選修1《化學(xué)與生活》金屬的腐蝕和防護(hù)教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、 選修《化學(xué)與生活》 “金屬的腐蝕和防護(hù)”教學(xué)設(shè)計(jì) 無錫市洛社高級(jí)中學(xué) 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(hù)一、教材分析  第一單元應(yīng)用廣泛的金屬材料 “金屬的腐蝕與防護(hù)”是一個(gè)世界性的科技難題。本節(jié)提供的統(tǒng)計(jì)資料— —全球每年由于金屬腐蝕造成的直接損失約達(dá)億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過各種自然災(zāi)害 造成損失的總和， 這無疑會(huì)給人們一個(gè)重要的警示： 金屬腐蝕，不可等閑視之！ 對(duì)于常見金屬常用的腐蝕現(xiàn)象及其防護(hù)方法，學(xué)生在生活和學(xué)習(xí)中已有一定的了解，教材的編排充分體現(xiàn)了化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。本節(jié)知識(shí)既將有關(guān)金屬的零

2、散的知識(shí)進(jìn)行了整合，又是原電池知識(shí)的擴(kuò)展、延續(xù)和應(yīng)用：教材依托初中“活動(dòng)與探究”探究鐵釘銹蝕的條件和高中必修“電化學(xué)知識(shí)”原電池基本原理的知識(shí)，讓學(xué)生了解金屬腐蝕的原理和危害。通過探究學(xué)習(xí)金屬腐蝕的本質(zhì)及電化學(xué)腐蝕的原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)是材料科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。 本節(jié)內(nèi)容是本章理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 為了拓展學(xué)生的知識(shí)面與培養(yǎng)他們的合作精神，教科書還安排了一項(xiàng)“調(diào)查研究”，要求學(xué)生查閱有關(guān)防治金屬腐蝕方法的資料并交流。二、教學(xué)思路 教學(xué)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(hù)的幾種常見方法→走進(jìn)生活，探討家用熱水器的保護(hù)原理→犧牲活潑金屬的保護(hù)法，展開聯(lián)想→具體（如車輛、工廠設(shè)施、橋梁建筑中的金屬部件）保護(hù)方案設(shè)計(jì)→小結(jié)后鞏固訓(xùn)練。 上節(jié)課重點(diǎn)介紹了金屬的性質(zhì)和合金的應(yīng)用，本節(jié)課從與學(xué)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(dòng)與探究”探究鐵釘銹蝕 的條件和高中必修“電化學(xué)知識(shí)”原電池基本原理的知識(shí)，讓學(xué)生了解金屬腐 蝕的分類和原理。通過教科書的圖示和活動(dòng)（ “調(diào)查研究”）的方式，由學(xué)生自 己總結(jié)，

4、并解釋這些方法為什么可以達(dá)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(guān)問題，初步了解犧牲陽極的陰極保護(hù)法，為了降低 難度，將其進(jìn)一步簡(jiǎn)化為“犧牲更活潑的金屬來預(yù)防腐蝕”的方法，并簡(jiǎn)單介 紹這種保護(hù)方法的應(yīng)用。學(xué)習(xí)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(xué)生解決實(shí)際問題的能力。 三、教學(xué)目的 ．知識(shí)與技能目標(biāo) （）知道金屬腐蝕的兩種類型（化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕） 。 （）能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因 , 認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害。 （）知道防護(hù)金屬腐蝕的方法。 ．過程與方法目標(biāo) （）學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

5、，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。（）從實(shí)驗(yàn)探究過程中提高對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) （）通過金屬腐蝕與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系的內(nèi)容 , 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 . （）通過課堂探究活動(dòng) , 發(fā)展學(xué)生的探究能力 , 學(xué)會(huì)交流與合作。 （）通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神，幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)態(tài)度。 四、教學(xué)重點(diǎn)： 金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的防護(hù)。 五、教學(xué)難點(diǎn)： 金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學(xué)原理。 六、教學(xué)方法和教學(xué)手段 本節(jié)課以“創(chuàng)設(shè)情境為紐帶，學(xué)生活動(dòng)為主體，教師引導(dǎo)為主導(dǎo)”的情景教學(xué)模式，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源，采用自主學(xué)習(xí)，

6、小組分工合作和實(shí)驗(yàn)探究的方法。充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，通過生生交流、師生交流，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維，使學(xué)生在輕松氛圍中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。 七、教學(xué)過程 課題 教師活動(dòng) 上節(jié)課我們了解了金屬的性質(zhì)及其廣泛的應(yīng)用，課后，我們做了一個(gè)探索實(shí)驗(yàn)，大家都很關(guān)心：兩支試管里， ( 出示，兩試管 ) ，仔細(xì)觀察，有哪些明顯的現(xiàn)象？  金屬的腐蝕 學(xué)生活動(dòng) 填寫表格 試管 現(xiàn)象 鐵釘生銹長(zhǎng)導(dǎo)管液 面上升 鐵釘生銹長(zhǎng)導(dǎo)管內(nèi) 液面下降  設(shè)計(jì)意圖訓(xùn)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(xué)生小結(jié)：金屬的腐蝕對(duì)國民經(jīng)使用的一種金屬材料， 它的腐 濟(jì)帶來的損失是驚人的，據(jù)年代 蝕生銹會(huì)產(chǎn)生那些不利的影 美國的一份統(tǒng)計(jì)報(bào)告，全世界每 響？我們生活中還使用了其 年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和它許多種金屬材料， 除了鐵銹 材料，約相當(dāng)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(shè)備腐蝕損壞而引起的停下也會(huì)發(fā)生侵蝕，請(qǐng)同學(xué)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(guān)知識(shí)。 境、危害人體健康甚至造成嚴(yán)重  培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力、提取信息的能力、學(xué)生的交流、溝通能力，學(xué)生歸納、語言表達(dá)能力 事故的損失，就更無法

8、估計(jì)了。 引起學(xué)生關(guān)注 請(qǐng)同學(xué)們想想生活中常識(shí)和 學(xué)生討論、交流： 生活、用化學(xué)知 經(jīng)驗(yàn)思考：金屬材料為什么這 酸雨、潮濕的環(huán)境中、有些工廠 識(shí)解決生活中 么容易產(chǎn)生銹蝕？在什么情 里的金屬設(shè)備比較容易生銹。 的問題；復(fù)習(xí)鞏 況下更容易生銹？ 固上節(jié)課的知 識(shí)；復(fù)習(xí)鞏固必 學(xué)生討論、交流： 修中的基礎(chǔ)知 展示鍋底有水的家用鐵鍋圖 氫氧化鐵 識(shí)；訓(xùn)練表達(dá)能 片 , 在水面與鐵鍋接觸處有紅 : 水中溶有、構(gòu)成電解質(zhì)溶液 力和協(xié)作學(xué)習(xí) 棕色物質(zhì) , 它是什么？為什 負(fù)極 (): 能力 么 ? 為什么會(huì)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(yīng) 學(xué)生討論、交流 洗干凈、干燥、生成氧化膜 訓(xùn)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(hù)我們的生活用品炒菜鐵 題的能力 鍋？ 學(xué)生探究成果匯報(bào)，介質(zhì)為純 水、食鹽水、食醋；材料為鐵鍋、 培養(yǎng)科學(xué)探究 [ 板書 ] 二、金屬的腐蝕與防護(hù) 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(qǐng)同學(xué)們完 成探究實(shí)驗(yàn)后匯報(bào)實(shí)驗(yàn)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(xué)腐蝕和電 [ 小結(jié)并板書 ] 化腐蝕的異同： 通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)， . 金屬腐蝕的分類 : 化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化腐蝕 有利于歸納影 和電化學(xué)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(yīng) 發(fā)生原電池反應(yīng)

11、 1）金屬的本性：金屬越活 本 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 潑，越易被腐蝕； 質(zhì) 金屬被腐蝕 兩極進(jìn)行，較活潑的金 屬被腐蝕 2）介質(zhì)：在潮濕的空氣中或 關(guān) 兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化腐蝕更普遍 與電解質(zhì)接觸，都容易被 系 學(xué)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(hù)措施： 、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。 、在金屬表面覆蓋保護(hù)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(xué)保護(hù)法。 [ 案例分析 ] 每個(gè)同學(xué)都有使用自行車的經(jīng)歷，自行車的主要構(gòu)成材料是金屬， 制造者采取了那些措施對(duì)金屬材料進(jìn)行防腐的？問題：全部用不銹鋼好不好？ 許多大型設(shè)施常用電化學(xué)保護(hù)法如犧牲陽極保護(hù)法， 為什么？它有那些優(yōu)點(diǎn)？請(qǐng)同學(xué)們閱讀“檢索咨詢” ，思考并回答： 犧

13、牲陽極保護(hù)法有哪些應(yīng)用呢 ? [ 課堂訓(xùn)練 ] 1、下列防護(hù)措施中，利用原電池反應(yīng)使主要金屬得到保護(hù)的是： 用氧化劑使金屬表面生成致密的氧化物保護(hù)膜  () 鋼制窗框、 () 健身器材、 () 農(nóng) 信息的能力、培用機(jī)械、農(nóng)具和 () 城市道路護(hù)欄 養(yǎng)學(xué)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(xué)生的交流、溝 造以防銹 ( 馬口鐵是在鋼上鍍上 通能力，學(xué)生歸 一層無毒而又耐腐蝕的 ) ； 納、語言表達(dá)能 力 貫徹分類思想 學(xué)生小結(jié)

14、 : 扶手：包塑料 車架、擋泥板：烤漆 車座彈簧：烤藍(lán) 車把、車圈：鍍鉻 車輻條：鍍鋅 激發(fā)學(xué)生聯(lián)系 軸承：凡士林 生產(chǎn)、生活實(shí)際 鏈條：涂機(jī)油 提供舞臺(tái)、讓學(xué) 生展示成果、分 享成果、有成功 學(xué)生閱讀教材、思考、交流：方 感 法選擇應(yīng)綜合考慮可操作性、效 果、價(jià)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(jìn)一步引發(fā)學(xué) 石油管、天然氣、原油儲(chǔ)備缸） 生深入思考，激 橋梁、鐵道、攔河

15、閘、大型野外 發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思 機(jī)械設(shè)備等也常用電化學(xué)保護(hù)， 維，培養(yǎng)綜合運(yùn) 學(xué)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(zhǎng)時(shí)間 ?很明 顯，如果物品只需保存很短的時(shí) 間，就沒有必要去考慮給它一個(gè) 長(zhǎng)久的保護(hù)。 聯(lián)系生活實(shí)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(jìn)行 拓展學(xué)生思維 , 保護(hù)。 激發(fā)學(xué)生的求 . 物品是干什么用的 ?物品用途不 知欲 同，保護(hù)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(xué)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(huì)廠 家的心理嗎？ . [ 思考與交流 ] 隨著經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展，車輛迅速增加， 交通日 趨緊張，政府決定在進(jìn)行運(yùn)河 拓寬，擴(kuò)建洛社大橋。 假如你 是設(shè)計(jì)師，組織設(shè)計(jì)小組研究 大橋的防護(hù)方案？每種優(yōu)缺 點(diǎn)？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(jìn) 行保護(hù)。 . 物品外觀重要嗎 ?某些保護(hù)方法 也是為了裝飾外觀用的。例如， 鍍鉻。

17、 板書設(shè)計(jì) 第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護(hù) 一、金屬的腐蝕 . 分類：（）化學(xué)腐蝕受環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)的侵蝕 （）電化學(xué)腐蝕形成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng) . 危害：設(shè)備損壞、環(huán)境污染、安全隱患等 二 金屬的防護(hù) . 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(hù)措施： () 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。 () 金屬表面覆蓋保護(hù)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(xué)保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法。