4.3.1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
文档属性
| 名称 | 4.3.1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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 111.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-02 10:32:47 | ||
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文档简介
第四章 电化学基础
第三节 金属的电化学腐蚀与防护
【教材分析】本节内容选自人教版选择性修1第四章电化学，第三节《金属的电化学腐蚀与防护》，本节重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池，讲述了金属防护的方法，并具体介绍了两种电化学防护方法：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，安排本节内容的主要目的是：一方面让学生巩固所学的电化学知识，另一方面让学生利用电化学知识解决生活、生产中的实际问题。因此，学习本节内容，既能温故知新，又能学以致用。
【学情分析】学生在知识储备上，通过必修及前三节的学习已掌握原电池的基本原理及金属的还原性与活泼性的关系；在能力水平上，具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力；在心理特点上，他们有强烈的好奇心和求知欲，有利于新知识的学习。而且，本节内容紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验，缺乏一定的 综合思维能力。
【教学目标】
了解金属发生腐蚀的原因
了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系
掌握金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电化学原理
【核心素养目标】
1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识
3.宏观辨识与微观探析：从生活中常见的金属腐蚀现象这一宏观角度对腐蚀的原因进行探析
【教学重难点】
1.重点：金属的电化学腐蚀的原理
2.难点：金属的吸氧腐蚀电化学原理及其对生活中现象的理解和应用
【教学用具】
铁粉、碳粉、稀盐酸、电流表、铁钉、碳棒、U型管、酚酞、铁氰化钾、三颈瓶、溶解氧传感器、压强传感器等
【教学方法】
讲授法、实验法、讨论法
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 导入新课 冬天，我们感到寒冷时常使用保暖神器——暖宝宝，它能持续提供约10小时较高的温度，暖宝宝发热的原理是什么呢？ 认真思考 用生活实例引入，激发学生的探究欲望。
引导学生翻看产品背面说明 原材料：铁粉、水、蛭石、活性炭、盐等 说明：本产品一旦与空气接触，即开始发热 学生翻看产品原料组成与使用说明 引发学生思考、猜测，引出对吸氧腐蚀的探究
提问 是否为暖宝宝中成分与空气中某成分发生了反应？ 使用前，袋内固体是黑色的，使用后变成了红棕色的固体，发生了什么变化？ 学生猜测，可能是氧气与铁作用生成了氧化铁 培养学生分析能力
探究活动 若是空气中的氧气参与反应？能否设计实验证明？ 学生思考，动手设计 培养动手解决问题能力
思考 一般情况下，铁与氧气发生铁腐蚀是缓慢的过程，而暖宝宝中原材料遇到氧气，在较短的时间内就会发热，原因是？ 学生思考，并回答形成了原电池，加快了反应速率 巩固原电池知识
头脑风暴 如果真形成了原电池，你能画出暖宝宝中原电池的模型图吗？ 动手画出装置图 培养用已有知识解决问题的能力
教师实验 如果形成原电池，导线中会有电流通过 尝试写出电极反应式。 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 电池总反应： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 引导学生构建原电池模型，对原电池的原理加深认识
提问 负极生成Fe2+还是Fe3+如何检验？ 正极生成的OH-如何检验？ 学习新知 学习Fe2+的检验方法
教师实验 观察、思考 通过小组讨论猜想并设计方案，然后再实验验证。完成科学探究的先猜后证的研究过程
吸氧腐蚀 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O 回忆必修一铁的化合物相关知识 巩固旧知
呼应暖宝宝发热原因 暖宝宝发热的原理是形成原电池，而原电池是把化学能转化为电能的装置，为什么会产生热量呢？ 认真聆听， 分析原因 培养解决问题的能力
析氢腐蚀 提问小组成员， 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 电池总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 培养学生在比较中发现问题
能力提升 本实验，若观察时间较长，发现导管内红墨水又上升，原因是什么？ 思考、讨论 加深对金属电化学腐蚀的理解
数字化实验 展示压强传感器和溶解氧传感器实验结果：析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，析氢腐蚀速率大于吸氧腐蚀 思考、猜测 验证猜测
化学腐蚀 银饰品发黑原因 再次感受金属腐蚀，比较、思考金属腐蚀类型 联系生活，引导新知
习题演练 2道题目，考察金属腐蚀本质、析氢腐蚀和吸氧腐蚀 认真做题 当堂检测， 及时巩固
联系实际 港珠澳大桥开通于2018年10月24日，约使用了42万吨钢铁，在高盐、湿度大的环境下，如何防止钢铁生锈？ 回顾本节所学内容，并引发新思考 培养学生自学课本的能力
小组实验 课本实验【4-4】 感受牺牲阳极的阴极保护法 动手能力，学习课本已有知识的能力
小结 防腐的化学方法 腐蚀与防腐
【板书设计】
4.4 金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1.吸氧腐蚀 2.析氢腐蚀
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑
电池总反应： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 电池总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
金属的防腐
物理
化学：牺牲阳极的阴极保护法
外加电源的阴极保护法
【教学反思】：
1.学生认识方式的转变
学生系统学学习了金属的腐蚀的有化学腐蚀和电化学腐蚀（原电池原理）。金属的防腐有物理的、有化学的（有原电池原理和电解池两种原理的应用）。健全了认知。
2.创设问题情境，在解决问题中学习知识，提升能力
创设真实情境，充分利用素材，组织学生开展分析解释、推论预测、设计评价等学习活动，发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理和模 型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。
3提升自我
形成关注学科本质、促进学生认识发展的教学方式
第三节 金属的电化学腐蚀与防护
【教材分析】本节内容选自人教版选择性修1第四章电化学，第三节《金属的电化学腐蚀与防护》，本节重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池，讲述了金属防护的方法，并具体介绍了两种电化学防护方法：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，安排本节内容的主要目的是：一方面让学生巩固所学的电化学知识，另一方面让学生利用电化学知识解决生活、生产中的实际问题。因此，学习本节内容，既能温故知新，又能学以致用。
【学情分析】学生在知识储备上，通过必修及前三节的学习已掌握原电池的基本原理及金属的还原性与活泼性的关系；在能力水平上，具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力；在心理特点上，他们有强烈的好奇心和求知欲，有利于新知识的学习。而且，本节内容紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验，缺乏一定的 综合思维能力。
【教学目标】
了解金属发生腐蚀的原因
了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系
掌握金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电化学原理
【核心素养目标】
1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识
3.宏观辨识与微观探析：从生活中常见的金属腐蚀现象这一宏观角度对腐蚀的原因进行探析
【教学重难点】
1.重点：金属的电化学腐蚀的原理
2.难点：金属的吸氧腐蚀电化学原理及其对生活中现象的理解和应用
【教学用具】
铁粉、碳粉、稀盐酸、电流表、铁钉、碳棒、U型管、酚酞、铁氰化钾、三颈瓶、溶解氧传感器、压强传感器等
【教学方法】
讲授法、实验法、讨论法
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 导入新课 冬天，我们感到寒冷时常使用保暖神器——暖宝宝，它能持续提供约10小时较高的温度，暖宝宝发热的原理是什么呢？ 认真思考 用生活实例引入，激发学生的探究欲望。
引导学生翻看产品背面说明 原材料：铁粉、水、蛭石、活性炭、盐等 说明：本产品一旦与空气接触，即开始发热 学生翻看产品原料组成与使用说明 引发学生思考、猜测，引出对吸氧腐蚀的探究
提问 是否为暖宝宝中成分与空气中某成分发生了反应？ 使用前，袋内固体是黑色的，使用后变成了红棕色的固体，发生了什么变化？ 学生猜测，可能是氧气与铁作用生成了氧化铁 培养学生分析能力
探究活动 若是空气中的氧气参与反应？能否设计实验证明？ 学生思考，动手设计 培养动手解决问题能力
思考 一般情况下，铁与氧气发生铁腐蚀是缓慢的过程，而暖宝宝中原材料遇到氧气，在较短的时间内就会发热，原因是？ 学生思考，并回答形成了原电池，加快了反应速率 巩固原电池知识
头脑风暴 如果真形成了原电池，你能画出暖宝宝中原电池的模型图吗？ 动手画出装置图 培养用已有知识解决问题的能力
教师实验 如果形成原电池，导线中会有电流通过 尝试写出电极反应式。 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 电池总反应： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 引导学生构建原电池模型，对原电池的原理加深认识
提问 负极生成Fe2+还是Fe3+如何检验？ 正极生成的OH-如何检验？ 学习新知 学习Fe2+的检验方法
教师实验 观察、思考 通过小组讨论猜想并设计方案，然后再实验验证。完成科学探究的先猜后证的研究过程
吸氧腐蚀 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O 回忆必修一铁的化合物相关知识 巩固旧知
呼应暖宝宝发热原因 暖宝宝发热的原理是形成原电池，而原电池是把化学能转化为电能的装置，为什么会产生热量呢？ 认真聆听， 分析原因 培养解决问题的能力
析氢腐蚀 提问小组成员， 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 电池总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 培养学生在比较中发现问题
能力提升 本实验，若观察时间较长，发现导管内红墨水又上升，原因是什么？ 思考、讨论 加深对金属电化学腐蚀的理解
数字化实验 展示压强传感器和溶解氧传感器实验结果：析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，析氢腐蚀速率大于吸氧腐蚀 思考、猜测 验证猜测
化学腐蚀 银饰品发黑原因 再次感受金属腐蚀，比较、思考金属腐蚀类型 联系生活，引导新知
习题演练 2道题目，考察金属腐蚀本质、析氢腐蚀和吸氧腐蚀 认真做题 当堂检测， 及时巩固
联系实际 港珠澳大桥开通于2018年10月24日，约使用了42万吨钢铁，在高盐、湿度大的环境下，如何防止钢铁生锈？ 回顾本节所学内容，并引发新思考 培养学生自学课本的能力
小组实验 课本实验【4-4】 感受牺牲阳极的阴极保护法 动手能力，学习课本已有知识的能力
小结 防腐的化学方法 腐蚀与防腐
【板书设计】
4.4 金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1.吸氧腐蚀 2.析氢腐蚀
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑
电池总反应： 2Fe+O2+2H2O =2Fe(OH)2 电池总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
金属的防腐
物理
化学：牺牲阳极的阴极保护法
外加电源的阴极保护法
【教学反思】：
1.学生认识方式的转变
学生系统学学习了金属的腐蚀的有化学腐蚀和电化学腐蚀（原电池原理）。金属的防腐有物理的、有化学的（有原电池原理和电解池两种原理的应用）。健全了认知。
2.创设问题情境，在解决问题中学习知识，提升能力
创设真实情境，充分利用素材，组织学生开展分析解释、推论预测、设计评价等学习活动，发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理和模 型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。
3提升自我
形成关注学科本质、促进学生认识发展的教学方式