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1、第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护一教材分析本课时讲授选修4第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护，本节的主要内容有三个方面：一、揭示金属腐蚀的严重危害；二、金属腐蚀的原因；三、金属防护。鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重，本课以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化学腐蚀过程吸氧腐蚀和析氢腐蚀，且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。本课内容较为简单，联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。在教学上，一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时还要让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远！二学情分析本课时重点在于三个探究性实验
2、，学生在知识上存在的问题不大，主要是实验操作和动手能力的极度缺乏，会给这节课带来一些难点。大部分学生思考问题的深度不够，可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。三教学大纲及考试说明教学大纲：金属的电化学腐蚀与防护-知道是什么。能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲：理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。四教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法 学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习，训练学生的定性实验能力，培养学生的定量实验思维3.情感态度
3、与价值观 认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动，发展学生的合作探究能力，学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神和态度五教学重难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六课时安排 1课时七教学方法：1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段，以强化学生的直观感受，有利于学生加深对相关知识的理解。2、新课引入。以一组音像和文献中的数据资料或新闻信息，简要介绍金属在社会经济发展中的重要地位，同时揭示金属腐蚀所造成的严重危害，可以使学生通过感官刺激产生强烈的心理震撼，进而激发学生探讨金属腐蚀相关问题的
4、欲望。3、教科书中的【实验4-3】可安排在讨论金属的电化学腐蚀之前，帮助学生通过实验来了解金属发生电化学腐蚀的条件和相关的电极反应。同时可以增补两组实验，引导学生思考讨论金属电化学腐蚀的相关问题。4、关于金属防腐的思路和方法，可以在课堂上组织学生讨论：（1）鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路？直接隔离因势利导改变本质（2）在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法？涂漆、热镀、电镀、喷涂其他有机或无机材料电化学防护法：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法制成合金如不锈钢5、课堂总结时，可以组织学生对金属的化学腐蚀和电化学腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀等内容进行
5、比较。八学习方法：情景创设、小组讨论、直接提问、阅读教材自学、分组实验、总结归纳九教学过程设计:第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护授课年级高二年级备课教师授课时间教学目标知识与技能1.知道金属腐蚀的两种类型2.能够解释金属发生电化学腐蚀的原因3.了解防止金属腐蚀的具体方法过程与方法1.学会从视频材料以及教材中获取关键信息2.学会通过实验从微观上来研究宏观现象3.通过探究学习，训练学生的定性实验能力，培养学生的定量实验思维情感态度与价值观1.认识到金属腐蚀的严重危害2.通过探究活动，发展学生的合作探究能力，学会合作学习与交流3.通过实验这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神和
6、态度教学重点金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护教学难点金属发生吸氧腐蚀的电化学原理教学过程教师活动学生活动设计意图播放钢铁锈蚀的视频观看通过视频传输信息，引入本课讲授的知识内容：金属腐蚀的原因及金属的防护提问学生的感受；教师一句话总结：金属在生活中的作用十分巨大，但与此同时金属腐蚀带来的经济损失以及对生命安全造成的威胁也十分严重，因而了解金属腐蚀的原因和如何防止金属腐蚀是非常必要的。在已经预习的基础上，讲解金属腐蚀的定义；引导学生得出金属腐蚀的实质金属腐蚀实质为第二部分金属防护做铺垫提问学生金属腐蚀的分类；第一类，化学腐蚀，简要介绍，强调干燥、非电解质，具体事例燃气灶中央、石油管道第二类，电化
7、学腐蚀，定义，强调不纯金属、电解质溶液、原电池。从生活中使用最多的金属材料-钢铁入手，那么钢铁在潮湿的空气中易生锈是一个典型电化学腐蚀的例子。为什么？提问学生：空气中的CO2等气体溶解呈酸性，形成原电池。反应：负极：Fe-2e =Fe2+ 正极：2H+2e =H2 总反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 我们把这种放出氢气的电化学腐蚀叫做钢铁的析氢腐蚀。那么钢铁在自然环境中表面的水膜都是呈强酸性的么？显然不是，那如果钢铁处于其他电解质溶液环境中比如中性电解质溶液中会否发生电化学腐蚀呢？学生回答今天我们就来模拟钢铁在中性电解质溶液环境下发生了什么样的变化实验一：1、向U形管中注入饱和食盐
8、水至离管口3-4cm处，用试管夹夹紧固定在铁架台上放置2、在两管口分别放入连有导线的铁片和碳棒，伸入到饱和食盐水中3、将导线连接在电流计上，观察指针偏转学生实验表明研究的是钢铁的电化学腐蚀模型结论分析：电流计指针明显偏转，说明有电流产生，这一装置为原电池，联系电化学腐蚀的定义，说明钢铁在中性电解质溶液中发生了电化学腐蚀；从现象上我们没有观察到明显的氧化还原反应的发生，那么这一个腐蚀过程的原理到底是什么呢？下面我们就从原电池的角度研究这一装置的正负极变化。负极？正极？【讨论】交流对正负极反应的预测，填写学案。学生交流讨论从原电池分析出发，详细研究吸氧腐蚀同学们的看法出现了几个不同的观点，负极：F
9、e2+或Fe3+正极：H+或O2那么我们应该如何来验证？铁离子的检验方法；亚铁离子的检验方法，学生可发言，最终教师总结到专属试剂上来，简要介绍铁氰化钾溶液以及检验原理3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62正极呢？学生讨论交流后，回答问题，教师予以点评。简要说明教材实验4-3的原理，描述本节课对这个实验的改进；铁片、活性炭粒、食盐水浸泡、品红溶液、吸量管的简单介绍及为什么使用内径极小的吸量管液面变化明显学生实验对于可预测的学生回答做好处理，评价；在此可将前后实验改进做比较，说明优点；若出现问题可强调气密性问题；在此可以点拨定量计算的问题实验二：1、取一只具支试管、乳胶管、吸量管连
10、接好，放置在试管架上2、另取一只试管，注入5ml左右品红溶液，放置于试管架上3、向具支试管中放入打磨干净的铁片，用钥匙取活性炭粒放入具支试管中4、向具支试管中注入饱和食盐水，使铁片保证有一半浸没在食盐水中5、迅速塞好橡胶塞，将吸量管的下端伸入品红溶液中6、保持装置稳定，观察吸量管中红色液柱液面的变化。7、出现明显现象后，取下橡胶塞，从具支试管中取样于试管中滴加3-4滴KSCN溶液检验Fe3+ ，观察试管中溶液颜色变化另向具支试管中滴加3-4滴淡黄色铁氰化钾溶液检验Fe2+ ，观察溶液颜色变化实验结果：1.向具支试管中滴加铁氰化钾溶液后发现溶液中出现蓝色沉淀，而取样检验铁离子操作并未出现红色现象
11、，所以负极上铁失去电子变成Fe2+；2.一段时间后发现吸量管内红色液体液面上升，说明装置内部气压减小，正极上应该是O2得到电子。结论：负极：2Fe-4 e =2Fe2+ 正极：O2+2H2O+4 e=4OH- 总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3Fe2O3 xH2O即铁锈我们发现，钢铁在这种情况下的电化学腐蚀是一个消耗氧气的过程，因此我们又把这类腐蚀叫做吸氧腐蚀。将钢铁生锈的来龙去脉解释清楚现在我们知道了钢铁生锈等腐蚀现象多是由于发生了上述类似的电化学腐蚀，那么我们如何从电化学的角度来应对来防止电化学腐蚀呢？教师引
12、导学生思考，提问学生回答。阅读教材、分组讨论简单例举图片进行说明提供思路，1：寻找代替被保护金属失电子的材料2：强制向被保护金属输入电子阅读教材，两种电化学防护方法，教师简要结合示意图进行说明，简单介绍实际应用牺牲阳极的阴极保护法：外加电流的阴极保护法：刚刚介绍了两种电化学防护的方法，请大家思考一下，我们日常生活中使用了许多的金属，这些金属的防护都是使用的电化学防护么？不是交流讨论，例举生活中金属防护的实例，并思考其防护原理课后思考深化金属防护的重要性可从寻找替代材料角度鼓励学生未来的学习课堂小结：知识结构与板书设计第二节 金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体
13、（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。1. 化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。2电化学腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。3化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）本质：金属原子失电子而被氧化M ne = Mn+（2）（3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。4金属腐蚀的快慢判断在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀二、金属的电化学保护1金属的常见防护方法（1）在金属表面覆盖保护层a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.b.镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.（2）改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.2电化学防护（1）牺牲阳极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.（2）外加电流法：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。教学反思：学科网（北京）股份有限公司