資源簡介

第四章 電化學基礎
第三節 金屬的電化學腐蝕與防護
【教材分析】本節內容選自人教版選擇性修1第四章電化學，第三節《金屬的電化學腐蝕與防護》，本節重點介紹了金屬電化學腐蝕的本質——表面形成微型原電池，講述了金屬防護的方法，并具體介紹了兩種電化學防護方法：犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法，安排本節內容的主要目的是：一方面讓學生鞏固所學的電化學知識，另一方面讓學生利用電化學知識解決生活、生產中的實際問題。因此，學習本節內容，既能溫故知新，又能學以致用。
【學情分析】學生在知識儲備上，通過必修及前三節的學習已掌握原電池的基本原理及金屬的還原性與活潑性的關系；在能力水平上，具備一定的實驗設計能力、實驗操作能力、比較歸納能力；在心理特點上，他們有強烈的好奇心和求知欲，有利于新知識的學習。而且，本節內容緊密聯系實際，學生學習興趣濃厚，具備了主動探究的原動力。存在的問題是學生對知識的學習只注重表面現象，缺少生活經驗，缺乏一定的 綜合思維能力。
【教學目標】
了解金屬發生腐蝕的原因
了解金屬的化學腐蝕與電化學腐蝕的區別與聯系
掌握金屬發生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電化學原理
【核心素養目標】
1.科學探究與創新意識：通過實驗科學探究金屬腐蝕的本質及其原因，認識金屬腐蝕的主要類型，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應式
2.科學態度與社會責任：認識金屬腐蝕產生的危害和影響，樹立防止金屬腐蝕的意識
3.宏觀辨識與微觀探析：從生活中常見的金屬腐蝕現象這一宏觀角度對腐蝕的原因進行探析
【教學重難點】
1.重點：金屬的電化學腐蝕的原理
2.難點：金屬的吸氧腐蝕電化學原理及其對生活中現象的理解和應用
【教學用具】
鐵粉、碳粉、稀鹽酸、電流表、鐵釘、碳棒、U型管、酚酞、鐵氰化鉀、三頸瓶、溶解氧傳感器、壓強傳感器等
【教學方法】
講授法、實驗法、討論法
【教學過程】
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
創設情境 導入新課 冬天，我們感到寒冷時常使用保暖神器——暖寶寶，它能持續提供約10小時較高的溫度，暖寶寶發熱的原理是什么呢？ 認真思考 用生活實例引入，激發學生的探究欲望。
引導學生翻看產品背面說明 原材料：鐵粉、水、蛭石、活性炭、鹽等 說明：本產品一旦與空氣接觸，即開始發熱 學生翻看產品原料組成與使用說明 引發學生思考、猜測，引出對吸氧腐蝕的探究
提問 是否為暖寶寶中成分與空氣中某成分發生了反應？ 使用前，袋內固體是黑色的，使用后變成了紅棕色的固體，發生了什么變化？ 學生猜測，可能是氧氣與鐵作用生成了氧化鐵 培養學生分析能力
探究活動 若是空氣中的氧氣參與反應？能否設計實驗證明？ 學生思考，動手設計 培養動手解決問題能力
思考 一般情況下，鐵與氧氣發生鐵腐蝕是緩慢的過程，而暖寶寶中原材料遇到氧氣，在較短的時間內就會發熱，原因是？ 學生思考，并回答形成了原電池，加快了反應速率 鞏固原電池知識
頭腦風暴 如果真形成了原電池，你能畫出暖寶寶中原電池的模型圖嗎？ 動手畫出裝置圖 培養用已有知識解決問題的能力
教師實驗 如果形成原電池，導線中會有電流通過 嘗試寫出電極反應式。 負極： Fe - 2e- = Fe2+ 正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 電池總反應： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 引導學生構建原電池模型，對原電池的原理加深認識
提問 負極生成Fe2+還是Fe3+如何檢驗？ 正極生成的OH-如何檢驗？ 學習新知 學習Fe2+的檢驗方法
教師實驗 觀察、思考 通過小組討論猜想并設計方案，然后再實驗驗證。完成科學探究的先猜后證的研究過程
吸氧腐蝕 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O 回憶必修一鐵的化合物相關知識 鞏固舊知
呼應暖寶寶發熱原因 暖寶寶發熱的原理是形成原電池，而原電池是把化學能轉化為電能的裝置，為什么會產生熱量呢？ 認真聆聽， 分析原因 培養解決問題的能力
析氫腐蝕 提問小組成員， 負極： Fe - 2e- = Fe2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 電池總反應： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 培養學生在比較中發現問題
能力提升 本實驗，若觀察時間較長，發現導管內紅墨水又上升，原因是什么？ 思考、討論 加深對金屬電化學腐蝕的理解
數字化實驗 展示壓強傳感器和溶解氧傳感器實驗結果：析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時發生，析氫腐蝕速率大于吸氧腐蝕 思考、猜測 驗證猜測
化學腐蝕 銀飾品發黑原因 再次感受金屬腐蝕，比較、思考金屬腐蝕類型 聯系生活，引導新知
習題演練 2道題目，考察金屬腐蝕本質、析氫腐蝕和吸氧腐蝕 認真做題 當堂檢測， 及時鞏固
聯系實際 港珠澳大橋開通于2018年10月24日，約使用了42萬噸鋼鐵，在高鹽、濕度大的環境下，如何防止鋼鐵生銹？ 回顧本節所學內容，并引發新思考 培養學生自學課本的能力
小組實驗 課本實驗【4-4】 感受犧牲陽極的陰極保護法 動手能力，學習課本已有知識的能力
小結 防腐的化學方法 腐蝕與防腐
【板書設計】
4.4 金屬的電化學腐蝕與防護
一、金屬的電化學腐蝕
1.吸氧腐蝕 2.析氫腐蝕
負極： Fe - 2e- = Fe2+ 負極： Fe - 2e- = Fe2+
正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 正極： 2H+ + 2e- = H2 ↑
電池總反應： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 電池總反應： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
金屬的防腐
物理
化學：犧牲陽極的陰極保護法
外加電源的陰極保護法
【教學反思】：
1.學生認識方式的轉變
學生系統學學習了金屬的腐蝕的有化學腐蝕和電化學腐蝕（原電池原理）。金屬的防腐有物理的、有化學的（有原電池原理和電解池兩種原理的應用）。健全了認知。
2.創設問題情境，在解決問題中學習知識，提升能力
創設真實情境，充分利用素材，組織學生開展分析解釋、推論預測、設計評價等學習活動，發展學生“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理和模 型認知”“科學探究與創新意識”和“科學態度與社會責任”的化學學科核心素養。
3提升自我
形成關注學科本質、促進學生認識發展的教學方式

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