探究钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀作铺垫

钢铁发生电化学腐蚀的要素是什么？

【素材分析】魂断银桥

1967年12月，位于美国俄亥俄洲名为“银桥”

的桥突然塌入河中，死亡46人，此次事故是由于钢梁发生电化学腐银桥所用的钢材不像普通钢材只含0.2% 的碳，它的含碳量高达0.6%。

【视频】被口水冲垮的大桥

印度烟民乱吐强酸口水致著名大桥面临垮塌

【小组讨论】综合分析以上两个案例，在什么条件下钢铁更易腐蚀？

分析素材，整合信息，

小组讨论

得出结论：

高、环境潮湿或酸性较强

1.魂断银桥

引导学生根据案例素材分析桥梁被腐蚀的原因，得出钢铁发生电化学腐蚀的培养学生分析

条件，问题、整合信息的系统思维能力

蚀产生裂缝所致。俄亥俄州气候潮湿；含碳量较

2.视频 被口水冲垮的大桥

不同条件下铁钉的腐蚀

【科学探究】

提前一周引导学生分组进行铁钉锈蚀的探究实验

（提示：铁钉中含碳量较高）

实验探究，展示分享，对比分析，铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀，与NaCl溶液、

醋酸溶液等电解质溶液接触会加速铁钉的腐蚀

实验用品：

通过实验探究不同条件下铁钉的腐蚀，节得出的结论是否对金属腐蚀有更加直观具体的认知，培养学生的实验操作能力和观察能力，在

观察的过程中学生会对不同条件下铁钉生锈的原因产生浓厚的探究兴趣

观察现象，

铁钉、植物油、蒸醋酸溶液、无水氯试管

馏水、氯化钠溶液、一方面验证上一环得出结论：

化钙、棉花、镊子、正确，一方面让学生【小组展示】

实验现象和结论

课堂上引导各小组学生上台展示分享

钢铁的吸氧腐蚀

【小组讨论】

1、为什么铁钉与空气、水同时接触才会生锈，这些条件分别对应构成原电池的哪些要素？并解释实验④锈蚀程度比实验③大的原因

【小组展示】

请同学上台展示讨论成果

【补充讲解】

根据学生的讲解再做补充，如电解质溶液如何形成：在潮湿的空气里，钢铁思考，讨论，Flash动画模拟钢上台展示：

铁的吸氧腐蚀

学生亲自动手探究之后，又让学生自主讨论实验现象、上台分享，整个过程注重让学生参与其中，体

现学生在课堂的主体地位，让学生全程参与到概念的建构过程中来，参与感增强，对概念的理解更加深刻

铁做负极，2Fe－4e-＝2Fe2+，碳做正极，2H2O + O2 + 4e- ＝

4 OH两-极反应相表面吸附一层薄薄的水膜，水能电离加，

出少量的氢离子和氢氧根，同时由于2Fe+ 2HO 2空气中二氧化碳、二氧化硫等的溶+ O2 ＝

解，使钢铁表面形成电解质溶液的薄2Fe( OH)2

膜，它正好跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。学生容易忽略后续反应，应该补充：氢氧化亚铁不稳定，还有后续反应4Fe( OH)2 + 2H2O + O2 ＝

4Fe( OH)3，但是氢氧化铁也不安分，会分解成带有结晶水的三氧化二铁，这就是铁锈的主要成分。这个过程吸收了氧气，所以叫做吸氧腐蚀。实验④锈蚀程度比③大是因为电解质浓度越大，电荷传递效率越高，电化学腐蚀速率越快。

【flash动画】模拟钢铁吸氧腐蚀过程

钢铁的析氢腐蚀

【小组讨论】

2、结合原电池理论，分析实验⑤的腐蚀现象

【小组展示】

请同学上台展示讨论成果

【补充讲解】

思考，讨论，Flash动画模拟钢上台展示：

铁的析氢腐蚀

探究钢铁的吸氧腐蚀之后，学生已形成基本的思维模型，再运用该模型探究钢铁的析氢腐蚀，培养

学生知识迁移应用铁做负极，

Fe－2e-＝Fe2+，碳做正极，2H+

+

根据学生的讲解再做补充，钢铁处于酸性环境如酸雨、切过酸菜的菜刀等，钢2e- ＝

H2两的能力

极反应相加，Fe

+ 2H+＝Fe2++ H2

铁表面的水膜酸性较强

这个过程析出氢气，叫做析氢腐蚀

【flash动画】模拟钢铁析氢腐蚀过程

钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较

【对比小结】

思考、对比、

小结

通过对比分析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同点，对金属电化学腐蚀的本质理解更加深刻

化学腐蚀和电化学腐蚀的比较

【对比小结】

思考、对比、

总结

对本课时内容进行总结提升，理清重难点，同时为下节内容——金属的防护作铺垫

板书的设计

教学反思

优点：本节课综合运用了素材分析、科学探究、小组讨论等多种教学手段，教学方法多元化；素材选取较为生活化，体现了化学与生活紧密联系这一主旨；学生参与感较强，充分体现了学生在课堂上的主体地位。

缺点：对于学生在课堂上出现的突发情况考虑不够全面，环节之间的衔接不够流畅