金属的腐蚀和防护.doc

金属的腐蚀和防护教学设计一、 教材分析和设计思想本教学设计紧扣教材，以科学知识为基础，以日常生活中的问题为起点。通过科学实验，初步解决金属腐蚀和防护的实际问题。同时，充分发挥学生的主体作用，通过对金属腐蚀这一重大课题的讨论和决策，培养学生形成从科学、技术、社会、经济多角度综合的思维方法。这些知识和方法的介绍，意在培养鼓励学生学习化学，并让学生体会化学知识在实际生活中的广泛的应用。通过对决策的选择，让学生有获得成功的感觉。二、 教学目标1.理解金属腐蚀和防护的基本原理。2.通过小组合作，设计并完成金属腐蚀实验，学习对照实验的科学方法。3.通过将金属防护的各种方法用于实际问题的解决，提高综合分析问题的能力，认识影响决策的多重因素与体验科学决策的重要性。4.感悟金属腐蚀的两面性，树立趋利避害的意识。三、教学过程导入新课同学们好！今天我们一起来学习金属的腐蚀与防护（板书）。请看：校园内的铁的锈蚀现象比比皆是。除了铁锈蚀以外，其它金属在一定环境下也会发生侵蚀。在所有金属腐蚀中，钢铁腐蚀现象最为严重。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀；我国每年由于钢铁生锈造成的经济损失大约在100150亿元。设问钢铁为什么会生锈？怎样减小金属腐蚀？有没有永不腐蚀的金属材料？这样好吗？下面，我们一起来探讨。板书一、金属腐蚀大家知道，炼铁是把铁矿石中的铁还原出来，而铁生锈是把单质的铁氧化成铁的氧化物。板书金属腐蚀的本质：M-neMn+ 金属因失电子而腐蚀。设问金属为何失电子？如何失电子？这是因为游离态的金属单质或合金在与周围的气体或液体在一定条件下发生化学反应而失电子，所以根据条件的不同，金属腐蚀可分为：板书金属腐蚀的分类：化学腐蚀和电化腐蚀。化学腐蚀是指金属直接与物质接触发生化学反应。例如铁在纯氧或氯气中的燃烧。金被王水溶液等。电化腐蚀是原电池反应，较活泼的金属失去了电子而被腐蚀。例如钢铁腐蚀主要是电化腐蚀。下面，我们重点来学习电化腐蚀。板书二.电化腐蚀问题解决 先请同学来回答：原电池构成的条件？学生回答原电池构成的三个条件：活泼性不同两个电极；电解质溶液；构成回路或直接接触。我们还是以钢铁腐蚀为例。请看PPT4.钢铁是铁碳合金，也就是在潮湿的空气里，钢铁的表面可形成了一层电解质溶液的薄膜。铁跟钢铁里的少量碳在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。根据电解质的性质不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。学生实验PPT5仪器和药品：硫酸铜溶液、稀硫酸溶液、铜丝、铜片、锌粒、锌片、水槽等。要求：1.设计与完成锌的化学腐蚀实验。2.设计与完成锌的电化腐蚀实验。3.设计实验比较两种腐蚀的现象。学生互评实验交流与点评。教师演示并点评对照实验比较电化腐蚀和化学腐蚀。一般情况下，化学腐蚀和电化腐蚀是相伴随的，但是电化腐蚀更普遍，而且加快金属的腐蚀速率。两者反应的机理不同，在电化腐蚀中还会有微弱的电流产生。对照实验是一种重要的科学实验方法。下面的实验也用了类似的方法。请同学们观看课外实验照片。（铁钉生铁条件的探究）这个实验即告诉我们铁钉生铁的二个必备条件，同时也提示我们如何来防护金属？板书三.金属腐蚀的防护有关决策的讨论问题结合内因和外因两因素来考虑，常用有哪些金属的防护方法？联系身边实际举例说明。请同学举手回答。学生回答教师归纳总结大家回答，有以下几个方法：1.改变金属的内部结构。举例：不锈钢。在钢里加入了不易腐蚀的铬或镍等金属。2.在金属表面覆盖保护层a用油脂覆盖 这不是一个很有效的方法，因为油脂会很快被蹭掉。b用油漆覆盖 油漆能够阻止水和空气与金属接触。但是，一旦油漆损坏或脱落，金属就要开始生锈。如果油漆发生了脱落，就必须给金属再次涂漆。如果漆涂在真正清洁的表面，它会保留较长的时间。任何水的遗迹、油的遗迹、锈的遗迹都容易使油漆发生脱落。在涂漆前清洁金属表面的最好方法是喷砂清理。c用塑料覆盖 电线经常采用这种方法进行保护。d用金属覆盖 铁可以被涂上或镀上一层其他的金属，来防止生锈。如果被镀上的这种金属比铁稳定，它就能够像漆的涂层一样，保护铁使它不致生锈。电镀还经常被用作装饰，例如，在铁上镀铬，就会使铁看上去很光亮。3.电化学保护牺牲性保护：某些金属像锌和铝，比铁要活泼。如果在铁上覆盖一层像锌这样的活泼金属，铁就可以获得极好的防锈层。氧气更易与锌发生反应，从而停止与铁反应由于锌牺牲了自己去保护铁，所以被称为牺牲性涂层采用这种方法，即使锌层的一部分脱落了，铁仍然会得到保护。如果铁上镀的是一层比自己稳定的金属，像锡或铬，那么当发生同样的脱落情况时，这些金属就会失去对铁的保护作用，铁便会生锈。外接直流电源阴极保护法。设问金属腐蚀的分类有两种，而金属防护有很多不同的方法。那么，我们碰到具体的物品时，应该采用哪种方法效果更好？如何来作决策？ 学习分组决策采用哪种防锈方法1.镀铝后涂漆 2.镀锌后涂漆 3镀镉后涂漆 4镀铬 5镀锡 6喷砂清理后涂漆 7一般清理后涂漆 8在锈上涂漆上图对不同防锈方法的效果进行了比较，同时也粗略给出了这些方法的成本。请大家思考：（1）校园里的铁栅栏（2）儿童游戏场中秋千的钢架（3）铁的徽章（4）放电熨斗的支架（5）钢刀片（6）家用菜刀（7）东海大桥的海里钢柱桥墩分组讨论：第一组第1-3题；第二组第2-4题；第三组第3-5题；第四组第4-6题；第五组第7题。东海大桥要做到100年不大修，海里桥墩的防腐蚀设计至关重要。请第五组多提宝贵意见。学生回答，教师点评做决策时应考虑的因素：物品需要保存多长时间?很明显，如果物品只需保存很短的时间，就没有必要去考虑给它一个长久的保护。物品将用在哪里?如果物品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。物品是干什么用的?物品用途不同，保护方法也不同。例如，物品要接受高温，就不能用油漆进行保护。物品外观重要吗?某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。板书四.金属腐蚀的两面性金属腐蚀会造成很大经济浪费，我们要防护，但有时却可以利用。通过加速金属腐蚀，用来加工金属零件。例如，工业上，利用金属腐蚀的加工技术来制作电路板。在日常生活中，我们使用铁粉系列的“热袋”、“暖宝宝”来提供热量；“驱痛灵”来治疗颈椎、腰椎等疾病。今年冬天送什么？我给大家送“宝宝”-暖宝宝。教师演示暖宝宝的成份有：1.还原铁粉；2.吸附剂硅藻土焦炭粉；3.食盐和水；4.氧气。请大家分析暖宝宝取暖的原理。问题提示1.吸附水分和氧气；2.除了能吸附水外，还能与铁粉形成原电池，作为正极；3.提供形成原电池时必须的电解质溶液；4.与铁粉反应放出热量取暖。小结作业1只有钢铁才能生锈，很多其他的金属，如铝和铜，几乎完全不发生锈蚀可是为什么我们用钢铁比用其他金属多呢?2假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法，使锈永远不可能发生显然这一发明会带来很大的益处，你认为它也可能带来坏处吗?3汽车排气系统受锈的影响很严重。一辆车，由普通钢制造的排气系统价值960元，由于生锈的原因，它使用大约2年就需要更换。对同一辆车，如果买一个由不锈钢制造的排气系统，受锈的影响就会减少，并且可以使用6年，不锈钢排气系统价值1900元。 从长远考虑，是普通钢排气系统便宜，还是不锈钢排气系统便宜?解释你的回答。4在英国才有不到10的汽车拥有者购买不锈钢排气系统。请你评论一下这个事实。5.根据本课提供的热袋的原料，寻找最佳的配方和合适的材料，制作一个热袋，并参加评比。教学反思:1. 教学思想上有了新的突破。由原先的基础性知识和拓展性知识相结合，到现在的课堂中更多体现了研究性学习过程。2. 教学方法：以前是教师引导，学生讨论。现在是以学生为本，更多的放给学生进行自评、互评，在与教师的点拨中领会各种内容。3. 教学内容上了也有很大改变。当初考虑二附中学生实际，加上了拓展性内容的深入学习，以体现学生的特色。现在，讨论的内容是由学生生活实际作铺垫，解决学生身边的实际问题，当场享受合作与成功的幸福。4. 教学媒体可谓发现了翻天覆地的变化。随着科