第二节　金属的腐蚀和防护课堂实录【3】

第二节

金属的腐蚀和防护（教学设计）

人教版化学选修1《化学与生活》

第三章

探索生活材料

一、教材分析

1、地位和功能

本节是人教版化学选修1《化学与生活》第三章第二节的内容。本章以材料为主线，将金属材料和有机高分子材料有机地组织在一起，既包括常识性内容，又介绍了化学学科的基本原理，即本节课的内容：化学腐蚀和电化学腐蚀、金属防护常用的方法，同时渗透了化学科学的基本观念，如物质组成的微小变化可能引起物质性能的巨大改变，反应条件对物质的性能有很大的影响。学生通过本节课的学习，更能深入地了解金属腐蚀的危害和条件，并掌握金属防护的常用方法。

2、教学目标

知识与技能：能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。

过程与方法：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：了解资源的损耗过程和造成的危害，培养学生节约资源，爱护环境的意识；加深学生对化学与生活密切关系的认识，激发学生的学习兴趣，促进学生科学素养的全面提高。

3、教学重难点

重点：金属腐蚀的化学原理、金属的防护方法

难点：金属的电化学腐蚀原理、金属的电化学保护法

二、学情分析

1、知识技能方面

在高中课程标准必修2《化学能与电能》中，学生已经学习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，引导学生了解金属腐蚀的化学原理和防护方法等。经过高一的学习，学生已经具备一定的实验探究能力，为本节课的探究性学习奠定基础。

2、学习方法方面

在高中课程标准必修2《化学能与电能》中，学生掌握了正确判断原电池的正负极的方法，能够将原电池负极失电子被消耗的原电池原理应用到金属腐蚀的知识点上来；具有一定的学习方法基础。

三、教学方法

启发式教学、讨论法、实验探究法、学案教学法

四、教学准备

提前一周发放学案，学生根据学案的情境问题进行自主学习，并结合自己的知识和生活经验设计实验方案探究不同条件下铁钉的锈蚀，根据自己的设计分组实验并定期观察和记录

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实验的现象，最后上课时交流汇报。

五、教学过程

第一环节：创设情境，认识金属的腐蚀

【展示】金属腐蚀现象的图片

【问题1】什么是金属的腐蚀？

【生】回答，朗读金属的腐蚀的定义。

1、定义：指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

【问题2】金属腐蚀有哪些危害？

【生】思考，代表回答。

2、危害：重大经济损失；灾难性事故（有毒物质泄漏，环境污染，危及人民健康

）；资源和能源巨大浪费；

设计意图：从生活到化学，让学生了解资源的损耗过程和造成的危害，培养学生节约资源，爱护环境的意识，并培养学生的“社会责任”素养。

第二环节：创设情境，认识化学腐蚀

【问题3】金属为什么会被腐蚀？

【问题4】金属发生腐蚀需要什么条件？

【举例】金属被盐酸腐蚀。

【提问1】金属被盐酸腐蚀的特点是什么？（引出化学腐蚀）

【生】直接反应。

3、分类

（1）化学腐蚀的定义：金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。

【生】朗读化学腐蚀的定义。

设计意图：从学生最熟悉的金属与盐酸反应入手，引导学生认识金属接触盐酸会直接反应而被腐蚀，从而引出化学腐蚀的定义。

【讲解】化学腐蚀反应比较简单，仅仅是金属与氧化剂之间的氧化还原反应。例如，铁与氯气直接反应而被腐蚀。钢管被原油中的含硫化合物腐蚀。

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【提问2】金属的化学腐蚀的原理是什么？

【生】氧化还原反应

【提问3】根据镁、锌、铁与盐酸的反应及下面的图片信息，说说影响金属化学腐蚀速率的因素。

【生】金属越活泼，越容易被腐蚀；温度升高，化学腐蚀速率加快。

设计意图：挖掘课本中图画的教育内涵，充分发挥其直观的教育效果，培养学生从图表中获取有效信息的能力。

第三环节：探究铁钉锈蚀条件，认识电化学腐蚀

【设疑】

在日常生活中，根据我们的生活经验，铁制品在什么条件会被腐蚀？

什么条件下腐蚀的速率会比较快？

【科学探究1】不同条件下铁钉的锈蚀分析（实验一周前准备好）

【生】学生代表汇报实验探究结果。（实验设计——现象——结论）

【师】补充，讲解。

【实验结论总结】

1、铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀。；

2、与NaCl溶液、CH3COOH溶液等电解质溶液接触会加速铁钉的锈蚀。

设计意图：通过科学探究活动，认识钢铁腐蚀的条件及何种条件下腐蚀速率较快，从而引出电化学腐蚀的概念，培养学生的“科学探究与创新意识”学科核心素养。

【思考与交流】为什么钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀？

【生】思考、讨论、回答。

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）：

H2O + CO2

H2CO3

H+ + HCO3

－

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。

【师】

我们把这种金属腐蚀叫做电化学腐蚀。

【生】朗读金属电化学腐蚀的定义。

【设疑】钢铁里的铁和碳构成无数微小原电池，铁为负极，碳为正极。那么正极得电子的物质是什么呢？

【科学探究2】通过预习和查找资料，设计实验证明金属电化学腐蚀正极上反应的两种条件。

【生】学生代表汇报实验探究结果。（实验设计——现象——结论）

设计意图：通过科学探究活动，认识钢铁电化学腐蚀的两种不同情况，培养学生的“证据推

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理”和“科学探究与创新意识”核心素养。

【师】补充，讲解。

【结论】当钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性、碱性时，正极是氧气得电子：2H2O＋O2＋4e－＝4OH

；当钢铁表面水膜的酸性较强时，正极是氢离子得电子：2H＋2e＝H2↑ 。

－＋－【动画演示】不同条件下正极的电极反应。

设计意图：通过动画演示钢铁电化学腐蚀的两种不同情况，使抽象变得更具体，直观性更强，学生更易于理解，并培养学生“宏观辨识与微观探析”核心素养。

【设疑】金属腐蚀的本质是什么？化学腐蚀与电化学腐蚀有何联系？

【生】阅读、思考问题，交流讨论，回答：

本质上看，化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属原子失去电子变成阳离子的过程。

相互关系，往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

第四环节：联系生活实际，探究金属防护的方法

【过渡】现在我们知道金属腐蚀的原因，那我们该如何保护金属不被腐蚀呢？

【思考与交流1】讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施。

【生】思考、交流、代表回答。

【归纳】金属防护的常用方法

【生】联系生活实际举例。

1．改变金属的内部结构。如：将金属制成合金（不锈钢）

2．表面覆盖保护层

设计意图：联系生活实际探究金属防护的常用方法，培养学生应用化学知识解决生活问题的能力。

【思考与交流2】海边的铁制品比较容易生锈，为什么？

【生】思考、交流、代表回答。

【思考与交流3】轮船如何保护船身，原理是什么？

【生】思考、交流、代表回答。

【展示】课前设计的实验展示

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【思考】如何防止地下钢铁管道的腐蚀？

【生】用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换。

设计意图：联系实际并结合实验探究金属的电化学防护方法，认识金属电化学防护的原理。

【总结】3．电化学防护法：在要保护的金属上连接一种比该种金属更易失去电子的金属（形成原电池保护）

第五环节：这节课我们学习了什么？

【课堂总结】

第六环节：课堂练习

1．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原

因可描述为（

）

A．形成原电池时铝作负极

B．形成原电池时铜作负极

C．形成原电池时，电子由铜流向铝

D．铝铆钉发生了化学腐蚀

2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（

）．

A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

B．生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈

C．铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈

D．纯银器在空气久置后表面变暗

【板书设计】

一、金属的腐蚀

1．定义

2．化学腐蚀

3．电化学腐蚀

4．本质

二、金属的防护

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