金属的腐蚀和防护 (2).doc

高二化学 王珊 授课班级 高二8班高二化学（人教版）金属的腐蚀和防护教学设计一、教材分析在高中课程标准必修教科书化学2中，已经介绍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，引导学生了解金属的腐蚀原理和防护方法等。本节包括两部分内容：金属的腐蚀和金属的防护。金属的腐蚀和防护属于化学学科的基础知识。在教学中我根据具体情况自行设计活动。活动的宗旨是使每个学生都动起来，扩大学生的视野，并巩固前面学习的知识，提高学生的观察、分析能力，培养学生学习化学的兴趣，懂得运用化学知识和方法合理开发和利用资源。二、学情分析：高二学生对金属的知识已经学过很多，而且思维活跃，观察和总结能力比高一有所提高，我充分利用他们对实物和生活实际感兴趣的心理特征激发他们的学习热情，设计有利于他们自主学习和创造的化学学习情境，让他们去观察、去透过表象看到事物的本质，并探索出规律来，在“做科学”的实践中逐步形成终身学习的习惯和能力。三、教学目标：（1）知识与技能：了解金属腐蚀的概念、分类；掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系;（2）过程与方法：在电化学腐蚀中，通过“科学探究”，让学生设计试验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率较快，引出电化学腐蚀。充分展现课本图画和图注中包含的丰富信息，挖掘这些图画的内涵，充分发挥其直观效果。运用观察、搜集材料、查阅资料等方法获得金属生锈和防锈的信息，进一步学会对比、比较认识事物的科学方法，辩证的认识外因条件对化学变化的影响。（3）情感、态度和价值观：在学习过程中注意密切联系实际，让学生获得成功的愉悦感，以轻松的心情去认识多姿多彩的化学知识，建立将科学知识运用到实际生活中的理念。四、教学重难点【教学重点】：金属的电化学腐蚀原理，金属防护的常用方法和意义。【教学难点】：金属的电化学腐蚀原理。五、教学过程设计：（一）课前资料准备1、学生准备：（1）调查家中常用物品的锈蚀情况；（2）查询金属生锈和防锈的有关知识；（3）探究活动数据的记录统计和分析。2、教师准备：（1）生锈的铁制品实物道具；（2）金属生锈的有关媒体材料；（3）探究活动的素材。（二）教学环节教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课在正式上课之前，给学生观看一组金属腐蚀的图片，引导学生思考可以得到什么样的启示。观看金属腐蚀的图片。思索金属腐蚀的危害。引导学生关注有关金属腐蚀的信息，切入正题。过渡金属腐蚀的现象在我们身边无处不在，每年给我国带来的损失数以亿计，那作为每一位中华儿女我们可以怎样做呢？你了解金属腐蚀的原理吗？你知道多少种金属防护方法？今天我们就来学习金属的腐蚀与防护的知识。自学情况检测阅读教材P5456金属的腐蚀，结合自身经验，归纳总结，尝试回答以下问题：1. 什么是金属腐蚀？2. 金属腐蚀后的本质是什么？3. 金属腐蚀的类别有哪些？回答三个自学问题。培养学生的自学能力和归纳总结的能力。教师点评1. 金属腐蚀：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；2. 本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）：M ne= Mn+3金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀讲解化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。谁能举出几个生活中金属因为发生化学反应而被腐蚀的例子？铜器表面生成铜绿；金属在酸中溶解；大理石雕塑在酸雨常降地区易被腐蚀（ CaCO3 + H+）；银质器皿在空气中久置变黑（Ag2O）。举例说明生活中发生的金属的化学腐蚀。联系生活，加深学生对化学腐蚀的理解。图片资料分析左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极90多年了，却很少生锈，这是为什么？阅读资料，分析原因。思考影响腐蚀速率的温度因素。教师点评金属腐蚀速率和温度有关：升温可加快金属腐蚀速率，降温可降低金属腐蚀速率。实验探究结果汇报一个星期前我们开始做有关铁钉锈蚀的科学探究实验:将5颗洁净无锈的铁钉分别放入以下5支试管中A 盛有经煮沸迅速冷却的蒸馏水，铁钉被浸没，再加植物油B 盛干燥剂CaCl2，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。C 加入蒸馏水，铁钉被浸没一半D 盛NaCl溶液，铁钉被浸没一半。E 盛CH3COOH溶液，铁钉被浸没一半。分时间段观察。经过这一个星期的观察，各小组都有结果了吗？下面我们请各小组汇报一下你们的观察结果，并总结实验结论。汇报观察结果。培养学生的观察能力、团结合作的意识和文字表达及总结能力。教师点评点评学生的汇报结果。结论：(1)干燥的铁钉不易生锈，铁钉与空气、水同时接触才容易发生锈蚀；(2)与氯化钠溶液、醋酸溶液等电解质溶液接触会加速铁钉的锈蚀.过渡设问：铁能和氯化钠反应吗？不能。结合原电池的反应原理分析：为什么铁钉与氯化钠、醋酸等电解质溶液接触会加速铁钉的腐蚀呢？提示：铁中会有碳杂质。结合原电池原理思考铁钉在电解质中腐蚀的原因。培养学生的分析能力，为切入新知识点做铺垫。教师点评点评学生的答案。铁钉中有杂质碳，在电解质溶液中会形成原电池，铁做负极，失电子，碳作正极，电解质溶液中的电子能力强的微粒得电子。这样就会加速铁钉的腐蚀。教师讲解我们把这种不纯的金属（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.新课推进思考：（1）潮湿的空气中除了氮气、氧气之外还有别的气体吗？（2）已知钢铁是铁和碳的合金，钢铁在潮湿的空气中会怎样？ (提示：从原电池的角度思考)思考，讨论分析钢铁腐蚀的原理，培养学生的分析思考能力。教师点评和讲解钢铁在潮湿的空气中会发生如下变化：铁：负极碳：正极水膜：电解质溶液这样在钢铁表面就形成了无数微小的原电池。练习如果电解质溶液呈酸性，钢铁表面会发生什么样的反应？把相应的电极反应方程式写在学案上。负极Fe(- )：Fe-2e=Fe2+正极C(+)：2H2e=H2总反应：Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2如果电解质溶液呈中性或弱碱性，钢铁表面会发生什么样的反应？把相应的电极反应方程式写在学案上。负极Fe(- )：2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)：O2+2H2O+4e=4OH-总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2在学案上写出电极反应方程式。巩固学生的分析能力和书写电极反应方程式的能力。教师点评在投影上展示学生的书写结果，并予以点评。修改自己的书写方程式。小结比较这两种环境下的反应，我们不难看出，阳极的反应都是铁失电子变成亚铁离子。其实不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，从本质上来看，都是金属原子失去电子变成阳离子的过程，也就是说，金属在腐蚀过程中，发生了氧化还原反应。一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，而电化学腐蚀中往往以吸氧腐蚀更为常见。比如说：练习烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。思考问题并回答。应用所学知识解决实际生活中的问题，同时提高学生的学习兴趣。过渡由此可以看出，金属的腐蚀在我们生活中是很普遍的。为了防止金属被腐蚀，在日常生活中我们都会采取什么方法呢？请举例说明。学生举例提高学生学习的积极性教师点评并总结金属的防护方法有很多，总的说来，有如下几种：(1)、改变金属的内部组织结构，如不锈钢(2)、在金属表面覆盖保护层，如覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜等生活中的问题探究除此之外，还有一种防护方法，比如说：长期在海面上航行的轮船，吃水线以下的船壳上会装一定数量的锌块，你知道这是为什么吗？海水中有大量的氯化钠，是一种电解质溶液，当铁和锌相连一起放入海水中，就会形成原电池。锌比铁活泼，做负极，失电子，变成锌离子；而作正极的铁则被保护起来。负极的电极反应式为：Zn-2e= Zn 2+思考讨论并回答培养学生积极思考的习惯和和运用知识解决实际问题的能力。小结金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。越活泼的金属，越容易失去电子，也就越容易被腐蚀。因此，如果在要保护的金属上连接一种比该金属更容易失去电子的金属或者合金，如在钢铁设备上连接一块比铁更活泼的金属如锌，镁，铝等，当发生电化学反应时，失去电子的是那种比铁更活泼的金属，而铁就被保护了。通常地下管道连接镁块来防止钢铁腐蚀，应用的就是这种方法。这种方法，叫做电化学保护法。板书（3）电化学保护法：在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属类似这样的例子还有很多，下面我们就来做几个练习，加深一下印象：巩固练习1、桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好？（ 1 ）（1）铝铆钉（2）铜铆钉（3）钢铆钉2、下列事实不能用电化学理论解释的是（ B ）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、以下现象与电化腐蚀无关的是（ D ）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银质奖牌久置后表面变暗巩固练习课堂小结快下课了，哪位同学能够给大家总结一下本节课的主要内容？总结本节课的主要内容考察学生的听课效率，培养学生的总结能力。板书第二节 金属的腐蚀和防护一金属的腐蚀1、概念2、本质 化学腐蚀 析氢腐蚀3、类型 电化学腐蚀 吸氧腐蚀钢铁的腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀（主要）环境： 酸性环境中 中性或弱酸性的环境中负极Fe： Fe-2e=Fe2+ Fe-2e=Fe2+正极C： 2H2e=H2 O2+2H2O+4e=4OH-总反应： Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 nH2O（铁锈） 、二、金属的防护1、改变金属的内部组织结构2、在金属表面覆盖保护层3、电化学保护法：在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属。五教学反思附（实验报告）（选修一P50）探究实验：不同条件下铁钉的锈蚀一、铁钉锈蚀的可能条件假设： (1) 只与水接触，不与空气接触 (2) 不与水接触，只与空气接触 (3) 既与水接触，又与空气接触 (4) 既与NaCl溶液接触，又与空气接触 (5)