第三单元 金属的腐蚀与防护课程导入及其完整教案

《金属的腐蚀与防护》教学设计

课题名称

姓名

年级学科

一、教材分析

本课时内容是苏教版选修教材《化学反应原理》专题一第三单元内容，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，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

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。

金属的腐蚀与防护

王兴彪

高二化学

工作单位

教材版本

唐县第一中学

苏教版

二、学情分析

学生在必修2和本专题前面部分已经学习了原电池和电解池的工作原理，知道了金属的还原性与活泼性关系。高二学生已经具备一定的观察思考能力、以及总结归纳能力。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。

三、教学目标

1、

掌握金属腐蚀的定义及分类。

2、

理解金属腐蚀的化学原理，分清化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。

3、知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。

教学重点：金属的电化学腐蚀

教学难点：吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理

四、教学过程

情景导入→目标展示→自主学习→活动探究→交流讨论→归纳总结

五、教学环节设计

教学过程

【新课引入】（1）展示日常生活中的金属腐蚀的图片

设计意图

（2）公布一组数据

创设情境，结合生活实际和触目惊心的数据，让学生对金属的腐蚀有直观的感受，产生浓厚的兴趣

【过渡】金属腐蚀所带来的损失非常巨大，金属是如何被腐蚀的？金属腐蚀与我们学过的原电池原理有联系吗？我们应该怎样保护金属，防止其被腐蚀呢？带着这些问题，我们开始本节课的学习。

首先看一下本节课的学习目标。

【展示学习目标】

展示完毕，请学生打开课本23页，阅读教材，回答以下问题：

1、什么是金属的腐蚀？

2、金属的腐蚀的本质是什么？

3、金属的腐蚀可分为哪几类？

【学生活动】学生阅读课本、思考并回答问题

【板书】金属的腐蚀与防护

一、金属的腐蚀

1.定义

2.本质

3.分类：化学腐蚀和电化学腐蚀

学生回答结束，师生一起总结归纳

明确学习目标，让学生整体把握本节内容的同时，控制信息的接受范围，随时排除干扰性知识。

引导学生认识金属腐蚀的实质是发生了氧化反应，通过腐蚀的分类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。

【归纳总结】金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较

培养学生总结归纳能力

【过渡】我们知道，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中

却易生锈。那么，空气中的氧气和水是怎样使钢铁生锈的呢？发生的是化

学腐蚀还是电化学腐蚀？钢铁生锈如何具备形成原电池的条件呢？

【知识回顾】复习原电池构成条件，分析钢铁生锈是如何构成原电池，发生电化学腐蚀的。

【师生共同分析】在潮湿空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜（电解质溶液薄膜），这时，钢铁里的铁和碳构成无数微小原电池，碳为正极，

铁为负极。

【过渡】又根据电解质溶液的酸碱性的不同，电化学腐蚀可分为两种：

吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

【板书】吸氧腐蚀和析氢腐蚀

【设问】金属在什么条件下发生吸氧腐蚀，什么条件下发生析氢腐蚀呢？让我们一起来看一下课本23页，活动与探究。

【活动与探究】向还原铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的两只具支试管（分别标记为a、b），按图组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱

（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象，思考下列问题：

通过探究实验培养学生分析问题能力，同时通过两个对比实验，使学生加深对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的认识

1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？

2、两装置中的实验现象有何不同？产生差异的可能原因？

学生交流讨论后回答

1.炭粉做正极与铁形成原电池，加速铁被腐蚀

2. a装置右侧导管内水柱液面升高，说明试管内有气体参与反应

b装置右侧导管内水柱液面下降，说明试管内有气体生成

学生回答结束，师生一起总结，完成表格：

【设问】由以上分析可知，金属发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与电解质的

酸碱性有什么关系呢？

学生回答：电解质为中性时，发生吸氧腐蚀，为酸性时，发生析氢腐蚀

教师：请大家阅读24页，根据原电池原理，书写电极反应式和总反应式

【学生活动】（两名同学板演）

1.吸氧腐蚀（酸性很弱或中性环境）

负极—Fe

：

学生通过书写电极反应式，正极—C

：

加强学生对电化学腐蚀原总反应：

理的理解和认识，从而解决2.析氢腐蚀（酸性较强环境）

本节课的重点和难点

负极—Fe

：

正极—C

：

总反应：

【归纳总结】多媒体展示钢铁的两种电化学腐蚀的比较表格

【过渡】请大家打开课本25页，交流讨论

【交流与讨论】

1.相对于在内河行驶的轮船来讲，海轮更容易被腐蚀。

2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现. 3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。

4.当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。

学生交流讨论后回答

【过渡】请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施保护金属，防止金属腐蚀呢？

通过设置问题的形式，使学生学会多角度分析问题的方法，培养学生分析问题、解决问题的能力。

【学生活动】阅读课本25-26页金属的电化学防护，总结金属的常见防护方法。

展示图片后回答并总结：

理论联系实际，培养学生学以致用的能力

【板书】

二、金属的电化学防护

1、在金属表面覆盖保护层

2、改变金属的内部组成和结构

3、电化学保护法

（1）牺牲阳极的阴极保护法：

(原电池原理)

形成原电池时，让被保护金属做阴极（正极）不被腐蚀；用更活泼金属做阳极（负极）不断腐蚀。

这种方法常用于保护海轮外壳、石油管道等。

多媒体展示牺牲阳极的阴极保护法（实例）

（2）外加电流的阴极保护法（电解池原理）

将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做阳极，在海水中，在外加直流电作用下，电子流向被保护的钢铁设备，使其表面累积大量负电荷，抑制其失去电子，阻止其被腐蚀。

这种方法常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。

多媒体展示外加电流的阴极保护法示意图

【归纳总结】

【交流与讨论】

马口铁（镀锡铁）和白铁皮（镀锌铁）用的是哪种方法防止铁生锈？

当镀层破损后，哪种铁更不容易被腐蚀？

学生交流讨论后回答

【过渡】金属腐蚀全部有害吗？

【学生活动】阅读课本26页［拓展视野］

阅读后师生共同总结：

三、金属腐蚀原理的应用

1）利用金属腐蚀为生产生活服务，

如电路板的印制等

2）利用腐蚀来防腐

通过课堂练习检测本节课【课堂练习】

1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（ ）

A、 Fe – 2e=Fe B、 2H +

2e=H2 ↑

C、 4OH - 4e= 2H2O + O2 ↑ D、 2H2O + O2 + 4e = 4OH 2.下列事实不能用电化学理论解释的是( ) A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块

B、铝片不用特殊方法保护

C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快

D、镀锌铁(在铁上镀一层锌)比镀锡耐用

3、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（

）

A.用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜

B.在金属中加入一些铬或镍制成合金

C.在轮船的船壳水线以下部分装上一些锌

D.金属表面喷漆

- ----2++ - 教学目标的达成情况

【结束语】

培养学生对社会重大课题通过本节课的学习,我们认识到金属腐蚀的危害极大, 运用化学反应原理能对金属进行有效防护。然而，在复杂多变的自然环境中并非如此简的决策能力和创新意识．

单，“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。防止金属腐蚀，任重道远！

六、板书设计

金属的腐蚀与防护

一、金属的腐蚀

1.定义

2.本质

3.分类：

化学腐蚀

电化学腐蚀

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

二、金属的电化学防护

1、在金属表面覆盖保护层

2、改变金属的内部组成和结构

3、电化学保护法

（1）牺牲阳极的阴极保护法：

（2）外加电流的阴极保护法

七、教学反思：

本节课介绍了金属腐蚀、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，是原电池和电解池原理的实际应用，紧密联系生活实际，容易引起学生兴趣，学生有了研究学习的原动力，存在的问题是学生的思维习惯—宏观表征思维太多，透过现象抓本质的理性思维太少。

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。使用预习学案，把本节课的学习目标、重点难点、主要知识框架，设计为预习学案，使学生对本节内容在有所了解，带着问题去听课，学生课上听讲更有针对性，提高了课堂效率。同时预习可以培养学生的阅读和自学能力。使用多媒体及白板展示大量图片、图表，增强了教学的直观性，提高了课堂容量和效率。学生分组探究，交流讨论，使学生学会与人合作，体会团队精神和探究式学习的过程与方法。