高中化学-金属的腐蚀与防护教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE第一章化学反应与能量变化第三节化学能转化为电能——电池第三课时金属的腐蚀与防护一、教材分析《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，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,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。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。二、教学目标1．知识目标：(1)认识金属腐蚀的危害并能解释金属发生电化学腐蚀的原因。(2)知道金属腐蚀的防护方法。2．能力目标：尝试从学习和生活中发现化学问题，提出探究方案，与他人合作探讨，提出解决问题的对策，并组织规范的语言表达出来。3．情感、态度和价值观目标：激发探究化学问题的兴趣和动机，关注化学在生活中的实际应用，做到学以致用，形成节约资源，循环利用资源的可持续发展观念三、教学重点难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理四、学情分析学生应经学习了原电池和电解池基本知识，对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。五、教学方法1．阅读讨论实验视频观看合作解疑计算机辅助教学2．学案导学：见后面的学案。3．新授课教学基本环节：预习检查→复习回顾→目标引领→合作解疑、精讲点拨→训练巩固→拓展提高六、课前准备1．学生的学习准备：预习金属的电化学腐蚀内容。2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。七、课时安排：1课时八、教学过程[引入]在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。[板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护【课前搜集】1、生活中金属腐蚀的实例以及危害2、生活中见过的金属防腐措施3、综合以上说说你的感受[指导阅读]：引导学生阅读P27—28金属的电化学腐蚀内容，回答下列问题。1、什么是金属腐蚀？其本质是什么?2、金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？[板书归纳]：一、金属的电化学腐蚀（一）、金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。2、本质：M–ne-→Mn+（氧化反应）3、类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应（二）、化学腐蚀1、定义：2、影响因素：（三）、电化学腐蚀：1、定义：[过渡]：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若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，是什么原因？下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因？[实验探究]：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？吸氧腐蚀2、类型：⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O⑵、析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中负极：Fe-2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑电池反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈水膜呈电极反应负极（Fe极）正极（C极）总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与接触与直接接触有无电流有微弱电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化金属被氧化联系两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度快，危害更重。【合作解疑一】根据刚刚学过的金属腐蚀原理，试分析常见金属锌、铜在自然界中的腐蚀。【训练巩固】：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？吸氧腐蚀【合作解疑一】1、金属腐蚀的电化学保护法中，若以原电池原理进行金属防护，应该把被保护金属极？另一个电极选用什么材料?2、金属腐蚀的电化学保护法中，若以电解池原理进行金属防护，应该把被保护金属放到哪个电极？另一个电极选用什么材料?【提问】：请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？二、金属的电化学防护1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀原电池的正极（阴极）的金属被保护⑴、原理：⑵、装置图：2、外加电流阴极保护法：⑴、原理：⑵、装置图：-+-+[过渡]：除此以外还有哪些防护方法？[归纳小结]：3、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）。4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。5、金属被保护的效果比较：电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法)>原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）>一般保护【巩固训练】3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁容易生锈C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质物品久置表面变暗4.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀的最慢的是（）A.潮湿疏松透气的土壤中B.含铁元素较多的酸性土壤中C.干燥致密不透气的土壤中D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中[问题探究]：探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？探究二：纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？三、影响金属腐蚀快慢比较[典型例题]：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是52134[结论]：1、原电池正极、电解池阴极受到保护2、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀九、板书设计1-3-3金属的电化学腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀（一）、金属腐蚀：1、定义：2、本质：3、类型：（二）、化学腐蚀1、定义：2、影响因素：（三）、电化学腐蚀：1、定义：2、类型：⑴、吸氧腐蚀：⑵、析氢腐蚀：3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：二、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护发2、外加电流的阴极保护法3、其他十、作业布置1、修改学案上的错误和未完成的部分。2、完成《分层检测卷》p13十、教学反思金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常常见的现象，也是急待解决的问题。所以本节课应在科学知识的综合性、应用性、实践性上入手，密切联系生活实际，挖掘原电池的原理和组成条件（即金属腐蚀的原理），以及金属的腐蚀防护的重要意义，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣，更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。学案设计(见下页)第三节化学能转化为电能—电池第三课时金属的腐蚀与防护编制：审定：周秀芹【目标引领】知识与技能：1.认识金属腐蚀的危害并能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.知道金属腐蚀的防护方法。过程与方法：尝试从学习和生活中发现化学问题，提出探究方案，与他人合作探讨，提出解决问题的对策，并组织规范的语言表达出来。情感态度价值观：激发探究化学问题的兴趣和动机，关注化学在生活中的实际应用，做到学以致用，形成节约资源，循环利用资源的可持续发展观念【课前搜集】1、生活中金属腐蚀的实例以及危害2、生活中见过的金属防腐措施3、综合以上说说你的感受【复习回顾】根据下列四种电化学装置图，回答问题。1、装置名称：A，B，C，D。2、装置A中Fe是极，Zn是极；装置D中Fe是极，C是极。3、写出各电极反应式：装置氧化反应还原反应A

B

C

D

4装置B、C相比较，其反应速率的大小关系是。【自学探究】一、金属腐蚀1.金属腐蚀金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏,称为金属腐蚀。金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学蚀。铜在高温下被空气中的氧气氧化而变黑,这种腐蚀就是化学腐蚀。2.金属的电化学腐蚀不纯的金属暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时,由于形成原电池而发生腐蚀,这种腐蚀叫作电化学腐蚀。钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为,正极反应主要由水膜的酸碱性决定。

(1)吸氧腐蚀:在通常情况下水膜酸性不强,铁板上水膜中溶解的氧气被还原,电极反应为,总反应为,具有强还原性的氢氧化亚铁与潮湿空气中的水和氧气反应生成红棕色氢氧化铁,反应为,所生成的氢氧化铁进一步转化为铁锈。这种腐蚀过程主要消耗氧气,铁生成含氧化合物,因此也称为吸氧腐蚀。

(2)析氢腐蚀:在水膜酸度较高的特殊环境中,正极反应主要是,这时所发生的腐蚀称为析氢腐蚀。

(3)金属发生电化学腐蚀的原因:被腐蚀的金属成为原电池的负极,其原子失去电子变成金属阳离子,进入电解质溶液而损耗。越是活泼的金属,越容易发生电化学腐蚀。正极金属只是作为惰性电极材料,不参与反应。

二、金属的防护(1)金属防护的措施a.给金属表面加上一层保护层将金属与外界隔开,保护层可以是耐腐油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶等非金属材料,也可以是通过电镀而覆盖于被保护金属表面的耐腐蚀性较强的金属或合金。b.用强氧化剂处理或运用电化学方法可以使铁表面发生钝化,形成致密的氧化膜。(2)电化学保护法a.利用原电池原理:将还性较强的金属与被保护金属相连构成原电池,还性较强的金属将作为负极发生氧化反应而损耗,被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。这种方法叫作牺。

b.利用电解池原理:将被保护金属与外加直流电源的负极相连。这种防止金属腐蚀的方法叫作阴极电保护法。【精讲点拨】1、影响金属腐蚀的因素2、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比【合作解疑一】根据刚刚学过的金属腐蚀原理，试分析常见金属锌、铜在自然界中的腐蚀。【巩固训练】1、将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水中浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化【精讲点拨】3、金属的电化学防护方法【合作解疑一】1、金属腐蚀的电化学保护法中，若以原电池原理进行金属防护，应该把被保护金属极？另一个电极选用什么材料?2、金属腐蚀的电化学保护法中，若以电解池原理进行金属防护，应该把被保护金属放到哪个电极？另一个电极选用什么材料?【巩固训练】2、下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是。3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁容易生锈C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质物品久置表面变暗4.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀的最慢的是（）A.潮湿疏松透气的土壤中B.含铁元素较多的酸性土壤中C.干燥致密不透气的土壤中D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中【拓展提高】5.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是()①Fe由单质转化为+2价；②Fe由+2价转化为+3价；③产生氢气；④产生氧气；⑤杂质C被氧化除去；⑥Fe(OH)3失水变成Fe2O3·3H2O.A.①②③⑥B.①③④C.只有①③D.全部6.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是()A.与直流电源的负极相连接B.与直流电源的正极相连接C.与铜板相连接D.与锌板相连接【课后小结】《金属的腐蚀与防护》学情分析学生应经学习了原电池和电解池基本知识，对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。金属的腐蚀与防护课后反思泰安本节课通过情境导学法，课堂讨论法，利用多媒体辅助教学等方式，采用“六环节教学法”：目标引领-自学探究-合作解疑-精讲点拨-训练巩固-拓展提高。使学生深入参与课堂，调动学生思考积极性。让学生了解金属腐蚀的原理和危害。通过学习明确金属腐蚀的本质及电化学腐蚀的原理，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《金属的腐蚀与防护》选自鲁科版高中化学选修《化学反应原理》第一章第三节。此节内容分“金属的电化学腐蚀”和“金属的电化学防护”方面，教学过程共设计一课时。金属的腐蚀是生活中比较常见的现象，同时也是一个世界性的异常棘手的科技难题。通过让学生提前上网、进图书馆查阅资料图片，培养学生化学信息的收集、整理、分析运用能力。同时，金属的电化学腐蚀可用实验探究法进行教学，形成直观印象，更有利于学生理解知识，但是由于本节实验的特殊性，采取了观看实验视频的方法，相对于实验探究法有些不足之处，但是现象明显，更加直观。在教学难点“析氢腐蚀与吸氧腐蚀”上，充分利用多媒体的优势，用动画演示突破难点。本节课符合新课标理念，让学生自主探究，解决金属腐蚀的相关问题，独立思考与小组讨论相结合，培养学生的思维能力和合作意识。以合作解疑和多媒体演示法为主线，更能体现以学生为主体的新课标思想。让学生对金属的化学腐蚀和电化学腐蚀有了直观的认识。学生总体反应都不错，但是，本课知识点相对集中，学生基础差的学习有一定困难；同时上课的内容可能多了点，难免上起来有些地方稍微赶了点，体现在练习时间赶了点，以致只能匆匆结尾。以后课件设计时要多考虑学生的总体情况，尽量做到合理而不匆忙。《金属的腐蚀与防护》效果分析今天听了老师的《金属的腐蚀与防护》一节课，感触颇深。老师功力深厚，驾驭课堂能力强，教态优雅大方，普通话标准，教学过程流畅，教学方式多样，充分体现了以学生为主题的原则。针对《金属的腐蚀与防护》这节课，老师首先从生活中常见的金属腐蚀现象为例入手，采用学生课下收集资料和课堂展示图片等多种方式引入，提出问题，引起学生思考。然后结合电化学知识，以图片、动画、以及实验视频等多种方式展开讨论电化学原理的金属腐蚀的原理。在此过程中，学生以小组方式进行合作解疑，共同探讨问题解决办法，增加合作意识，共同攻克难关，加深对知识的记忆。进而引出金属腐蚀防护的方法。整堂课结构紧凑，活泼严谨，乐于发现生活中的化学，将学习和生活紧密联系起来，激发学生学习化学的兴趣。《金属的腐蚀与防护》教材分析《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，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,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。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。《金属的腐蚀与防