高中化學(xué)人教版 (新課標(biāo))選修4 化學(xué)反應(yīng)原理第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教學(xué)設(shè)計及反思

這是一份高中化學(xué)人教版 (新課標(biāo))選修4 化學(xué)反應(yīng)原理第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教學(xué)設(shè)計及反思，共8頁。教案主要包含了金屬腐蝕，金屬腐蝕的防護(hù)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
通過對金屬的腐蝕和防護(hù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識，同時增強學(xué)生社會責(zé)任感。
教學(xué)目標(biāo)
（1）知識與技能目標(biāo)
①了解金屬腐蝕的危害，認(rèn)識防護(hù)金屬腐蝕重要意義。
②理解金屬腐蝕含義，掌握鋼鐵腐蝕的類型、發(fā)生的條件及電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式的書寫。
③理解金屬防護(hù)常用的方法和原理。
（2）過程與方法目標(biāo)
①通過對鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕探究，提高學(xué)生觀察分析實驗現(xiàn)象的能力，提高實驗操作能力，進(jìn)設(shè)計實驗驗證猜想的能力。
②通過電化學(xué)腐蝕發(fā)生的原理，提高學(xué)生運用知識的能力。
(3)情感態(tài)度與價值觀
①通過實驗探究增強學(xué)生與交流合作能力，探究真理的興趣。
②通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)讓學(xué)生認(rèn)知到腐蝕對人們生活的影響，增強學(xué)生的社會擔(dān)當(dāng)。
學(xué)情分析
本屆學(xué)生基礎(chǔ)較好，自學(xué)能力較強，具有一定的分析問題的能力，可以根據(jù)生活中現(xiàn)象得出較為科學(xué)合理的猜想，并根據(jù)猜想設(shè)計試驗、驗證猜想、得出結(jié)論。本節(jié)內(nèi)容和生活緊密聯(lián)系，發(fā)生在身邊，學(xué)生對腐蝕本質(zhì)的探究的興趣很高，同時本節(jié)知識相對簡單，而且又學(xué)習(xí)了原電池和電解池的相關(guān)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生完全可以自學(xué)解決問題，但對吸氧腐蝕本質(zhì)的探究還是有一定難度，尤其是氧氣參與電極反應(yīng)的過程和產(chǎn)物存在一定困難。
教材分析
（1）教材內(nèi)容
本節(jié)是高中化學(xué)（人教版）選修4第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》中第四節(jié)的內(nèi)容。教材重點介紹了金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件和本質(zhì)——金屬表面形成了微型原電池,講述了采用電化學(xué)原理防護(hù)金屬腐蝕方法。是原電池原理和電解池原理的知識的綜合。
（2）教材的特點
①從知識角度看,是氧化還原反應(yīng)知識的延伸，電化學(xué)知識的綜合運用。
②從教材的呈現(xiàn)方式看,在電化學(xué)內(nèi)容的編寫采用了階梯式結(jié)構(gòu)，初中化學(xué)探究過鐵釘銹蝕的條件；必修2中又學(xué)習(xí)了原電池的概念及構(gòu)成條件；在本章前三節(jié)詳盡的介紹了原電池的工作原理、常見的化學(xué)電源以及電解池的工作原理及應(yīng)用，在這些知識的基礎(chǔ)上,及時學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容就順理成章，豐富了電化學(xué)在日常生活的應(yīng)用。
課時劃分
為了保持本節(jié)內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性,結(jié)合學(xué)生接受知識的能力，利用一課時完成金屬電化學(xué)腐蝕原理，發(fā)生條件及防護(hù)知識的學(xué)習(xí)。第二課時做適當(dāng)練習(xí), 鞏固知識。
重點難點
依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)確立的最基本要求,結(jié)合教材的性質(zhì)和功能、教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的實際,確定本節(jié)課的教學(xué)重點為:金屬電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件和本質(zhì)及電化學(xué)防護(hù)方法。根據(jù)教材所呈現(xiàn)的內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)的思維規(guī)律及特點,學(xué)生雖然有一定的生活經(jīng)驗,但要將感性認(rèn)識與相關(guān)理論聯(lián)系起來,清晰區(qū)分鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕的原理,并用化學(xué)用語表達(dá)出來,對學(xué)生而言,仍存有一定困難,由此確定的教學(xué)難點是:吸氧腐蝕的原理和條件。
教學(xué)方法
為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)、突出重點、突破難點、解決疑點，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀和本節(jié)內(nèi)容，采用學(xué)生實驗探究，主動發(fā)現(xiàn)吸氧腐蝕和析氫腐蝕的不同現(xiàn)象，主動思考不同條件、本質(zhì)不同等問題達(dá)到突破難點，完成教學(xué)內(nèi)容。體現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，老師指導(dǎo)小結(jié)的形式。
教學(xué)過程
教 學(xué) 環(huán) 節(jié)
教 師 活 動
學(xué) 生 活 動
設(shè)計意圖
引 入
（1）組織學(xué)生討論
（2）展示PPT
（3）板書標(biāo)題
（1）分組展示自己身邊發(fā)生腐蝕的金屬。
（2）討論腐蝕的本質(zhì)。
（1）把生活引入課堂，體現(xiàn)化學(xué)與生活密切相關(guān)。 （2）通過視頻了解金屬對生活危害及影響，增強學(xué)習(xí)興趣。
切 入 主 題
提問問題：
（1）展示PPT
（2）鋼鐵在什么情況下更容易發(fā)生腐蝕。
（1）討論，總結(jié)。
（2）回答金屬易發(fā)生腐蝕的條件：在潮濕的空氣中。
（1）讓學(xué)生合作交流，深入生活，歸納總結(jié)生活經(jīng)驗。
提出 探究 金屬 腐蝕 的目 的和 過程
通過模擬鋼鐵在自然環(huán)境條件下腐蝕的過程，探究金屬腐蝕的本質(zhì)。
（1）如何模擬鋼鐵腐蝕的情況，金屬在腐蝕的過程中都有哪些現(xiàn)象？
設(shè)計實驗
（1）鋼鐵用鐵釘代替，碳用碳棒代替；
（2）自然界中的水用相同性質(zhì)的溶液代替；
（3）熱量用溫度探針，電能用電流表
（4）模擬鋼鐵腐蝕過程，控制實驗條件觀察具體物理量的變化。
（1）設(shè)計實驗的能力
（2）分析問題的能力
探 究
1
（1）腐蝕過程中的能量轉(zhuǎn)化形式。
實驗探究（三個學(xué)生代表演示實驗）
（1）根據(jù)器材組裝原電池。
（2）觀察實驗
（3）分析現(xiàn)象得出原電池的正負(fù)極，
（4）得出均是Fe電極失去電子（但生成Fe2+還是Fe3+有待驗證。）。
（保留下裝置，以便探究生成物）
（1）通過實驗，獲得新知識。
探 究
2
（2）鋼鐵腐蝕過程還有哪些實驗現(xiàn)象？
（3）展示實驗過程并指導(dǎo)學(xué)生實驗。
實驗探究（學(xué)生分組實驗，共6小組）
（1）按照如下實驗步驟進(jìn)行實驗：（見ppt）
①檢驗裝置氣密性；
②用鑷子取8枚鐵釘小心放入大試管，用量筒加入約4ml溶液，打開止水夾，把雙孔塞塞入大試管；
③在小試管中加入約四分之三的紅墨水，將細(xì)導(dǎo)管插入紅墨水中；
④將裝置放置在試管架上，
⑤夾上止水夾，觀察細(xì)導(dǎo)管中液柱變化；
⑥展示實驗成果，并介紹自己的實驗現(xiàn)象和分析結(jié)果。 （注意：第1、2小組加入NaCl溶液；第3、4小組加入NaOH溶液；第5、6小組加入H2SO4溶液）
（2）小組分別展示實驗結(jié)果：中性和堿性溶液中水柱上升，酸性時水柱下降，
（1）強化學(xué)生實驗?zāi)芰Γ?
（2）鍛煉展示自我的能力。
探 究
3
繼續(xù)探究一：
在原電池的兩個電極上檢驗生成物。
（1）繼續(xù)實驗一觀察現(xiàn)象：分別在正、負(fù)極上滴加鐵氰化鉀和酚酞。
（2）現(xiàn)象：
NaCl溶液負(fù)極變藍(lán)，正極溶液變紅。
NaOH溶液負(fù)極無明顯現(xiàn)象，正極變紅。
H2SO4溶液負(fù)極變藍(lán)，正極有氣泡生成。
掌握Fe2+檢測新方法
分 析 實 驗 現(xiàn) 象
指導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象。
（1）提出問題：書寫NaCl溶液和H2SO4溶液中的電極反應(yīng)和總反應(yīng)。
（1）討論總結(jié)正負(fù)極反應(yīng)， （結(jié)合原電池實驗，在原電池的負(fù)極加上鐵氰化鉀-證明有Fe2+生成，指出堿性時Fe2+檢測不到的原因；對于正極反應(yīng)，在酸性時有明顯的氣泡生成說明是H2，在中性時，加入酚酞有變紅的現(xiàn)象，說明是OH-，結(jié)合有壓強減少的情況說明是O2發(fā)生花園反應(yīng)；在堿性時，壓強有相同的變化，說明反應(yīng)相同。）
（2）學(xué)生代表展示正負(fù)極反應(yīng)和總反應(yīng)
（負(fù)極）：2Fe – 4e- = 2Fe2+ （正極）：O2 + 2 H 2 O + 4 e- = 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 （負(fù)極）：Fe – 2e- = Fe2+ （正極）：2H+ + 2e- = 2H2↑ Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
（1）強化學(xué)生分析現(xiàn)象的能力。
（2）通過自身試驗證實和思考突破本節(jié)難點。
（3）檢測學(xué)生突破難點情況。
金 屬 腐 蝕 的 本 質(zhì) 和 類 型
（1）總結(jié)金屬腐蝕的類型及條件
總結(jié)金屬腐蝕的類型及條件 1、電化學(xué)腐蝕
（1）吸氧腐蝕（弱酸性、中性、堿性的溶液）
（負(fù)極）：2Fe – 4e- = 2Fe2+ （正極）：O2 + 2 H2O + 4e- = 4OH-
總反應(yīng)：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
（2）析氫腐蝕（較強酸性溶液）
（負(fù)極）：Fe – 2e- = Fe2+
（正極）：2H+ + 2e- = 2H2↑
Fe + 2H+=Fe2+ + H2↑
（1）學(xué)習(xí)本節(jié)重點知識，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
（1）展示PPT內(nèi)容提出如下問題：
①討論總結(jié)析氫腐蝕與吸氧腐蝕的發(fā)生的范圍。
②解釋生活中廣泛出現(xiàn)鐵銹的原因。
③純鐵會腐蝕嗎，比較化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別？
討論結(jié)果：
①吸氧腐蝕遠(yuǎn)大于析氫腐蝕
②4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
③純鐵會腐蝕，化學(xué)腐蝕過程中沒有形成原電池。
強化本節(jié)重點知識
金 屬 腐 蝕 的 防 護(hù)
（1）提出問題：如何防護(hù)金屬腐蝕
（2）金屬因為接觸氣體或液體而發(fā)生腐蝕。（展示ppt）
（3）金屬發(fā)生腐蝕的主要類型是電化學(xué)腐蝕，所以可采用電化學(xué)的相關(guān)原理進(jìn)行防護(hù)。
（4）金屬發(fā)生腐蝕的內(nèi)因是自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
思考防護(hù)的思路并回答如下內(nèi)容：
（1）隔離法：如涂油漆、包裹塑料層、鍍層、烤藍(lán)、鈍化等。
（2）電化學(xué)原理防護(hù)法
①犧牲陽極的陰極保護(hù)法（原電池原理）
②外加電流的陰極保護(hù)法（電解池原理）
（3）改變自身結(jié)構(gòu)法：如不銹鋼
（1）運用所學(xué)知識的能力，
（2）學(xué)習(xí)新知識
小 結(jié)
本節(jié)課的過程是從模擬自然界鋼鐵腐蝕的情況出發(fā)，設(shè)計實驗，觀察實驗現(xiàn)象，進(jìn)而對現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出腐蝕的本質(zhì)，并在認(rèn)知本質(zhì)的基礎(chǔ)上，對金屬進(jìn)行保護(hù)。
系統(tǒng)本節(jié)知識體系，方便學(xué)生記憶
課 后 作 業(yè)
展示PPT內(nèi)容
（1）做配套練習(xí)
（2）了解家中用到的金屬材料發(fā)生腐蝕類型和防護(hù)措施。
（1）鞏固新知識
（2）把課堂引入生活，指導(dǎo)生活。
板 書 設(shè) 計
第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)
一、金屬腐蝕
1、電化學(xué)腐蝕
（1）吸氧腐蝕（弱酸性、中性、堿性的溶液）
（負(fù)極）：2Fe – 4e- = 2Fe2+
（正極）：O2 + 2 H2O + 4 e- = 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3
（2）析氫腐蝕（較強酸性溶液）
（負(fù)極）：Fe – 2e- = Fe2+
（正極）：2H+ + 2e- = 2H2↑
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2、化學(xué)腐蝕
二、金屬腐蝕的防護(hù)
1、隔離法
2、電化學(xué)法
（1）犧牲陽極的陰極保護(hù)法（原電池原理）
（2）外加電流的陰極保護(hù)法（電解池原理）
3、改變自身結(jié)構(gòu)
課 后 反 思
（1）本節(jié)課教學(xué)，是模擬環(huán)境中鋼鐵腐蝕的過程引入，在通過實驗現(xiàn)象探究腐蝕發(fā)生的本質(zhì)，再根據(jù)腐蝕的原理對金屬腐蝕進(jìn)行防護(hù)結(jié)束，結(jié)構(gòu)合理完整，學(xué)生容易理解，教學(xué)效果比較理想。
（2）通過改進(jìn)演示實驗為學(xué)生實驗，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣高漲，容易突破難點完成教學(xué)目標(biāo)。
（3）通過調(diào)查學(xué)生和老師對本節(jié)教學(xué)的評價，非常滿意。