课程基本信息
课例编号
8
学科
化学
年级
高二
学期
一
课题
金属的腐蚀与防护（1）
教科书
书名：化学
选择性必修1
《化学反应原理》
出版社：山东科学技术出版社
出版日期：2020年7月
教学目标
教学目标：
1.知道金属腐蚀的危害，理解金属电化学腐蚀的原理。
2.能利用电化学原理选择并设计金属的防护措施。
教学重点：
金属电化学腐蚀的原理。
教学难点：
金属的防护措施。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
环节一
金属的腐蚀
【引入】
从金属腐蚀带来的损失及身边金属腐蚀的现象引入，提出核心问题1：什么是金属的腐蚀？
【任务1】
思考：为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？
铁、铜、水膜在这个过程分别承担什么功能？正极反应物是什么？
【讲解】
讲解析氢腐蚀、吸氧腐蚀。
【任务2】
思考钢制燃气灶炉头使用一段时间后被腐蚀原因？
【总结】
金属腐蚀的本质与分类（电化学腐蚀、化学腐蚀）。
【任务3】
解释为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？
环节二
金属的防护
【过渡】
我们每年因钢铁腐蚀损失约70000亿美元。
提出核心问题2：如何防止金属的腐蚀？
【任务4】
举例：你了解哪些金属防护的方法？
【分析】
分析涂油漆、涂机油这类加保护层的防护原因。
总结这是第一种金属防护方法：表面加保护层
【任务5】
思考：1.不同金属镀层对金属的保护作用一样吗？
如果在铁制品表面镀上锌保护层或锡保护层，请根据铁、锌、锡三种金属的原子失电子能力分析：当镀层局部破坏时，锌镀层或锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？
分析为什么保护作用不同，进而总结出第二种金属防护方法：牺牲阳极保护法。
【任务6】
思考并画出装置示意图：2.根据电化学腐蚀原理，你还能想到其他防止金属腐蚀的方法吗？请将你想到的防护方法用图表示出来，并说明其原理。
总结出第三种金属防护方法：阴极电保护法。
【讲解】
第四种金属防护方法：阳极保护法。
【练习】
解释铁腐蚀速率大小原因，巩固金属腐蚀原理及“牺牲阳极保护法”、“阴极电保护法”的金属防护方法。
环节三
小结
【总结】
对金属的腐蚀及防护方法进行总结。课程基本信息
课例编号
9
学科
化学
年级
高二
学期
一
课题
金属的腐蚀与防护（2）
教科书
书名：化学
选择性必修1
化学反应原理
出版社：山东科技出版社
出版日期：2020年7月
教学目标
教学目标：
1.
通过探究保暖贴和微电解技术处理污水等具体案例，促使学生建立电化学认识模型与真实复杂问题的关联，提高学生分析解决综合复杂问题的能力，发展学生“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
2.
凸显电化学腐蚀原理的积极应用价值，体现化学工作者在“变害为利”方面的创造性贡献，落实“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。
教学重点：探究保暖贴和微电解技术处理污水工作原理
教学难点：应用电化学知识分析解决综合复杂实际问题
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
环节一
正视危机
师：每年，因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失总和。为引起人类对腐蚀的关注，2006年联合国成立了世界腐蚀组织(World
Corrosion
Organization,
WCO)，并把每年的4月24日定为“世界腐蚀日”。如果你是世界腐蚀组织成员，你会关注什么？
生：一方面要弄清楚金属腐蚀的原理，找到合适的方法抑制有害的金属腐蚀，另一方面要善于利用腐蚀的有益之处，为人类所用。
环节二
探究暖贴发热原理
师：下图是某品牌保暖贴的使用说明，请仔细研读说明书，思考下列问题：
1.
保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？
2.
为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？
3.
保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计？
4.
为什么保暖贴使用后会变得较硬？
生：在保暖贴内袋中铁粉与碳粒紧密接触，浸泡在食盐水潮湿的环境中，铁作负极材料和负极反应物，活性炭作正极材料，空气中的氧气作正极反应物，食盐溶于水成为离子导体，铁和碳紧密接触，是电子导体，构成了无数个微小的原电池发生反应，反应放出热量很快就将发热袋加热。
环节三
微电解技术初探
师：微电解技术是利用原电池原理处理废水的一种污水处理技术。该技术利用铁屑中的铁和碳形成微小的原电池，废水作为离子导体，新生成的电极反应产物具有很高的反应活性，能与废水中的某些污染物发生氧化还原反应，从而达到去除污染物的目的。
例如：电镀行业产生的酸性含铬Cr(VI)废水对环境有污染，可采用微电解技术法处理将其除去：向酸性含铬废水（Cr2O72-）中按比例投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理将Cr2O72-还原为Cr3+
，然后加碱调节pH以氢氧化物沉淀的形式除去重金属离子。请应用电化学知识，结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。
生：铁粉与碳粒构成无数个微小的原电池，负极产物亚铁离子具有强还原性，能与重铬酸根离子发生氧化还原反应，将+6价铬还原为+3价Cr离子，加碱后溶液中Cr3+、Fe3+与OH-结合成氢氧化物沉淀除去。
环节四
科技在线
了解金属电化学腐蚀在航空航天、精密仪器和生物医学领域的应用，感受电化学腐蚀原理的积极应用价值。
