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4.4金屬的電化學腐蝕與防護 課標依據(jù) 能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。 教材分析 本節(jié)內(nèi)容是在學生學習了電解原理和原電池原理的基礎上展開的，教材重點介紹了金屬電化學腐蝕（析氫腐蝕和吸氧腐蝕）的本質(zhì)——金屬表面形成了微型原電池，講述了防護金屬腐蝕的主要方法，并介紹了犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。不但運用原電池原理(犧牲陽極的陰極保護法)，也再次運用了電解原理(外加電流的陰極保護法)，加深了學生對化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的認識。 通過本節(jié)的學習能促進學生對金屬腐蝕現(xiàn)象的進一步認識，金屬發(fā)生腐蝕更多的是電化學腐蝕，利用原電池的原理分析鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，提高知識的理解和運用。再利用電化學知識對金屬進行防護，是對所學電知識的綜合靈活的運用，學好本節(jié)將對前面所學的電解和原電池的知識起到鞏固和提高的作用 學情分析 知識上：通過初中知識以及本章上兩節(jié)內(nèi)容的學習學生已經(jīng)初步了解了金屬發(fā)生腐蝕的一些條件，掌握了原電池和電解池的基本原理及金屬的還原性與活潑性關(guān)系。 能力上：高二學生已經(jīng)具備一定的實驗設計觀察能力、以及比較歸納能力。 心理上：由于本節(jié)內(nèi)容緊密聯(lián)系生活實際，學生有強烈的好奇心和求知欲，有利于新知識的學習，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(xiàn)象，缺少生活經(jīng)驗，缺乏一定的深入理解和綜合思維的能力。 三維目標 知識與能力 （1）認識金屬腐蝕帶來的危害，了解金屬腐蝕的兩種類型（化學腐蝕和電化學腐蝕）。 （2）理解鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會書寫電極反應式和總反應式。 （3）認識常見的防止金屬腐蝕的方法，能解釋兩種電化學防護方法的原理。 過程與方法 ①通過對鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕對比實驗的探究，學會設計控制單一變量進行對比實驗以及對實驗設計進行評價。 ②通過實驗探究的過程，進一步提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。 情感態(tài)度與價值觀 通過金屬腐蝕對生產(chǎn)、生活的影響，切實感受金屬及合金在國家建設及社會生活中的重要作用，形成愛護資源，科學利用資源的正確思想，感受化學對人類進步的意義。 教學重難點 教學重點 金屬的電化學腐蝕及金屬的電化學防護原理 教學難點 金屬發(fā)生析氫和吸氧腐蝕的原理 教法 與 學法 通過對比實驗探究，多媒體輔助教學等方式，讓學生了解金屬腐蝕的原理，強化鞏固析氫腐蝕和吸氧腐蝕的具體過程，使學生明確析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系，突破本節(jié)課的重難點。 信息技術(shù)應用分析 知識點 學習目標 媒體內(nèi)容與形式 使用方式 媒體來源 知識復習 知識鋪墊，為進學化學腐蝕引入話題 PPT 教師播放 教師制作 教學目標展示 創(chuàng)設情景，結(jié)合生活實際，認識金屬腐蝕帶來的危害 電子白板 （時鐘計時器） 教師演示 下載，教師制作 金屬的腐蝕與防護 通過金屬腐蝕對生產(chǎn)、生活的影響，切實感受金屬及合金在國家建設及社會生活中的重要作用，形成愛護資源，科學利用資源的正確思想，感受化學對人類進步的意義 電子白板 （特效交互功能） 教師演示 教師制作 教 學 活 動 設 計 師生活動 設計意圖 批注 環(huán)節(jié)一：知識復習 教師質(zhì)疑：上節(jié)課我們學習了原電池的有關(guān)知識，請大家思考一下兩個問題 1、原電池的構(gòu)成條件？ 2、原電池哪一極金屬易被腐蝕？ 學生思考回答：活潑性不同的兩極；電解質(zhì)溶液；閉合回路；（自發(fā)的氧化還原反應）。 在原電池反應中負極易被氧化而腐蝕。 環(huán)節(jié)二：情景導入 目標展示 情景導入：多媒體展示（1）生活中常見金屬腐蝕的圖片；（2）金屬腐蝕對人類生活和經(jīng)濟的影響。 教師：在生產(chǎn)和生活中，金屬腐蝕所帶來的損失非常嚴重。金屬生產(chǎn)設備的腐蝕經(jīng)常導致工廠停產(chǎn)，金屬腐蝕還會使橋梁、建筑物等損壞甚至坍塌，許多場所的金屬腐蝕還會導致火災、爆炸等安全事故的發(fā)生。 學生：觀看圖片，聆聽講解。驚詫之余，體會感悟：金屬腐蝕不可等閑視之！ 教師：這節(jié)課我們就一起來學習有關(guān)金屬腐蝕和防護知識，本節(jié)課我們的學習目標如下，請大家快速瀏覽，了解我們本節(jié)課的任務。 教師多媒體展示教學目標： 1、了解金屬腐蝕的本質(zhì)及分類，特別是電化學腐蝕的原理 2、理解鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會書寫電極反應式和總反應式 3、了解金屬防護的方法，培養(yǎng)分析并解決生活中實際問題的能力 4、切實感受金屬及合金在國家建設及社會生活中的重要作用，形成愛護資源，科學利用資源的正確思想 學生：瀏覽標題，明確學習目標。宏觀把握，聯(lián)想質(zhì)疑。 環(huán)節(jié)三：自主學習 過渡：據(jù)報道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占生產(chǎn)總值的2%-4%,超過地震、水災、臺風等自然災害造成損失的總和。據(jù)統(tǒng)計，2014年因金屬的腐蝕在我國至少造成6700億人民幣的損失。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，什么是金屬的腐蝕？金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生可能有哪些方式？ 多媒體呈現(xiàn)問題1：什么是金屬的腐蝕？金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生可能有哪些方式？ 教師：請大家結(jié)合氧化還原反應知識和教材P27第二段思考以上問題。 學生：閱讀課本、思考回答 金屬腐蝕是金屬表面因發(fā)生氧化反應而遭到破壞。 化學腐蝕（表面與周圍物質(zhì)發(fā)生化學反應） 電化學腐蝕（因電化學作用而發(fā)生的腐蝕） 板書：三、金屬的腐蝕與防護 1.金屬腐蝕的方式：化學腐蝕 電化學腐蝕 學生：識記、會判別兩種腐蝕方式。 環(huán)節(jié)四：實驗探究 過渡：我們已經(jīng)知道，鋼鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣以及水蒸氣反應的結(jié)果。那么，空氣中的氧氣和水是怎樣使鋼鐵生銹的呢？下面我們通過實驗進行探究有關(guān)金屬電化學腐蝕的原理。 多媒體呈現(xiàn)問題2：鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？電化學腐蝕的原理是什么？ 探究實驗： 向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用稀鹽酸和氯化鈉潤濕過的兩支試管分別標記為a、b中，按下圖裝置好儀器。 教師：請同學們閱讀教材P27-28了解金屬電化學腐蝕原理。根據(jù)課前準備組裝儀器，混合并加入藥品稍后觀察實現(xiàn)現(xiàn)象。 學生：閱讀教材自學有關(guān)金屬電化學腐蝕的原理，動手實驗：混合并加入藥品后觀察、比較導管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。 教師： 請大家結(jié)合實驗現(xiàn)象思考以下問題 思考1：導管中的水柱變化說明什么問題？ 思考2：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？ 學生：（思考后回答） 水柱液面升高，說明試管內(nèi)有氣體消耗，壓強減小 水柱液面降低，說明試管內(nèi)有氣體生成，壓強增大 碳粉做正極與鐵形成原電池，加速鐵被腐蝕。 教師：請大家根據(jù)原電池原理和閱讀自學結(jié)果，寫出電極反應式及電池反應方程式。 學生：完成以下問題 （兩名同學上板板演） a裝置中： 負極： 正極： ， 電池反應： ， a裝置中進一步反應： ， b裝置中: 負極： 正極： ， 電池反應： 。 結(jié)論：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生 腐蝕。 當鋼鐵處于酸性氣氛中時，易發(fā)生 腐蝕； 析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于 腐蝕。 板書：2.金屬的電化學腐蝕 析氫腐蝕（酸性） 吸氧腐蝕（中性或弱酸性） 歸納總結(jié)：多媒體展示析氫腐蝕和吸氧腐蝕對比表格 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 發(fā)生條件 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 電極反應 負極: Fe – 2e- = Fe2+ 正極: 2H+ + 2e- = H2 ↑ 負極: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正極: O2+4e- +2H2O = 4OH- 總反應 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 2Fe + O2+2H2O=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 聯(lián)系 兩種腐蝕同時存在，但后者較普遍 環(huán)節(jié)五：合作交流 （10分鐘） 過渡：我們了解了金屬腐蝕的原理，那么如何防止金屬被腐蝕呢？ 多媒體呈現(xiàn)問題3：請根據(jù)生活常識以及金屬被腐蝕的原理，聯(lián)系原電池和電解的原理，討論金屬的防護措施主要有哪些？ 提示：可以從以下幾方面探討（1）增強金屬本身的抗蝕性；（2）阻止其發(fā)生原電池反應；（3）應用電化學原理（原電池原理、電解原理）。 教師：請大家根據(jù)以上提示，結(jié)合教材P29-P30，小組合作交流，歸納總結(jié)。 學生：閱讀教材，小組交流，歸納總結(jié) 教師：找一小組展示合作交流結(jié)果，根據(jù)小組討論交流結(jié)果，歸納總結(jié)。 板書：3.金屬的防護方法 （1）覆蓋保護層 （涂油漆、電鍍、鈍化） （ 2）電化學保護 ①犧牲陽極保護法——原電池原理 ②外加電流陰極保護法——電解池原理 回顧舊知，鋪墊新內(nèi)容 創(chuàng)設情景，結(jié)合生活實際和觸目驚心的數(shù)據(jù)，讓學生對金屬的腐蝕有直觀的感受，產(chǎn)生濃厚的興趣，進入新課的學習。 讓學生整體把握本節(jié)內(nèi)容的同時，控制信息的接受范圍，隨時排除干擾性知識。 引導學生認識金屬腐蝕的實質(zhì)是發(fā)生了氧化反應，通過討論腐蝕的方式能與新學內(nèi)容聯(lián)系起來，讓學生先從概念上認識金屬腐蝕的實質(zhì)，下面再進行實驗探究、具體認知。 通過探究實驗培養(yǎng)學生觀察分析問題能力，同時通過兩個對比實驗，使學生加深對析氫腐蝕和吸氧腐蝕的認識，從而解決本節(jié)課的重點和難點。 通過合作交流的提示使學生明確討論交流的方向，使學生學會多角度分析問題的方法，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。 當堂檢測 有效練習 1.下列敘述不正確的是 （ ） A.金屬的電化學腐蝕比化學腐蝕普遍 B.鋼鐵在干燥空氣里不易腐蝕 C.用鋁質(zhì)鉚釘來接鐵板，鐵板反而易被腐蝕 D.金屬被腐蝕的本質(zhì)是M-ne-=Mn+而被損耗 2.下列金屬的防腐措施中，屬于電化學保護法的是（ ） A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護膜 B.在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金 C.在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠 D.金屬表面噴漆 3．如圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和鹽酸，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是 ( ) A．生鐵塊中的碳是原電池的正極 B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋? C．兩試管中相同的電極反應式是Fe－2e－===Fe2＋ D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 4.下列金屬防護的方法不正確的是 ( ) A．對健身器材涂油漆以防止生銹 B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時，首先是鍍層被氧化，繼續(xù)保護鐵 C．用犧牲鋅塊的方法來保護船身 D．自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹 作業(yè)布置 績優(yōu)學案相關(guān)聯(lián)系、配套檢測卷 板書設計 金屬的腐蝕和防護 1.金屬的腐蝕 （1）化學腐蝕 （2）電化學腐蝕 析氫腐蝕（酸性） 吸氧腐蝕（中性或弱酸性） 2.金屬的防護方法 （1）覆蓋保護層 （2）電化學保護 ①犧牲陽極保護法——原電池原理 ②外加電流陰極保護法——電解池原理 教學反思 本節(jié)課符合新課標理念，讓學生自主探究，解決金屬腐蝕的相關(guān)問題，獨立思考與小組討論相結(jié)合，培養(yǎng)學生的思維能力和合作意識。以實驗探究法和多媒體演示法為主線，更能體現(xiàn)以學生為主體的新課標思想。讓學生對金屬的化學腐蝕和電化學腐蝕有了直觀的認識。但是，本課知識點相對集中，學差生的學習有一定困難。 備注 1.主備教案的內(nèi)容全部用小四宋體字，二次備課的內(nèi)容中要刪除的內(nèi)容將字的顏色改為紅色（不要真刪除），自己添加的所有內(nèi)容用宋體藍色字。 2．命名格式要求：序號、章、節(jié)、名稱(課時)。如：【1】28.1銳角三角函數(shù)(1)。