【化学】金属的腐蚀与防护 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、金属的腐蚀与防护基于教学评一体化的单元整体教学 一、一、课标要求与教材分析课标要求与教材分析1.1.课标要求课标要求内容要求：内容要求：了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。腐蚀的措施。学业要求：学业要求：能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。单单液液原原电电池池电电解解应应用用金金属属腐腐蚀蚀原原理理双双液液原原电电池池化化学学电电源源电电解解原原理理金金属属防防护护原原理理金金属属防防护护实实例例钢钢铁铁生生锈锈与与保保护护

2、必必修修二二选择性必修一选择性必修一初初中中（1）教材编排的知识发展线索教材编排的知识发展线索2.教材分析教材分析本节本节（2 2）本节）本节地位地位电电化化学学原原理理的的综综合合应应用用三观统一三观统一能量观能量观微粒观微粒观变化观变化观三重表征三重表征宏观现象宏观现象微观解释微观解释符号表达符号表达本节课是原电池和电解池知识的运用与发展，本节课是原电池和电解池知识的运用与发展，是用理论指导工农业生产实践的重要案例是用理论指导工农业生产实践的重要案例（3 3）本节教学内容分析）本节教学内容分析 本节内容可以分为本节内容可以分为金属的腐蚀金属的腐蚀与与金属的防护金属的防护两部分，后者以前者为

3、基两部分，后者以前者为基础。为了更好地分析和说明金属如何被腐蚀这础。为了更好地分析和说明金属如何被腐蚀这-关键问题，教材中安排了关键问题，教材中安排了实验，并结合图示分析、说明钢铁制品两种典型的实验，并结合图示分析、说明钢铁制品两种典型的电化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐析氢腐蚀和吸氧腐蚀蚀和吸氧腐蚀，两种腐蚀，两种腐蚀共性是原电池反应负极被腐蚀，并且速率比化学共性是原电池反应负极被腐蚀，并且速率比化学腐蚀快，腐蚀快，不同点是条件不同导致正极反应不同不同点是条件不同导致正极反应不同。第二部分金属的防护，则第二部分金属的防护，则是是从金属从金属腐蚀腐蚀的的原理出发，原理出发，研究如何破坏金属腐蚀发生的条

4、件研究如何破坏金属腐蚀发生的条件展开的展开的。除除了采取措施破坏金属发生化学腐蚀的条件，更多情况下需要采取措施破坏了采取措施破坏金属发生化学腐蚀的条件，更多情况下需要采取措施破坏原电池形成的条件。电化学保护法一原电池形成的条件。电化学保护法一牺牲阳极法牺牲阳极法 、外加电流法都是将要保、外加电流法都是将要保护的金属作为阴极设计的护的金属作为阴极设计的，教材，教材通过通过安排的安排的“思考与讨论思考与讨论”“”“实验实验”等栏等栏目，加深学生对这两种阴极保护法的认识。目，加深学生对这两种阴极保护法的认识。二、学情分析二、学情分析（1）学生在初中化学中学习过一些金属腐蚀与防护知识，对于金属腐蚀的危

5、害、钢铁制品锈蚀的条件和保护金属的方法有所了解，然而对铁制品在潮湿空气中容易生锈的化学原理不清楚，金属保护的措施也没触及问题的本质。（2）学习了原电池原理，能够从原理上解释金属的电化学腐蚀。对于原电池的名称（负极就是阳极、正极就是阴极）已经清楚。（3）在燃料电池中，已经突破了氧气作为正极的电极反应式。（4）有原电池可以加快金属腐蚀的初步认识，能描述电化学中电子和离子的流向。（5）具有一定的实验探究和操作能力，具备一定的从化学视角分析化学问题的能力，实验设计与分析能力仍待提高。（1）吸氧腐蚀方程式的书写是个难点，在燃料电池的时候，就可以突破吸氧腐蚀方程式的书写是个难点，在燃料电池的时候，就可以突

6、破要给学生讲清楚变化本质：要给学生讲清楚变化本质：金属的腐蚀与防护难点已提前突破金属的腐蚀与防护难点已提前突破O2+4e-=2O2-O2-熔融氧化物介质熔融氧化物介质 H2O OH-中、碱性溶液中、碱性溶液 类比：类比：Na2O+H2O=2Na+2OH-H+H2O 酸酸性溶液性溶液 类比：类比：Na2O+2H+=2Na+H2O（2 2）牺牲阳极的阴极保护法，存在前概念冲突，提前突破）牺牲阳极的阴极保护法，存在前概念冲突，提前突破在原电池和电解池教学的时候就进行电极名称介绍在原电池和电解池教学的时候就进行电极名称介绍原电池的电极：按电势高低分：电势高的电极：正极 电势低的电极：负极按反应类型分：

7、氧化反应的电极：阳极 还原反应的电极：阴极电解池的电极：接电源正极（阴极）接电源负极（阳极）e-e-阴极还原反应氧化反应阳极电解池的阴、阳极，物理化学中也分别可称负、正极，中学教学可根据学生情况来确定是否介绍。P164（最详细）P261P1994.教学目标教学目标 评价目标评价目标(1)通过查阅金属腐蚀的资料等活通过查阅金属腐蚀的资料等活动，动，认识金属腐蚀的严重性及危认识金属腐蚀的严重性及危害；害；能用电化学原理解释金属腐能用电化学原理解释金属腐蚀的蚀的现象，增强社会责任感。现象，增强社会责任感。(2)通过钢铁腐蚀的实验，了解通过钢铁腐蚀的实验，了解金金属腐蚀的本质；能书写钢铁属腐蚀的本质；

8、能书写钢铁腐蚀腐蚀的电极反应及总反应；能根据电的电极反应及总反应；能根据电化学原理选择并设计金属防护的化学原理选择并设计金属防护的措施。措施。(3)通过暖宝宝的制作，加深对钢通过暖宝宝的制作，加深对钢铁吸氧腐蚀的条件、原理铁吸氧腐蚀的条件、原理的理解，的理解，并学会设计实验验证吸氧腐蚀的并学会设计实验验证吸氧腐蚀的发生和发生和金属防护措施是否有效。金属防护措施是否有效。教教参参要要求求学学情情要要求求与与1.通过带着问题自学，完成预习练习，了解金通过带着问题自学，完成预习练习，了解金属的实质、腐蚀的类型。了解金属防护的方法。属的实质、腐蚀的类型。了解金属防护的方法。诊断并发展学生对化学价值认识

9、水平（学科价诊断并发展学生对化学价值认识水平（学科价值与社会价值视角）值与社会价值视角）2.能够比较说明能够比较说明金属腐蚀金属腐蚀的两种方式的相同点的两种方式的相同点与不同点，并与不同点，并结合教材实验结合教材实验4-3与与4-4的实验现的实验现象与分析。象与分析。正确书写出正确书写出吸氢吸氢腐蚀、腐蚀、吸氧吸氧腐蚀电腐蚀电极反应式。极反应式。诊断并发展学生对金属腐蚀的本质诊断并发展学生对金属腐蚀的本质认识（微粒观、变化观）与进阶水平（三重表认识（微粒观、变化观）与进阶水平（三重表征、有序思维与辩证思维、模型认知）。征、有序思维与辩证思维、模型认知）。3.模拟模拟“暖宝宝暖宝宝”实验实验，并

10、能设计实验证明暖宝，并能设计实验证明暖宝宝中发生了宝中发生了吸氧吸氧腐蚀。腐蚀。能从金属的腐蚀本质分能从金属的腐蚀本质分析析金属防护金属防护的方法，并能设计出的方法，并能设计出验证防护验证防护是否是否成功的实验方案。成功的实验方案。诊断并发展学生的诊断并发展学生的实验设计实验设计与探究水平与探究水平。5.教学教学重点和难点重点和难点(1)重点重点:金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀 及电化及电化学防护原理。学防护原理。(2)难点难点:金属发生吸氧腐蚀金属发生吸氧腐蚀 的原理。的原理。学情学情要求要求教参教参要求要求(1)重点重点:（1）设计实验验证金属的设计实验验证金属的吸氧腐蚀与电化学防护吸氧

11、腐蚀与电化学防护(2)难点难点:如何证明暖宝宝中物质发如何证明暖宝宝中物质发生生了吸氧腐蚀了吸氧腐蚀三、三、单元整体教学思路1.1.先理清全章知识脉络，再进行各节教学先理清全章知识脉络，再进行各节教学2.2.先理清全节脉络，再进行知识点教学先理清全节脉络，再进行知识点教学暖宝宝暖宝宝体验制作体验制作现象感受现象感受原因预测原因预测实验实验验证验证验证现象验证现象微观分析微观分析符号表达符号表达轮船与匣门防护轮船与匣门防护实验验证实验验证现象现象微微观分析观分析符号表达符号表达对比对比对对比比四、四、教学流程与教学环节教学流程与教学环节教学流程教学流程实验验证实验验证 教学环节教学环节从金属的腐

12、蚀的危害与学习金属腐蚀与防护的必要性引入从金属的腐蚀的危害与学习金属腐蚀与防护的必要性引入金属腐蚀的类型和特点金属腐蚀的类型和特点。通过发布预习提纲的形式，学生。通过发布预习提纲的形式，学生自主学习完成，课前检查，课堂小结。自主学习完成，课前检查，课堂小结。金属金属的电化学腐蚀的电化学腐蚀。对比学习析氢与吸氧腐蚀，并学习暖对比学习析氢与吸氧腐蚀，并学习暖宝宝的制作，探究反应原理。宝宝的制作，探究反应原理。学习电化学保护法。学习电化学保护法。对比学习两种电化学保护方法的原理、对比学习两种电化学保护方法的原理、区别、应用。区别、应用。小结归纳和巩固提升。小结归纳和巩固提升。归纳本节知识要点，练习巩

13、固所学归纳本节知识要点，练习巩固所学知识。知识。1.引导学生主动学习，带着问题预习引导学生主动学习，带着问题预习四、四、教学策略与技巧教学策略与技巧2.激励评价激励评价课堂上对学生实验操作、问题回答、课前作业、课堂作业及时评价与鼓励课堂上对学生实验操作、问题回答、课前作业、课堂作业及时评价与鼓励3.3.趣味引领趣味引领趣味实验趣味实验 4.实验优化改进实验优化改进（1）金属的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较实验金属的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较实验教材教材P112：【实验：【实验4-3】教材设计存在的不足：变量控制问题环节二环节二 金属金属的电化学腐蚀的电化学腐蚀 活动活动2：金属

14、的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较：金属的化学腐蚀与形成原电池时的腐蚀速率比较优化改进优化改进阅读教材阅读教材P112：【实验：【实验4-3】(2)对比实验需要控制变量相同，锌粒表面积、温度、盐酸体积、盐酸浓对比实验需要控制变量相同，锌粒表面积、温度、盐酸体积、盐酸浓度均相同。本实验设计，哪一个物理量难于控制完全相同？该如何改进度均相同。本实验设计，哪一个物理量难于控制完全相同？该如何改进5mL 0.5mol/L HCl锌粒锌粒棉花棉花泡泡水泡泡水锌片锌片锌粒锌粒锌粉锌粉锌片锌片 为什么不用铁做实验？为什么不用铁做实验？试过了多种方法，快慢相差不明显，这可能就是试过了多种方法，快慢相差不明

15、显，这可能就是 教材没有安排用铁进行实验的原因。从热力学上说，锌教材没有安排用铁进行实验的原因。从热力学上说，锌-铜电势差比铁铜电势差比铁-铜铜 要要大，从动力学上没有查找到文献说明。大，从动力学上没有查找到文献说明。（2）教材实验4-4的处理实验技巧：1.用含碳量低的铁丝（可到五金店购买那种比较软，可用于扎东西的粗铁丝），比用铁钉效果好。2.打磨氧化膜3.锌片、铜丝与铁尽量缠紧。锌片多缠几层后，再用老虎钳从侧面夹紧。锌锌铁ABC夹夹B与与C，不要夹不要夹A与与C。5.实验探究与证据推理能力培养实验探究与证据推理能力培养 教材中吸氧腐蚀，是以图片加知识介绍的方式呈现。然后再以铁钉教材中吸氧腐蚀

16、，是以图片加知识介绍的方式呈现。然后再以铁钉的吸氧腐蚀进行验证，从以往的教学实践来看，学生的思维深度不够，的吸氧腐蚀进行验证，从以往的教学实践来看，学生的思维深度不够，遗忘率高。遗忘率高。修改：修改：通过暖宝宝制作，与生活密切衔接，满足学生对暖宝宝的探秘欲望。通过暖宝宝制作，与生活密切衔接，满足学生对暖宝宝的探秘欲望。实验的体验感更强。不是简单给出反应原理，而是要学生根据已有知识，实验的体验感更强。不是简单给出反应原理，而是要学生根据已有知识，进行分析合理的反应原理，再引导学生设计实验验证。结合教师的演示进行分析合理的反应原理，再引导学生设计实验验证。结合教师的演示实验现象，为实验结论提供证据

17、。培养学生的实验设计能力，达成实验实验现象，为实验结论提供证据。培养学生的实验设计能力，达成实验探究与证据推理素养的培养，强化对吸氧腐蚀原理的理解。探究与证据推理素养的培养，强化对吸氧腐蚀原理的理解。水水设计实验，说明你的实验验证了什么？设计实验，说明你的实验验证了什么？已知已知:Fe2+遇遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀溶液生成蓝色沉淀CuZn2h后后铁粉铁粉炭粉炭粉食盐水食盐水（2）实验验证）实验验证铁的电化学防护铁的电化学防护 按下图所示装置，进行实验按下图所示装置，进行实验，你认为能通过补充什么实你认为能通过补充什么实验，说明铁被保护了？验，说明铁被保护了？AFe Zn 酸化的酸化

18、的 3%NaCl溶液溶液 甲甲6.对比教学，矛盾的普遍性与特殊性辩证思维培养对比教学，矛盾的普遍性与特殊性辩证思维培养普遍性普遍性普遍性普遍性特殊性特殊性特殊性特殊性一、话不要说死一、话不要说死温馨提示1.析氢腐蚀与吸氧腐蚀，并没有绝对界限，是一个矛盾主次与转化的析氢腐蚀与吸氧腐蚀，并没有绝对界限，是一个矛盾主次与转化的问题。在适当的问题。在适当的pH范围，可能会出现氧气与氢离子得电子能力差不多范围，可能会出现氧气与氢离子得电子能力差不多的情况。的情况。2.吸氧腐蚀，吸氧腐蚀，钢铁钢铁并不是在溶液与空气交界面上腐蚀最严重，近液面氧并不是在溶液与空气交界面上腐蚀最严重，近液面氧气浓度高，得电子，远离液面一定部位气浓度高，得电子，远离液面一定部位的铁失电子的铁失电子反而比较快反而比较快。腐蚀最。腐蚀最严重。严重。3.外加电流阳极不一定就不能保护外加电流阳极不一定就不能保护，阳极电化学钝化也是一种工业上电，阳极电化学钝化也是一种工业上电化学防腐方法。化学防腐方法。二、时间关系，暖宝宝中热量问题课后思考，下节课分析二、时间关系，暖宝宝中热量问题课后思考，下节课分析1.原电池化学能转化为电能，电流通过电阻，电能转化为热能。原电池化学能转化为电能，电流通过电阻，电能转化为热能。2.Fe2+与与OH-结合，形成新键放热。结合，形成新键放热。3.Fe(OH)2的氧化，放热。的氧化，放热。