4.2金属的腐蚀与防护 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

《金属的腐蚀与防护》教学设计（第1课时） 单位：湖南省涟源市第一中学 姓名：张小聪 联系电话：15580365703 1、 理论依据 《金属的腐蚀与防护》是人教版选择性必修一《化学反应原理》第四章的最后一节，学生已经学完原电池与电解池的相关知识，本节内容就是将学生所学知识联系实际生活进行应用分析。 《普通高中化学课程标准》要求从学生已有知识经验出发，帮助学生联系实际社会生活，认识化学与生活的必然联系，培养学生社会责任感。本节课的情景背景源于生活，并由学生在已学知识基础上对核心问题提出探究，并进行猜想与讨论，最后反思总结，目的在于培养学生的假设猜想、分析、评估、决策等思维能力。 2、 教材分析 本节课的地位与作用：《金属的腐蚀与防护》设计在原电池及电解池之后，且在必修一中已经学习了氧化还原反应、离子反应等知识，本节课是将这些知识整合到一起，通过对金属的腐蚀的分析和电极方程式的书写让学生对所学知识综合运用。本节课在于帮助学生了解金属腐蚀的危害并且能利用所学知识对生活现象做出解释，为寻找保护金属的措施提供理论依据。 3、 学情分析 在学习本节课之前，学生已经熟练掌握氧化还原反应、离子反应、原电池、电解池等知识，但还没有将这些知识联系实际生活进行应用，且学生在设计实验、观察实验现象、记录分析现象等方面会存在不熟练或者不全面现象，授课过程中将以“教师为导，学生为主”的形式引导学生运用已学知识仔细观察并分析实验现象。 4、 教学目标 1、 认识金属腐蚀的严重性及危害，能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象，进一步增强社会责任感； 2、 通过实验探究，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式 5、 教学重点、难点 重点：电化学腐蚀 难点：吸氧腐蚀原理、电极方程式书写 6、 教学过程 教学步骤、内容 学生 活动 设计 意图 【引入】请同学们观察自己的课桌，有些铁钉已锈迹斑斑。日常生活中，金属的腐蚀随处可见。 播放PPT，展示日常生活中金属腐蚀的图片，并展示每年全球用在金属防护上的经费达7000亿美元 【提问】金属腐蚀带来的损害如此严重，是什么原因造成的金属腐蚀呢？我们又有什么措施可以减少金属的腐蚀呢？ 【板书】金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀 环节一 探究化学腐蚀 实验 金属铁与稀硫酸的反应 往试管中先加1g铁粉后加入5ml稀硫酸，观察并记录实验现象 教师引导学生正确操作实验并仔细观察现象，请一位学生描述实验现象 生：迅速产生大量的气泡 （PPT上展示实验现象） 教师总结：像这样金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应的腐蚀类型称为化学腐蚀（PPT上展示） 【板书】1、化学腐蚀 环节二 探究电化学腐蚀 实验 食盐水浸泡过的酸洗除锈铁钉在试管中的反应 如图组装好实验装置（PPT上展示），观察导管液柱现象，同样请一位同学描述实验现象 生：导管中液面上升 【提问】这个实验中铁没有与其他物质直接接触反应，为什么也会有实验现象呢？也就是说铁钉是怎样发生腐蚀的呢？ 生：这里构成了原电池，铁作负极被腐蚀了 教师归纳：不纯的金属与电解质溶液接触发生原电池反应的这类金属的腐蚀称为电化学腐蚀（PPT展示） 【板书】2、电化学腐蚀 师：综上，金属的腐蚀是金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程 【板书】金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程 环节三 书写电极方程式 【教师引导】电化学腐蚀既可以在强酸性环境下进行也可以在酸性很弱或中性环境下进行，请同学们根据已学知识分析在钢铁（铁碳合金）在强酸性环境和在中性环境下发生电化学腐蚀的电极方程式 酸性环境：负极：Fe - 2e- =Fe2+ 正极：2H+ + 2e- = H2↑ 总反应：Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑ 酸性很弱或中性环境：负极：Fe - 2e- = Fe2+ 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4H+ 总反应：2Fe + O2 + 2H2O = Fe(OH)2 在空气中 Fe(OH)2进一步被氧化成 Fe(OH)3 ，Fe(OH)3失去部分水生成 Fe2O3·xH2O，它是铁锈的主要成分。 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 PPT展示电极方程式，要求学生与自己写的电极方程式核对 师：在酸性环境下的电化学腐蚀产生了氢气，称为析氢腐蚀 【板书】析氢腐蚀 师：在酸性很弱或中性环境下吸收氧气发生电化学腐蚀称为吸氧腐蚀 【板书】吸氧腐蚀 师：金属腐蚀过程中，化学腐蚀与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更普遍。电化学腐蚀比化学腐蚀速率也大的多。接下来，我们设计实验来验证一下这两种类型的腐蚀的速率快