課題3 金屬的腐蝕與防護一、基本說明:1教學內容所屬模塊：高中化學選修模塊化學反應原理2年級：高二年級3所用教材出版單位：人民教育出版社4所屬章節：第四章第四節二、教學設計1、教學目標知識與技能：1、了解金屬腐蝕的種類，探究金屬發生電化學腐蝕的原因2、掌握化學腐蝕和電化學腐蝕的區別。3、認識金屬腐蝕的危害及防腐措施，感受化學對人類生產和生活的影響。過程與方法：通過查閱資料收集信息、分組探究、實驗匯報交流等活動，提高學生動手能力、綜合實踐能力。情感態度與價值觀：讓學生在參與過程中體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學與生活的密切聯系；認識材料與人類生活、發展的關系。2、內容分析在選修4前，我們已學習國選修1，對金屬的腐蝕與防護有一定的認識，但在選修1中沒有歸納出析氫腐蝕和吸氧腐蝕，金屬的防護中也沒有陰極保護法，故本節內容的重點難點也在于此。3、學情分析 在知識儲備上高二學生在前面幾節已掌握原電池和電解池的基本原理知識；在能力水平上具備一定的實驗設計能力、實驗操作能力、比較歸納能力。而且本節內容緊密聯系實際，學生學習興趣濃厚，具備了主動探究的原動力。存在的問題是學生對知識的學習只注重表面現象，缺少生活經驗，缺乏一定的綜合思維能力。4、設計思路1)課前，先讓學生通過生活經驗、圖書館、網絡等多種途徑收集有關金屬的現象與危害的資料2)課時，用三件國寶和自由神銅像來引入金屬的腐蝕和防護3)進行有效的實驗探究4-3來分析吸氧腐蝕4)適當調整教材順序，先動手實驗4-3，再引入吸氧腐蝕，并歸納總結吸氧腐蝕的知識點5)結尾處，向學生介紹：“最新資料表明不銹鋼也出現了腐蝕現象”。使學生清醒地認識到科學探究是無止境的，激發學生探究科學的積極性。三、教學過程教師活動學生活動設計意圖引入:2000年5月，保利集團在香港拍賣會上花費3000萬港幣贖回在火燒圓明園時流失的國寶，銅鑄的牛首、虎首和猴首，這三件銅鑄的國寶在240年后依然熠熠生輝。而聳立于美國紐約港外一個海島上15層樓高的自由神銅像(內支架為鐵質)，經過僅僅百年的風風雨雨，就和人一樣生病了。你想知道其中的原因嗎？ 思考激發學生興趣，引出課題過渡：這節課我們就來探討金屬腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的方法。板書：金屬的腐蝕和防護 傾聽，思考投影圖片：金屬的腐蝕在生活中隨處可見，給我們的生活帶來了極大的危害由學生展示實踐活動中查閱、收集的有關”金屬腐蝕的現象及危害”的資料。體會金屬腐蝕對人類生活、生產的不利影響，激發研究興趣。創設問題情境1：同學們了解了金屬腐蝕的現象及其危害，你能否從金屬元素的原子結構角度分析，金屬為什么會被腐蝕？思考、討論：金屬原子的最外層電子數較少，在反應中易失去最外層電子，所以易被腐蝕引導學生透過事物表面現象用科學理論分析本質。明確金屬腐蝕的本質是因為金屬原子的最外層電子數較少，在反應中易失去最外層電子體現還原性。歸納整理： 一、金屬的電化學腐蝕(一)、金屬腐蝕：1、定義：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。2、本質：M ne- Mn+(氧化反應)3、類型：化學腐蝕直接反應 電化學腐蝕原電池反應(二)、化學腐蝕1、定義：金屬與接觸到的干燥氣體(如_、_ 、_等)或非電解質液體(如_ )等直接發生化學反應而引起的腐蝕。如：鋼管被原油中的 _ 腐蝕，2、影響因素：與接觸物質的氧化性有關和溫度越高，化學腐蝕越_。學生看、聽、思考。培養學生歸納總結能力創設問題情境2： 根據日常生活中的經驗，談談鋼鐵在哪些場所易被腐蝕？從中你可歸納出鋼鐵腐蝕的可能條件。學生學生積極討論提出：1、在酸雨季節室外的鋼鐵容易生銹；2、在潮濕的環境中鋼鐵容易生銹；3、沒洗干凈的鐵鍋很容易生銹；為后面的在酸性、弱酸性或中性條件下發生的腐蝕作鋪墊提問：為什么在酸性條件下，鐵容易被腐蝕，你能用離子方程式來說明問題嗎？學生寫出 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2并用雙線橋表明電子的轉移方向和數目，理解鐵的腐蝕是鐵失去電子被氧化了在酸性條件的腐蝕是學生比較容易理解的，這樣設計可以給學生設置階梯，首先知道鋼鐵的腐蝕是鐵被氧化了，再來理解中性或堿性條件下的腐蝕時原理就可降低難度。過渡：在酸性條件下，鐵到底是怎么變成鐵銹的呢？思考，交流，討論：鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了原電池，這些細小的原電池池遍布鋼鐵的表面。鐵是負極，碳是正極。培養學生利用所學知識，解決問題的能力總結歸納：(二)電化學腐蝕1、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環境中負極：Fe - 2e- = Fe2+正極：2H+ + 2e- =H2電池反應：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2傾聽、思考提問：“潮濕的環境”和“沒洗干凈的鐵鍋”表明鋼鐵腐蝕需要怎樣條件呢？回答：空氣、水、食鹽等為下面的吸氧腐蝕作鋪墊實驗探究：P85將經過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕學生開始討論分析這些實驗現象說明了什么？當鋼鐵表面的電解質溶液酸性很弱或呈中性并溶有O2時，將發生吸氧腐蝕，有氯化鈉等電解質溶液則腐蝕更快。通過實驗激發學生的興趣，引導啟發學生分析、認識問題的本質并遷移知識解決問題總結歸納：(2) 、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發生 腐蝕。負極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2進一步反應：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O學生思考，分析，培養學生分析推理、歸納總結、探究的能力。創設問題情境3：為什么說電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因？思考、討論：鋼鐵是有鐵和碳構成的，潮濕的空氣中，它表面形成一層電解質溶液，故形成了無數微小的原電池深化概念，學以致用列表分析化學腐蝕與電化學腐蝕的區別：見投影討論、分析通過對比學習，培養學生分析，概括能力典型例題：例1、如圖， 水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：若液面上升，則溶液呈 性，發生 腐蝕，電極反應式為：負極： 正極： 若液面下降，則溶液呈 性，發生 腐蝕，電極反應式為：負極： 正極： 完成練習，展示交流創設問題情境4：根究鋼鐵的腐蝕原理，結合你們課前所查的資料，請你談談可采取哪些措施來防止鋼鐵的腐蝕？其相應的原理是什么？以小組為單位比賽哪組提出的措施多，且必須分析出依據什么原理來防護。從接觸面上控制反應的進行；涂油漆、電鍍一層保護層、烤藍、鏈條涂油脂、金屬外加塑料膜從鋼鐵內部結構方面來控制腐蝕；在鋼鐵中加入一定量的鉻、鎳等元素，改變其內部結構，制成不銹鋼陰極保護法；海輪船體上鑲嵌鋅塊、鐵閘門和電源負極相連這里不僅僅讓學生舉出防護措施，而讓他們一起分析其措施依據的原理，這樣就能檢測出學生是否真的理解了腐蝕的原理，而且可以讓他們體驗到學習知識的意義。采用小組競爭的方式可以調動學生的積極性，讓更多的學生參與進來。教師充分肯定學生提出的措施，同時向學生介紹：“最新資料表明不銹鋼也出現了腐蝕現象”。說明下節課我們再來詳細討論陰極保護法使學生清醒地認識到科學探究是無止境的，激發學生探究科學的積極性。作業：P87 1、2、3【板書設計】 第四章 第四節 金屬的電化學腐蝕與防護一、金屬的電化學腐蝕1. 金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕的本質：金屬原子 金屬陽離子M ne- Mn+(氧化反應)金屬腐蝕的類型：化學腐蝕直接反應電化學腐蝕原電池反應2. 電化學腐蝕(析氫腐蝕和吸氧腐蝕)(1)析氫腐蝕：當鋼鐵處于