2019-2020年新人教版化學選修1高中《金屬的腐蝕與防護》word教案.doc

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2019-2020年新人教版化學選修1高中《金屬的腐蝕與防護》word教案 一、基本說明: 1． 教學內(nèi)容所屬模塊：高中化學選修模塊《化學反應(yīng)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(jié)：第四章第四節(jié) 二、教學設(shè)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(fā)生電化學腐蝕的原因 2、掌握化學腐蝕和電化學腐蝕的區(qū)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(chǎn)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(tài)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(lián)系；認識材料與人類生活、發(fā)展的關(guān)系。 2、 內(nèi)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(jié)內(nèi)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(jié)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(shè)計能力、實驗操作能力、比較歸納能力。而且本節(jié)內(nèi)容緊密聯(lián)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(xiàn)象，缺少生活經(jīng)驗，缺乏一定的綜合思維能力。 4，設(shè)計思路 1） 課前，先讓學生通過生活經(jīng)驗、圖書館、網(wǎng)絡(luò)等多種途徑收集有關(guān)金屬的現(xiàn)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(diào)整教材順序，先動手實驗4-3，再引入吸氧腐蝕，并歸納總結(jié)吸氧腐蝕的知識點 5）結(jié)尾處，向?qū)W生介紹：“最新資料表明不銹鋼也出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象”。使學生清醒地認識到科學探究是無止境的，激發(fā)學生探究科學的積極性。 三、教學過程 教師活動 學生活動 設(shè)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(nèi)支架為鐵質(zhì)），經(jīng)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(fā)學生興趣，引出課題 過渡： 這節(jié)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(guān)”金屬腐蝕的現(xiàn)象及危害”的資料。 體會金屬腐蝕對人類生活、生產(chǎn)的不利影響，激發(fā)研究興趣。 創(chuàng)設(shè)問題情境1：同學們了解了金屬腐蝕的現(xiàn)象及其危害，你能否從金屬元素的原子結(jié)構(gòu)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(shù)較少，在反應(yīng)中易失去最外層電子，所以易被腐蝕 引導(dǎo)學生透過事物表面現(xiàn)象用科學理論分析本質(zhì)。明確金屬腐蝕的本質(zhì)是因為金屬原子的最外層電子數(shù)較少，在反應(yīng)中易失去最外層電子體現(xiàn)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(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 2、本質(zhì)：M – ne- → Mn+（氧化反應(yīng)） 3、類型：化學腐蝕——直接反應(yīng) 電化學腐蝕——原電池反應(yīng) （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(zhì)液體（如 ）等直接發(fā)生化學反應(yīng)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(zhì)的氧化性有關(guān)和溫度越高，化學腐蝕越 。 學生看、聽、思考。 培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力 創(chuàng)設(shè)問題情境2： 根據(jù)日常生活中的經(jīng)驗，談?wù)勪撹F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(jié)室外的鋼鐵容易生銹； 2、在潮濕的環(huán)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(fā)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(zhuǎn)移方向和數(shù)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(shè)計可以給學生設(shè)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(yǎng)學生利用所學知識，解決問題的能力 總結(jié)歸納： （二）電化學腐蝕 1、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中 負極：Fe - 2e- = Fe2+ 正極：2H+ + 2e- =H2↑ 電池反應(yīng)：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 傾聽、思考 提問：“潮濕的環(huán)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(jīng)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(dǎo)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(xiàn)象說明了什么？ 當鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液酸性很弱或呈中性并溶有O2時，將發(fā)生吸氧腐蝕，有氯化鈉等電解質(zhì)溶液則腐蝕更快。 通過實驗激發(fā)學生的興趣，引導(dǎo)啟發(fā)學生分析、認識問題的本質(zhì)并遷移知識解決問題 總結(jié)歸納： （2） 、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生 腐蝕。 負極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 電池反應(yīng)：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 進一步反應(yīng)：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O 學生思考，分析， 培養(yǎng)學生分析推理、歸納總結(jié)、探究的能力。 創(chuàng)設(shè)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(gòu)成的，潮濕的空氣中，它表面形成一層電解質(zhì)溶液，故形成了無數(shù)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(qū)別：見投影 討論、分析 通過對比學習，培養(yǎng)學生分析，概括能力 [典型例題]：例1、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察： ⑴若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極： 正極： ⑵若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極： 正極： 完成練習，展示交流 創(chuàng)設(shè)問題情境4： 根究鋼鐵的腐蝕原理，結(jié)合你們課前所查的資料，請你談?wù)効刹扇∧男┐胧﹣矸乐逛撹F的腐蝕？其相應(yīng)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(jù)什么原理來防護。 ①從接觸面上控制反應(yīng)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…… ②從鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼…… ③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(jù)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(diào)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?qū)W生介紹：“最新資料表明不銹鋼也出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象”。 說明下節(jié)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(fā)學生探究科學的積極性。 作業(yè)：P87 1、2、3 【板書設(shè)計】 第四章 第四節(jié) 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(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 ①金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子 金屬陽離子 M – ne- → Mn+（氧化反應(yīng)） ②金屬腐蝕的類型：化學腐蝕——直接反應(yīng) 電化學腐蝕——原電池反應(yīng) 2. 電化學腐蝕(析氫腐蝕和吸氧腐蝕) （1）析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中 負極：Fe - 2e- = Fe2+ 正極：2H+ + 2e- =H2↑ 電池反應(yīng)：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ （2） 吸氧腐蝕：中性或酸性很弱條件下 負極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 電池反應(yīng)：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 二、金屬的防護