资源简介

第四节 金属的腐蚀与防护
——第1课时 金属电化学腐蚀的原理
教材分析
《金属电化学腐蚀的原理》’教学内容源自化学反应原理中第1章第4节《金属的腐蚀与防护》的第1课时。金属材料在生产和生活等方面应用广泛，所以金属腐蚀现象很普遍。这部分内容对于培养学生的化学核心素养，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力具有重要意义。 教材首先通过展示生活中常见的金属腐蚀现象，如铁锈、铜绿等，引发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生思考金属腐蚀的原因和危害。为了更好地分析和说明金属如何被腐蚀这一关键问题，重点介绍了金属腐蚀的两种类型——化学腐蚀和电化学腐蚀，并通过实验、具体的例子和示意图，深入分析了电化学腐蚀的原理，包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应和总反应。最后，教材对化学腐蚀和电化学腐蚀进行了比较，总结了金属腐蚀的影响因素，并通过归纳整理和课堂练习巩固学生对所学知识的理解和应用。实际上，金属腐蚀问题比较复杂，涉及的行业、领域非常广泛，这也从另一个方面表明了化学研究及其应用的重要性。
学情分析
在初中化学课程中，学生已经对金属的性质和常见的化学反应有了一定的了解，但对于金属腐蚀的本质和原理还缺乏深入的认识。在思维能力方面，学生正处于从宏观思维向微观思维过渡的阶段，需要通过具体的实例和实验来帮助他们理解抽象的化学概念和原理。 在学习过程中，他们可能会对电化学腐蚀的原理感到困惑，尤其是吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别和联系。 针对学生的这些特点，在教学过程中，教师应注重引导学生通过观察、实验探究、交流研讨等方式自主探究金属腐蚀的原理和规律，帮助学生建立起科学的思维方法。同时，教师应结合生活实际，通过具体的案例和问题，让学生感受到化学知识的实用性，提高学生的学习兴趣和积极性。
教学目标
通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，掌握吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理及发生条件。
理解电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，掌握影响金属腐蚀快慢的因素。
认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，培养社会责任感。
教学重点和难点
教学重点：电化学腐蚀的本质。
教学难点：吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理及其应用。
教学策略
启发引导、实验探究、问题驱动、自主归纳。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
引出课题 【新课导入】同学们，先给大家看一段视频。然后展示展示一些生活中常见的图片（展示生锈的铜门、被腐蚀大桥、钻井平台的倒塌、暖宝宝的使用等图片）。金属腐蚀现象在我们的生产和生活中可以说是无处不在。【过渡】那么，大家有没有想过，造成金属腐蚀的原因是什么呢？而且任何事物都有两面性，除了暖宝宝的应用带给我们的便利，还有没有其他的应用？带着这些问题，让我们一起走进今天的学习——金属的电化学腐蚀【学习目标】1、通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，掌握吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理及发生条件。理解电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，掌握影响金属腐蚀快慢的因素。认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，培养社会责任感。 观看视频初步感受一下金属腐蚀在我们生活中的一些案例。学生共同齐声朗读，了解本节的学习目标，对本节的具体学习任务做到心中有数。 激发学生兴趣，通过观看视频让学生产生一种震撼，原来金属腐蚀的危害如此之大。从而明白学习金属腐蚀的重要性，增强学习的动力。
活动一——探究金属腐蚀的本质 【提出问题】从铁锁和铜器的图片中认识铁锈（主要成分）和铜绿（主要成分）的成分，提问学生：“从铁变成铁锈，铜变成铜绿，金属元素的化合价发生了怎样的变化？这说明了什么？” 讨论、回答金属元素的化合价升高，说明金属原子失去了电子，被氧化。可表示为（表示金属原子）。 问题组驱动学生思考；通过具体的金属腐蚀例子，引导学生分析金属腐蚀的本质，培养学生的分析和归纳能力。
活动二——探究金属腐蚀的类型 【引入】展示家用燃气灶中心部位容易生锈以及在潮湿环境中金属容易生锈的图片，提问学生：“这两种金属腐蚀部位所处的环境有何不同呢？” 学生思考并回答，一个是直接与氧气接触而腐蚀；另外一种是接触到电解质溶液而被腐蚀。化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应；电化学腐蚀：不纯金属或合金跟电解质溶液接触，发生原电池反应。 学生先从直观上对化学腐蚀和电化学腐蚀有一个整体的认知，为电化学腐蚀的原理分析做铺垫。
活动三——探究金属的电化学腐蚀 【实验探究】实验一：将铁粉和碳粉各2-3药匙加入大试管1中，充分混合均匀后，再向大试管1中加入一滴管氯化钠溶液，在大试管2中加入滴有红墨水的蒸馏水（能没过即将插入的导管），塞上橡胶塞，连接玻璃管，调节导管内液面与试管持平。观察大试管2导管中水柱的变化，解释引起变化的原因。实验二：取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸2-3滴管，观察产生气泡的速度。然后，向其中一支反应后的试管中滴加1-2滴硫酸铜溶液，再观察产生气泡的速度。解释产生不同现象的原因。 分组实验，注意：实验前检查装置的气密性；及时将实验现象做纪录。 通过对实验操作的分析，让学生明白实验过程中的安全性和可操作性也是制约实验能否成功的关键因素。分工合作，培养学生的合作探究精神。发挥学生的主动性，体现学生的动脑、动手操作的能力。在一个开放式的环境下完成学习任务，效果更好。
学生展示 【提出问题】根据两组实验及其现象分析其中蕴含的理论性知识（电化学） 学生回答产生现象的原因，并由学生板书电极式实验一：负极：2Fe－4e-=2Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2；后续反应：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3 xH2O实验二：负极：Zn－2e-=Zn2+正极：2H+2e-=H2总反应：Zn+2H+=Zn2++H2 真切体会到运用已学知识（电化学理论）来解决实际问题的喜悦感和成就感。
归纳整理1 对比吸氧腐蚀和析氢腐蚀 酸性较强为析氢腐蚀，中性或弱酸性为吸氧腐蚀。在析氢腐蚀和吸氧腐蚀中，电化学腐蚀更普遍，吸氧腐蚀更为普遍。并通过表格形式对比两种腐蚀的条件、电极反应等。 通过对钢铁腐蚀的探究，让学生深入理解吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理和区别，培养学生的知识迁移和综合分析能力。
演示实验 演示一：锌铜-食盐水（浓度大）、锌铜-食盐水（浓度小）做对比实验。演示二：锌铜-氯化钠溶液、铁铜-氯化钠溶液（想通浓度）对比 观察电流表指针的偏转，判断腐蚀速度的快慢。 通过实验直观感受物质的性质、电解质溶液的浓度对腐蚀速度的影响。
归纳整理2 对比化学腐蚀和电化学腐蚀的异同点 完成表格 多角度的理解化学腐蚀和电化学腐蚀。
课堂检测 完成三个例题 巩固本节课所学知识。
作业 根据你的生活经验或查阅资料，生产生活中采用了哪些方法防止金属的腐蚀呢？ 培养社会责任感。
板书设计
金属的腐蚀
本质：M - ne = M
分类
化学腐蚀
电化学腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
速度

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