资源简介

(共34张PPT)
——金属的腐蚀与防护
基于教学评一体化的单元整体教学
一、课标要求与教材分析
1.课标要求
内容要求：
了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
学业要求：能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。
单液原电池
电解应用
金属腐蚀原理
双液原电池
化学电源
电解原理
金属防护原理
金属防护实例
钢铁生锈与保护
必修二
选择性必修一
初中
（1）教材编排的知识发展线索
2.教材分析
本节
（2）本节地位
电化学原理的综合应用
三观统一
能量观
微粒观
变化观
三重表征
宏观现象
微观解释
符号表达
本节课是原电池和电解池知识的运用与发展，是用理论指导工农业生产实践的重要案例
（3）本节教学内容分析
本节内容可以分为金属的腐蚀与金属的防护两部分，后者以前者为基础。为了更好地分析和说明金属如何被腐蚀这--关键问题，教材中安排了实验，并结合图示分析、说明钢铁制品两种典型的电化学腐蚀——析氢腐蚀和吸氧腐蚀，两种腐蚀共性是原电池反应负极被腐蚀，并且速率比化学腐蚀快，不同点是条件不同导致正极反应不同。第二部分金属的防护，则是从金属腐蚀的原理出发，研究如何破坏金属腐蚀发生的条件展开的。除了采取措施破坏金属发生化学腐蚀的条件，更多情况下需要采取措施破坏原电池形成的条件。电化学保护法一牺牲阳极法 、外加电流法都是将要保护的金属作为阴极设计的，教材通过安排的“思考与讨论”“实验”等栏目，加深学生对这两种阴极保护法的认识。
二、学情分析
（1）学生在初中化学中学习过一些金属腐蚀与防护知识，对于金属腐蚀的危害、钢铁制品锈蚀的条件和保护金属的方法有所了解，然而对铁制品在潮湿空气中容易生锈的化学原理不清楚，金属保护的措施也没触及问题的本质。
（2）学习了原电池原理，能够从原理上解释金属的电化学腐蚀。对于原电池的名称（负极就是阳极、正极就是阴极）已经清楚。
（3）在燃料电池中，已经突破了氧气作为正极的电极反应式。
（4）有原电池可以加快金属腐蚀的初步认识，能描述电化学中电子和离子的流向。
（5）具有一定的实验探究和操作能力，具备一定的从化学视角分析化学问题的能力，实验设计与分析能力仍待提高。
（1）吸氧腐蚀方程式的书写是个难点，在燃料电池的时候，就可以突破
要给学生讲清楚变化本质：
《金属的腐蚀与防护》难点已提前突破
O2+4e- = 2O2-
O2-
熔融氧化物介质
H2O
OH-
中、碱性溶液
类比：Na2O+H2O=2Na++2OH-
H+
H2O
酸性溶液
类比：Na2O+2H+=2Na++H2O
（2）牺牲阳极的阴极保护法，存在前概念冲突，提前突破
在原电池和电解池教学的时候就进行电极名称介绍
原电池的电极：
按电势高低分：
电势高的电极：正极
电势低的电极：负极
按反应类型分：
氧化反应的电极：阳极
还原反应的电极：阴极
电解池的电极：
接电源正极（阴极）
接电源负极（阳极）
e-
e-
阴极
还原反应
氧化反应
阳极
电解池的阴、阳极，《物理化学》中也分别可称负、正极，中学教学可根据学生情况来确定是否介绍。
P164
（最详细）
P261
P199
4.教学目标 评价目标
(1)通过查阅金属腐蚀的资料等活
动，认识金属腐蚀的严重性及危
害；能用电化学原理解释金属腐
蚀的现象，增强社会责任感。
(2)通过钢铁腐蚀的实验，了解金
属腐蚀的本质；能书写钢铁腐蚀
的电极反应及总反应；能根据电
化学原理选择并设计金属防护的
措施。
(3)通过暖宝宝的制作，加深对钢
铁吸氧腐蚀的条件、原理的理解，
并学会设计实验验证吸氧腐蚀的
发生和金属防护措施是否有效。
教参要求
学情要求
与
1.通过带着问题自学，完成预习练习，了解金属的实质、腐蚀的类型。了解金属防护的方法。诊断并发展学生对化学价值认识水平（学科价值与社会价值视角）
2.能够比较说明金属腐蚀的两种方式的相同点与不同点，并结合教材实验4-3与4-4的实验现象与分析。正确书写出吸氢腐蚀、吸氧腐蚀电极反应式。诊断并发展学生对金属腐蚀的本质认识（微粒观、变化观）与进阶水平（三重表征、有序思维与辩证思维、模型认知）。
3.模拟“暖宝宝”实验，并能设计实验证明暖宝宝中发生了吸氧腐蚀。能从金属的腐蚀本质分析金属防护的方法，并能设计出验证防护是否成功的实验方案。诊断并发展学生的实验设计与探究水平。
5.教学重点和难点
(1)重点:金属的电化学腐蚀
及电化学防护原理。
(2)难点:金属发生吸氧腐蚀
的原理。
学情要求
教参要求
(1)重点: （1）设计实验验证金属的吸氧腐蚀与电化学防护
(2)难点: 如何证明暖宝宝中物质发生了吸氧腐蚀
三、单元整体教学思路
1.先理清全章知识脉络，再进行各节教学
2.先理清全节脉络，再进行知识点教学
暖宝宝
体验制作→现象感受→原因预测→实验验证→验证现象→微观分析→符号表达
轮船与匣门防护
实验验证→现象→微观分析→符号表达
对比
对比
四、教学流程与教学环节
教学流程
实验验证
教学环节
从金属的腐蚀的危害与学习金属腐蚀与防护的必要性引入
金属腐蚀的类型和特点。通过发布预习提纲的形式，学生自主学习完成，课前检查，课堂小结。
金属的电化学腐蚀。对比学习析氢与吸氧腐蚀，并学习暖宝宝的制作，探究反应原理。
学习电化学保护法。对比学习两种电化学保护方法的原理、区别、应用。
小结归纳和巩固提升。归纳本节知识要点，练习巩固所学知识。
1.引导学生主动学习，带着问题预习
四、教学策略与技巧
2.激励评价
课堂上对学生实验操作、问题回答、课前作业、课堂作业及时评价与鼓励
3.趣味引领
趣味实验
4.实验优化改进
（1）金属的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较实验
教材P112：【实验4-3】
教材设计存在的不足：变量控制问题
环节二 金属的电化学腐蚀
活动2：金属的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较
优化改进
阅读教材P112：【实验4-3】(2)
对比实验需要控制变量相同，锌粒表面积、温度、盐酸体积、盐酸浓度均相同。本实验设计，哪一个物理量难于控制完全相同？该如何改进
5mL 0.5mol/L HCl
锌粒
棉花
泡泡水
锌片
锌粒
锌粉
锌片
为什么不用铁做实验？ 试过了多种方法，快慢相差不明显，这可能就是
教材没有安排用铁进行实验的原因。从热力学上说，锌-铜电势差比铁-铜
要大，从动力学上没有查找到文献说明。
（2）教材实验4-4的处理
实验技巧：
1.用含碳量低的铁丝（可到五金店购买那种比较软，可用于扎东西的粗铁丝），比用铁钉效果好。
2.打磨氧化膜
3.锌片、铜丝与铁尽量缠紧。锌片多缠几层后，再用老虎钳从侧面夹紧。
锌
铁
A
B
C
夹B与C，
不要夹A与C。
5. 实验探究与证据推理能力培养
教材中吸氧腐蚀，是以图片加知识介绍的方式呈现。然后再以铁钉的吸氧腐蚀进行验证，从以往的教学实践来看，学生的思维深度不够，遗忘率高。
修改：
通过暖宝宝制作，与生活密切衔接，满足学生对暖宝宝的探秘欲望。实验的体验感更强。不是简单给出反应原理，而是要学生根据已有知识，进行分析合理的反应原理，再引导学生设计实验验证。结合教师的演示实验现象，为实验结论提供证据。培养学生的实验设计能力，达成实验探究与证据推理素养的培养，强化对吸氧腐蚀原理的理解。
水
设计实验，说明你的实验验证了什么？
已知:Fe2+遇K3[Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀
Cu
Zn
2h后
铁粉
炭粉
食盐水
（2）实验验证铁的电化学防护
按下图所示装置，进行实验，你认为能通过补充什么实验，说明铁被保护了？
A
Fe
Zn
酸化的 3%NaCl溶液
甲
6.对比教学，矛盾的普遍性与特殊性辩证思维培养
普遍性
普遍性
特殊性
特殊性
一、话不要说死
温馨提示
1.析氢腐蚀与吸氧腐蚀，并没有绝对界限，是一个矛盾主次与转化的问题。在适当的pH范围，可能会出现氧气与氢离子得电子能力差不多的情况。
2.吸氧腐蚀，钢铁并不是在溶液与空气交界面上腐蚀最严重，近液面氧气浓度高，得电子，远离液面一定部位的铁失电子反而比较快。腐蚀最严重。
3.外加电流阳极不一定就不能保护，阳极电化学钝化也是一种工业上电化学防腐方法。
二、时间关系，暖宝宝中热量问题课后思考，下节课分析
1.原电池化学能转化为电能，电流通过电阻，电能转化为热能。
2.Fe2+与OH-结合，形成新键放热。
3.Fe(OH)2的氧化，放热。

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