第三单元 金属的腐蚀与防护第一课时教学设计

《金属的腐蚀与防护》教学设计

一、

教材分析

本课时内容是苏教版选修教材《化学反应原理》第一章第3节第三课时，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，并介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法)，加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

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。

教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理

教学难点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理

二、学情分析

知识上：通过初中知识以及本章上两节内容的学习学生已经初步了解了金属发生腐蚀的一些条件，掌握了原电池和电解池的基本原理及金属的还原性与活泼性关系。

能力上：高二学生已经具备一定的实验设计观察能力、以及比较归纳能力。

心理上：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、

教学思路设计

在教学过程中，从实际解题出发，结合电化学知识，解决生活实际金属防腐的问题进而引入新课。紧接着根据学生已有的原电池以及电解池的知识，对电化学涉及到的相关知识点进行归纳总结。紧接着，提出金属防护的常见方法以及涉及的原理，从原电池以及电解池的角度进行分析，在对化学方法和物理

方法进行比较。

四、教学目标分析

从“化学核心素养”的角度设定以教学目标：

1、宏观辨识与微观探析

①能够准确分析金属腐蚀的微观原因

2、证据推理与模型认识

①用电化学知识解释金属的腐蚀与防护的措施

3、实验探究与创新意识

①通过析氢腐蚀与吸氧腐蚀实验过程的探究，形成严谨科学的实验精神

4、科学精神与社会责任

① 通过对不同腐蚀的分析，提升利用化学知识解决实际问题的能力

五、教学方法

多媒体展示法、实验探究法、对比学习法、总结归纳法

六、教学准备

课件：PPT课件

七、教学过程

（一）明确考点，引入新课

【教师质疑】上节课我们学习了原电池的有关知识，请大家思考一下两个问题 1、原电池的构成条件？ 2、原电池哪一极金属易被腐蚀？

【学生思考】活泼性不同的两极；

电解质溶液；

闭合回路；（自发的氧化还原反应）。

在原电池反应中负极易被氧化而腐蚀。

（设计意图：从明确考点入手，结合常见的考题问题，引发学生思考，并通过练习对已经学习的知识进行巩固、细化及深化，从而进入新课）

（二）形成网络，梳理知识

【情景导入】多媒体展示（1）生活中常见金属腐蚀的图片；

（2）金属腐蚀对人类生活和经济的影响。

【过渡】在生产和生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重。金属生产设备的腐蚀经常导致工厂停产，金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌，许多

场所的金属腐蚀还会导致火灾、爆炸等安全事故的发生。

【学生活动】观看图片，聆听讲解。惊诧之余，体会感悟：金属腐蚀不可等闲视之！

【问题呈现】什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的实质是什么？金属腐蚀现象的发生可能有哪些方式？

1.金属腐蚀：是金属表面因发生氧化反应而遭到破坏。

2.化学腐蚀：（表面与周围物质发生化学反应）

3.电化学腐蚀：（因电化学作用而发生的腐蚀）。

【过渡】我们已经知道，钢铁生锈是铁与空气中的氧气以及水蒸气反应的结果。那么，空气中的氧气和水是怎样使钢铁生锈的呢？下面我们通过实验进行探究有关金属电化学腐蚀的原理。

【问题2】钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？电化学腐蚀的原理是什么？

【探究实验】

向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用稀盐酸和氯化钠润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按下图装置好仪器。

思考1：导管中的水柱变化说明什么问题？

思考2：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？

【学生回答】水柱液面升高，说明试管内有气体消耗，压强减小

水柱液面降低，说明试管内有气体生成，压强增大

碳粉做正极与铁形成原电池，加速铁被腐蚀。

【教师】请大家根据原电池原理和阅读自学结果，写出电极反应式及电池反应

方程式。

学生：完成以下问题 （两名同学上板板演）

a装置中：负极： 正极： ， 电池反应： ，

a装置中进一步反应： ，

b装置中:负极： 正极： ，

电池反应： 。

结论：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。

当钢铁处于酸性气氛中时，易发生 腐蚀；

析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于 腐蚀。

【归纳总结】多媒体展示析氢腐蚀和吸氧腐蚀对比表格

发生条件

析氢腐蚀

水膜呈酸性

负极: Fe – 2e- = Fe2+

正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑

Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑

吸氧腐蚀

水膜呈中性或酸性很弱

负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+

正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

2Fe + O2+2H2O=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

电极反应

总反应

联系

两种腐蚀同时存在，但后者较普遍

【设计意图】通过探究实验培养学生观察分析问题能力，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，从而解决本节课的重点和难点。

【过渡】我们了解了金属腐蚀的原理，那么如何防止金属被腐蚀呢？

【问题3】请根据生活常识以及金属被腐蚀的原理，联系原电池和电解的原理，讨论金属的防护措施主要有哪些？

【提示】可以从以下几方面探讨（1）增强金属本身的抗蚀性；

（2）阻止其发生原电池反应；

（3）应用电化学原理（原电池原理、电解原理）。

【互动】学生对练习进行解答分析，剖析相关知识点，形成知识体系。

（设计意图：引导学生认识金属腐蚀的实质是发生了氧化反应，通过讨论腐蚀

的方式能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，下面再进行实验探究、具体认知。）

（三）规律梳理，课堂小结

【课堂小结】针对本堂课所学，进行知识点的梳理及小结

（设计意图：建立知识点之间的联系并加强学生对选考题目中离子反应方程式书写的技巧的总结）

八、板书设计

金属的腐蚀与防护

1.金属的腐蚀

（1）化学腐蚀 （2）电化学腐蚀 析氢腐蚀（酸性）

吸氧腐蚀（中性或弱酸性）

2.金属的防护

（1）覆盖保护层 （2）电化学保护

①牺牲阳极保护法——原电池原理

②外加电流阴极保护法——电解池原理