资源简介

金属的腐蚀与防护（一）
教学设计
一、教学设计框架
1.学习目标
（1）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。
（2）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。
2.流程主要线索
环节
知识线
情境线
核心问题线
驱动任务活动线
需诊断发展的学生学科核心素养
1
金属腐蚀
金属腐蚀图片
金属被氧化
探究造成金属腐蚀的原因
培养社会责任感
2
化学腐蚀
举例
氧化还原反应
化学腐蚀的本质
理论联系实际
3
电化学腐蚀
铁钉生锈
吸氧腐蚀实验
原电池原理
运用模型分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀
模型认知
4
电化学腐蚀应用
暖贴的设计与制作
原电池原理的应用
通过4个问题逐一剖析
辩证认识事物
3.练习反馈（分层次：）
第一题：如图,
水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若试管内液面上升，外界压强大于试管内压强，则溶液呈弱酸性或中性，发生吸氧腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。
（2）若液面下降，试管内压强大于外界压强，则溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，电极反应式为：负极：
，正极：
。
第二题：如图，一根铁丝插入煮沸过的蒸馏水中，铁丝上有三点。
(1)A、B、C三点中腐蚀最快的是__B__。
(2)若向蒸馏水中加入少量食盐，B处的腐蚀速率将_加快____
(填“加快”“不变”或“减慢”)。
(3)将蒸馏水换成:①0.1
mol·L-1H2SO4溶液；
②1mol·L-1
H2SO4溶液；③18.4
mol·L-1H2SO4溶液，
则A处腐蚀由快到慢的顺序是213_____。
第三题：（2019年江苏）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（
）
A.
铁被氧化的电极反应式为Fe
-
3e-
=
Fe3+
B.
铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.
活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.
以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
第四题：如图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时的速率由大到小的顺序是（
）
A.
④
>
②
>
①
>
③
B.
②
>
①
>
③
>
④
C.
④
>
②
>
③
>
①
D.
③
>
②
>
④
>
①
4.小结即板书设计
5.作业课本P113页
基础题第1-4题
P116页
综合题
第10题
自制暖贴
6.结语（励志预）人要有毅力，否则将一事无成。--居里夫人
二、教学设计
教学环节
教学活动
情境引入
通过观看金属腐蚀的图片，引起学生思考
通过查阅资料了解金属腐蚀的危害和对经济造成的影响。
提出问题：金属腐蚀是世界各国共同面临的问题，那么造成金属腐蚀的原因是什么？
探究金属
腐蚀的原因
讲述：
1.金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.金属腐蚀的本质是金属失去电子生成了金属阳离子。
3.分类：由于与金属接触的气体或液体不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀
讲述：
1.举例
2.化学腐蚀：属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀称为化学腐蚀。
电化学腐蚀
提出问题：
为什么铁制品在潮湿的空气中会生锈？
讲述：
1.电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2.原理：原电池原理
3.建立电化学腐蚀的模型
4.分类：电解溶液构成条件不同，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在酸性很弱或呈中性环境中发生吸氧腐蚀。
析氢腐蚀
讲述：
1.析氢腐蚀：在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出。
2.运用模型进行原理分析：
负极：Fe
-
2e-
=
Fe2+
正极：2H+
+
2e-
=
H2↑
总反应：Fe
+
2H+
=
Fe2+
+
H2↑
吸氧腐蚀
观看实验视频，回答以下问题：
根据实验现象写出负极反应。2、从定性和定量两个角度分析为什么氧气做氧化剂？3、根据实验现象写出正极反应。
运用模型进行分析：
负极：Fe
-
2e-=Fe2+
正极：2H2O
+
O2
+
4e-
=
4OH-
总反应：2Fe
+
O2
+2H2O
=
2Fe(OH)2
。
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
氢氧化铁失去部分水生成Fe2O3
·
nH2O，它是铁锈的主要成分。
吸氧腐蚀：如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。
电化学腐蚀原理的应用
提出问题：
同学们已经了解到在铁腐蚀的过程不仅化学能转化成电能同时还释放出热量，我们能否将热量进行合理的利用呢？
研究与实践：
市场上销售的一种暖贴就是利用金属的电化学腐蚀原理制作的。它具有发热温和、放热时间长、使用方便和安全等特点。今天我们一起了解暖贴的发热原理、制作原料和方法。
1.暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？
2.为什么保暖贴能持久而稳定地提供热量？
3.
保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计？
4.
为什么保暖贴使用后变得较硬？
本节课小结
本节课我们学习了以下内容：金属腐蚀根据与金属接触的气体或液体不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。电化学腐蚀根据电解溶液构成条件不同，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在酸性很弱或呈中性环境中发生吸氧腐蚀。
实际上，金属腐蚀过程中化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀的速率也大得多。任何事物都具有两面性，金属腐蚀过程中放出的热量也可以被合理利用，制成保暖贴，为人们的生活提供便利。为了减少金属腐蚀，同学们能否尝试运用电化学原理对金属进行防护以减小金属腐蚀带来的危害，下节课我们对金属防护进行深入探讨。金属的腐蚀与防护（二）
教学设计
一、教学设计框架
1.学习目标
（1）根据金属腐蚀的本质，掌握不同金属防腐措施的原理。
（2）利用电化学原理选择并设计防腐措施，进一步增强社会责任感。
2.流程主要线索
环节
知识线
情境线
核心问题线
驱动任务活动线
需诊断发展的学生学科核心素养
1
金属腐蚀的原因
激发学生保护金属的意识
探寻金属腐蚀的原因
本质上
介质
培养社会责任感
2
金属保护的方法
阻断原电池反应让金属得到保护
改变金属的组成
在金属表面覆盖保护层
观察生活中的现象
3
思考与交流
白铁皮和马口铁的用途
当镀层局部破损时，锌镀层和锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？
根据锌、铁、锡三种金属的原子失电子能力分析：当镀层局部破损时，锌镀层和锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？
认知模型的运用
4
牺牲阳极保护法
运用模型探讨金属保护方法
运用原电池原理探究保护金属的方法
构建模型
理论联系实际
实验探究
牺牲阳极法
选择阳极的方法？
实验探究
5
外加电流法
运用模型探讨金属保护方法
运用电解原理探究保护金属的方法
构建模型
理论联系实际
6
总结
3.练习反馈
第一题：在下图所示装置的烧杯中均盛有海水，其中能保护铁不被腐蚀的是（）
第二题：海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护（如下图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极），下列有关叙述中错误的是（
）
A.高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的
B.通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩
C.保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D.通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零
第三题：【2020江苏卷】将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A．阴极的电极反应式为
Fe-2e-
=
Fe2+
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
4.小结即板书设计
5.作业
基础题：课本第113页
5、6题
综合题：课本第113页
7题
6.结语（励志预）
人必须要有耐心，特别是要有信心。——居里夫人
二、教学设计：
教学环节
教学活动
分析金属腐蚀的原因
提出问题：金属腐蚀的原因？
本性上看：
金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。
从介质上看：金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
金属防护
的方法
【提出问题】
阻断原电池反应就可以让金属得到保护，怎样阻断呢？
1.金属防护的第一种方法是改变金属的内部组织结构
2.
在金属表面覆盖保护层
如：涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀Cr等,或制成氧化膜。
【思考与讨论】
白铁皮和马口铁的表面出现破损，两者的腐蚀情况怎样呢？
【运用模型】
电化学体系模型的应用—建构牺牲阳极法模型
【实验探究】
通过演示实验验证牺牲阳极的阴极保护法
3.
在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。
----称为“牺牲阳极法”
4.钢铁设备被迫成为阴极而受到保护——称为“外加电流法。”
小结

展开更多......

收起↑