選修1《化學與生活》金屬的腐蝕和防護教學設計

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1、 選修《化學與生活》 “金屬的腐蝕和防護”教學設計 無錫市洛社高級中學 周昌盛 課題： 專題 豐富多彩的生活材料第三節(jié)金屬的腐蝕和防護一、教材分析  第一單元應用廣泛的金屬材料 “金屬的腐蝕與防護”是一個世界性的科技難題。本節(jié)提供的統(tǒng)計資料— —全球每年由于金屬腐蝕造成的直接損失約達億美元，遠遠超過各種自然災害 造成損失的總和， 這無疑會給人們一個重要的警示： 金屬腐蝕，不可等閑視之！ 對于常見金屬常用的腐蝕現(xiàn)象及其防護方法，學生在生活和學習中已有一定的了解，教材的編排充分體現(xiàn)了化學與生活的緊密聯(lián)系。本節(jié)知識既將有關金屬的零

2、散的知識進行了整合，又是原電池知識的擴展、延續(xù)和應用：教材依托初中“活動與探究”探究鐵釘銹蝕的條件和高中必修“電化學知識”原電池基本原理的知識，讓學生了解金屬腐蝕的原理和危害。通過探究學習金屬腐蝕的本質(zhì)及電化學腐蝕的原理，認識化學是材料科學發(fā)展的基礎，激發(fā)學習化學的興趣，體會化學學習的價值。 本節(jié)內(nèi)容是本章理論知識的實際應用，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 為了拓展學生的知識面與培養(yǎng)他們的合作精神，教科書還安排了一項“調(diào)查研究”，要求學生查閱有關防治金屬腐蝕方法的資料并交流。二、教學思路 教學流程：通過家庭常見幾種不同金屬在不同介質(zhì)中的腐蝕程度探究→總結(jié)出

3、影響金屬腐蝕的原理及其影響因素→提出金屬防護的幾種常見方法→走進生活，探討家用熱水器的保護原理→犧牲活潑金屬的保護法，展開聯(lián)想→具體（如車輛、工廠設施、橋梁建筑中的金屬部件）保護方案設計→小結(jié)后鞏固訓練。 上節(jié)課重點介紹了金屬的性質(zhì)和合金的應用，本節(jié)課從與學生生活聯(lián)系非 常密切的自行車的防腐措施引入討論，從潮濕的鐵制品比較容易生銹來說明金 屬在電解質(zhì)溶液中易被腐蝕。通過思考討論初中“活動與探究”探究鐵釘銹蝕 的條件和高中必修“電化學知識”原電池基本原理的知識，讓學生了解金屬腐 蝕的分類和原理。通過教科書的圖示和活動（ “調(diào)查研究”）的方式，由學生自 己總結(jié)，

4、并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的。最后通過討論 教科書“問題解決”的有關問題，初步了解犧牲陽極的陰極保護法，為了降低 難度，將其進一步簡化為“犧牲更活潑的金屬來預防腐蝕”的方法，并簡單介 紹這種保護方法的應用。學習完理論之后，從教材以“合理選擇防腐方法”的 討論課題來培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。 三、教學目的 ．知識與技能目標 （）知道金屬腐蝕的兩種類型（化學腐蝕和電化學腐蝕） 。 （）能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因 , 認識金屬腐蝕的危害。 （）知道防護金屬腐蝕的方法。 ．過程與方法目標 （）學會實驗設計

5、，進行對比實驗以及對實驗設計進行評價。（）從實驗探究過程中提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。．情感態(tài)度與價值觀目標 （）通過金屬腐蝕與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系的內(nèi)容 , 增強學生學習興趣 . （）通過課堂探究活動 , 發(fā)展學生的探究能力 , 學會交流與合作。 （）通過化學實驗培養(yǎng)學生實事求是的科學精神，幫助學生樹立正確的科學態(tài)度。 四、教學重點： 金屬的電化學腐蝕及金屬的防護。 五、教學難點： 金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學原理。 六、教學方法和教學手段 本節(jié)課以“創(chuàng)設情境為紐帶，學生活動為主體，教師引導為主導”的情景教學模式，結(jié)合教學內(nèi)容和教學資源，采用自主學習，

6、小組分工合作和實驗探究的方法。充分發(fā)揮學生的潛能，通過生生交流、師生交流，引導學生主動思維，使學生在輕松氛圍中學習化學知識，提升學生科學素養(yǎng)。 七、教學過程 課題 教師活動 上節(jié)課我們了解了金屬的性質(zhì)及其廣泛的應用，課后，我們做了一個探索實驗，大家都很關心：兩支試管里， ( 出示，兩試管 ) ，仔細觀察，有哪些明顯的現(xiàn)象？  金屬的腐蝕 學生活動 填寫表格 試管 現(xiàn)象 鐵釘生銹長導管液 面上升 鐵釘生銹長導管內(nèi) 液面下降  設計意圖訓練觀察能力和激發(fā)解決問題的能力

7、 鋼鐵是我們生活中廣泛 學生小結(jié)：金屬的腐蝕對國民經(jīng)使用的一種金屬材料， 它的腐 濟帶來的損失是驚人的，據(jù)年代 蝕生銹會產(chǎn)生那些不利的影 美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每 響？我們生活中還使用了其 年由于腐蝕而報廢的金屬設備和它許多種金屬材料， 除了鐵銹 材料，約相當于金屬年產(chǎn)量的，蝕以外，其它金屬在一定環(huán)境 至于因設備腐蝕損壞而引起的停下也會發(fā)生侵蝕，請同學們閱 工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán) 讀書本，了解相關知識。 境、危害人體健康甚至造成嚴重  培養(yǎng)學生閱讀能力、提取信息的能力、學生的交流、溝通能力，學生歸納、語言表達能力 事故的損失，就更無法

8、估計了。 引起學生關注 請同學們想想生活中常識和 學生討論、交流： 生活、用化學知 經(jīng)驗思考：金屬材料為什么這 酸雨、潮濕的環(huán)境中、有些工廠 識解決生活中 么容易產(chǎn)生銹蝕？在什么情 里的金屬設備比較容易生銹。 的問題；復習鞏 況下更容易生銹？ 固上節(jié)課的知 識；復習鞏固必 學生討論、交流： 修中的基礎知 展示鍋底有水的家用鐵鍋圖 氫氧化鐵 識；訓練表達能 片 , 在水面與鐵鍋接觸處有紅 : 水中溶有、構成電解質(zhì)溶液 力和協(xié)作學習 棕色物質(zhì) , 它是什么？為什 負極 (): 能力 么 ? 為什么會發(fā)生腐蝕？鋼鐵的

9、正極 () ： 腐蝕本質(zhì)是什么？ () () () 腐蝕本質(zhì)是發(fā)生許多微小的原電池反 應 學生討論、交流 洗干凈、干燥、生成氧化膜 訓練觀察能力 [ 提問 ] 我們常用什么方法來 和激發(fā)解決問 保護我們的生活用品炒菜鐵 題的能力 鍋？ 學生探究成果匯報，介質(zhì)為純 水、食鹽水、食醋；材料為鐵鍋、 培養(yǎng)科學探究 [ 板書 ] 二、金屬的腐蝕與防護 銅絲、易拉罐、內(nèi)壁打磨過的易 能力、激發(fā)自 [ 教師過渡 ] 金屬的腐蝕受什

10、 拉罐。 信、分享成果 么因素影響呢？請同學們完 成探究實驗后匯報實驗成果 . 閱讀教材、小組討論交流、歸納 總結(jié)后寫表格比較化學腐蝕和電 [ 小結(jié)并板書 ] 化腐蝕的異同： 通過對比實驗， . 金屬腐蝕的分類 : 化學腐蝕 化學腐蝕 電化腐蝕 有利于歸納影 和電化學腐蝕 ( 主要 ). 條 金屬與直接接觸（不與 不純金屬或合金跟電解 響金屬腐蝕的 件 電解質(zhì)溶液接觸） 質(zhì)溶液接觸 . 影響金屬腐蝕的因素： 因素 不發(fā)生原電池反應 發(fā)生原電池反應

11、 1）金屬的本性：金屬越活 本 氧化反應和還原反應分 發(fā)生氧化還原反應 潑，越易被腐蝕； 質(zhì) 金屬被腐蝕 兩極進行，較活潑的金 屬被腐蝕 2）介質(zhì)：在潮濕的空氣中或 關 兩種腐蝕往往同時發(fā)生，但電化腐蝕更普遍 與電解質(zhì)接觸，都容易被 系 學生閱讀教材、討論并交流 腐蝕。 3）合金耐腐蝕 舉例說明： [ 思考與交流 ] ：提出教材問 () 炊具、餐具和 () 汽車尾氣管等 閱讀能力、提取

12、常用不銹鋼制造以防銹； () 郵筒、 題 [ 小結(jié) ] 防止金屬腐蝕的保護措施： 、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構。 、在金屬表面覆蓋保護層。涂油脂、油漆，覆蓋搪瓷、塑料，電鍍、熱鍍、噴鍍，在鋼鐵表面形成致密而穩(wěn)定的氧化膜。 、電化學保護法。 [ 案例分析 ] 每個同學都有使用自行車的經(jīng)歷，自行車的主要構成材料是金屬， 制造者采取了那些措施對金屬材料進行防腐的？問題：全部用不銹鋼好不好？ 許多大型設施常用電化學保護法如犧牲陽極保護法， 為什么？它有那些優(yōu)點？請同學們閱讀“檢索咨詢” ，思考并回答： 犧

13、牲陽極保護法有哪些應用呢 ? [ 課堂訓練 ] 1、下列防護措施中，利用原電池反應使主要金屬得到保護的是： 用氧化劑使金屬表面生成致密的氧化物保護膜  () 鋼制窗框、 () 健身器材、 () 農(nóng) 信息的能力、培用機械、農(nóng)具和 () 城市道路護欄 養(yǎng)學生綜合分 等鋼鐵制品常采用噴漆的方法來 析問題的能力、 防銹； () 罐頭盒常采用馬口鐵制 學生的交流、溝 造以防銹 ( 馬口鐵是在鋼上鍍上 通能力，學生歸 一層無毒而又耐腐蝕的 ) ； 納、語言表達能 力 貫徹分類思想 學生小結(jié)

14、 : 扶手：包塑料 車架、擋泥板：烤漆 車座彈簧：烤藍 車把、車圈：鍍鉻 車輻條：鍍鋅 激發(fā)學生聯(lián)系 軸承：凡士林 生產(chǎn)、生活實際 鏈條：涂機油 提供舞臺、讓學 生展示成果、分 享成果、有成功 學生閱讀教材、思考、交流：方 感 法選擇應綜合考慮可操作性、效 果、價格等多種因素。 海水中的鋼閘門常采用犧牲更活 潑金屬的方法來防銹，如在鋼閘 門上連接一種比鐵更活潑的金屬 培養(yǎng)閱讀能力， 如鋅等。輪船、地下管道（水管、 進一步引發(fā)學 石油管、天然氣、原油儲備缸） 生深入思考，激 橋梁、鐵道、攔河

15、閘、大型野外 發(fā)學生創(chuàng)新思 機械設備等也常用電化學保護， 維，培養(yǎng)綜合運 學生小結(jié)：物品選擇好的防腐辦 用能力 法需要考慮多種因素，譬如： . 物品需要保存多長時間 ?很明 顯，如果物品只需保存很短的時 間，就沒有必要去考慮給它一個 長久的保護。 聯(lián)系生活實際 , . 物品將用在哪里 ?如果物品主要 培養(yǎng)分析問題、 用于室外，它就需要較好地進行 拓展學生思維 , 保護。 激發(fā)學生的求 . 物品是干什么用的 ?物品用途不 知欲 同，保護方法也不同。例如，物 在金屬中加入一些鉻或鎳 制成合金 在輪船的船

16、殼吃水線以下 部分裝上鋅錠 金屬表面噴漆。 討論：同學們使用過的不同 的金屬材料制品，為何選擇現(xiàn) 有的防腐辦法？你能體會廠 家的心理嗎？ . [ 思考與交流 ] 隨著經(jīng)濟的 發(fā)展，車輛迅速增加， 交通日 趨緊張，政府決定在進行運河 拓寬，擴建洛社大橋。 假如你 是設計師，組織設計小組研究 大橋的防護方案？每種優(yōu)缺 點？你的優(yōu)選方案？理由是 什么？  品要接受高溫，就不能用油漆進 行保護。 . 物品外觀重要嗎 ?某些保護方法 也是為了裝飾外觀用的。例如， 鍍鉻。

17、 板書設計 第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護 一、金屬的腐蝕 . 分類：（）化學腐蝕受環(huán)境中的化學物質(zhì)的侵蝕 （）電化學腐蝕形成原電池，發(fā)生原電池反應 . 危害：設備損壞、環(huán)境污染、安全隱患等 二 金屬的防護 . 影響金屬腐蝕的因素： () 金屬的本性：金屬越活潑，越易被腐蝕； () 介質(zhì)：在潮濕的空氣中或與電解質(zhì)接觸，都容易被腐蝕。 () 合金耐腐蝕 . 防止金屬腐蝕的保護措施： () 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構。 () 金屬表面覆蓋保護層 : 涂油脂、油漆，覆蓋搪瓷、塑料， 電鍍、熱鍍、噴鍍，在鋼鐵表面形成致密而穩(wěn)定的氧化膜。 ） 電化學保護法犧牲陽極保護法。