科粤版（2024）九年级下册（2024）6.4 金属的腐蚀教学设计

这是一份科粤版（2024）九年级下册（2024）6.4 金属的腐蚀教学设计，共4页。教案主要包含了素养目标，教学重点，教学难点，教学准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。
【素养目标】
1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
2.通过对铁生锈条件的探究，了解控制变量法在化学实验中的作用，并让学生初步学会这种研究问题的方法。
3.从可持续发展的角度，让学生认识到金属资源是有限的，产生金属资源的危机意识，理解保护金属资源的重要性。
4.学会保护和节约金属资源的基本措施。
5.让学生学会节约金属资源，树立环保意识。
【教学重点】
探究铁锈蚀的原因。
【教学难点】
运用控制变量法进行实验探究。
【教学准备】
教学工具（多媒体设备、教学课件）、3枚铁钉、3支试管、铁架台、迅速冷却的沸水、棉花、橡胶塞、生石灰或其他干燥剂。
【教学过程】
一、导入新课
小亮买了一辆漂亮的自行车，淋了几次雨后，自行车就变得锈迹斑斑了，为什么自行车淋雨后会生锈？如何防止铁制品锈蚀呢？上一节课我们学习了金属矿物与金属冶炼。自然界的金属资源是取之不尽的吗？人类不仅要重视金属矿产的开发和利用，冶炼出多种多样的金属和合金，还应当十分珍惜和保护金属资源。
二、推进新课
活动 探究钢铁生锈的原因
［资料展示］
金属资源的利用对于人类社会的发展有着重要意义，世界上每年开采和消耗的金属矿物数以亿吨计。可惜的是，每年因锈蚀而报废的金属设备和材料的量高达当年金属产量的20%以上，其中最容易锈蚀的是产量最多的钢铁材料和设备。
［思考］1.金属腐蚀可给我们带来哪些危害？
2.金属资源短缺对人类社会的发展意味着什么？
［过渡］金属腐蚀和金属资源短缺是人类面对的严峻的挑战。保护金属资源也就成了目前我们所面临的重大问题。导致钢铁生锈有哪些因素呢？
［提出问题］钢铁锈蚀的因素有哪些？
［形成假设］铁在空气中容易氧化，据此推断：铁的生锈必然跟氧气有关。另外，在潮湿环境或在海水浸泡下，铁锈蚀的现象更加严重，由此推断：铁的生锈还可能与水分、盐分有关。
［教师讲解］当在实验中可能有多个条件会影响钢铁生锈，而我们要研究其中的一个条件的影响时，就要控制其他条件保持不变这里运用了控制变量法。
［学生阅读］指导学生阅读课本P22学生探究实验“设计并实施实验”部分。
［布置任务］请同学们基于控制变量法的理论，将课本上的实验设计部分补充完整。
［学生实验］请同学们按照实验设计内容进行实验操作。（教师进行操作指导）
［样品展示］教师提前准备实验进行一天后、三天后、一周后获得的铁钉样品，对学生进行展示并引导学生对不同铁钉的腐蚀程度进行对比。
实验记录：
片刻后无明显现象无明显现象无明显现象
一天后无明显现象无明显现象无明显现象
三天后无明显现象无明显现象无明显现象
一周后表面开始生锈无明显现象无明显现象
［分析解释］试管Ⅰ实验说明与水和空气接触，铁易生锈；试管Ⅱ实验说明只与水接触，不与空气接触，铁不易生锈；试管（4）实验说明只与空气接触，没有与水接触，则铁不易生锈。
［形成结论］铁生锈的实质：就是铁与空气中氧气和水等物质相互作用，发生的一系列复杂的化学反应的结果。
［讲师讲解］铁在氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂的化学反应，生成铁锈，其主要成分是氧化铁。铁锈的成分比较复杂，它是一种疏松多孔的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续与铁反应，直至铁全部锈蚀。当铁接触易与它发生反应的化学物质（如酸溶液等）时，就更容易锈蚀了。
［反思拓展］根据以上结论，你认为铁锈蚀与湿度大小有何关系？请根据所学知识设计实验验证你的猜想吧。
［讲师讲解］铁制品的锈蚀是需要具备一定条件的。如果破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础，就能防止铁制品锈蚀。依据铁制品生锈的条件，防止铁生锈的基本思路是破坏铁制品锈蚀的条件。
［课件展示］
［讨论］自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
［学生讨论并回答］刷漆、涂油脂、镀其他金属等。
［过渡］上面我们讨论了铁制品的腐蚀和防护。对于金属资源，除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？
知识点 认识保护金属资源的重要性
［启发］废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？
［讨论］废弃金属的回收有什么意义？
［教师讲解］据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20％，1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg，可见回收利用废金属，具有巨大的社会和经济效益。目前世界上已有50％以上的铁和90％以上的金属得到了回收和利用。一方面是因为自然界可提供给人类的金属资源是有限的，且不可再生；另一方面是因为金属资源会因为锈蚀而被消耗掉一部分；此外废旧金属的随意丢弃不仅会造成资源的浪费，还会造成环境污染，因此我们要保护和节约金属资源。废弃金属的回收再利用是保护金属资源的重要措施。
［设问］你还知道保护金属资源的其他途径吗？
［学生阅读］指导学生阅读课本P24“金属资源保护”内容，组织学生讨论并总结保护和节约金属资源的基本措施。
［交流总结］保护和节约金属资源的有效途径：
（1）从资源的采掘与开发方面
①有计划、合理地开采资源；
②开发研究金属代用品，如具有特殊性能的塑料；
③加强废旧金属的回收和再利用；
（2）从保护金属材料和制品方面———防止金属锈蚀
①基本原理:破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品与空气(氧气)或水隔绝。
［教师讲解］金属资源不可再生，我国随着经济的不断发展，金属资源呈日益短缺之势，故保护金属资源人人有责。希望大家能从身边做起，从自己做起，也希望大家能好好学习，且能在将来利用你的智慧找出更多的金属代用品，从而使我们的未来不再为金属资源的匮乏而发愁。
［实践活动］学校走廊的铁栏杆生锈了，需要进行除锈翻新。请你为此设计一个具体方案，要求说明方案的根据、除锈翻新方法、需用材料、施工步骤、注意事项等。
［方案设计］（由学生讨论确定方案）
三、典例剖析
例 化学是一把双刃剑，有利也弊。您瞧！如图是某“暖宝宝”外包装的图片。该“暖宝宝”中发热剂的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热原理就是利用铁生锈时会放热。
（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与_______、_______等物质共同作用才会生锈；
（2）推测发热剂成分中氯化钠的作用_______。
（3）厨房中的切菜刀也是铁制品，写出防止其生锈的一种方_______。
【解析】
（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与水、氧气等物质共同作用才会生锈。
（2）发热剂成分中氯化钠的作用是加快铁粉的生锈速率。
（3）菜刀用完后擦干，或擦干后涂一层植物油，都能够防止菜刀生锈。
【答案】
（1）水 氧气 （2）加快铁粉的生锈速率（3）用完后擦干
四、课堂小结
［提问］学完本课你有哪些收获？
［小结］学完本课你应该知道：
一、钢铁锈蚀的原因
1.铁与空气中氧气和水等物质相互作用。
2.在有盐和酸性条件下会加快生锈速率。
3.影响钢铁锈蚀的其他因素：钢铁的纯度、环境的温度、湿度和酸碱性
二、防锈
1.防锈原理：隔绝氧气或水
2.防止铁制品生锈的常见做法：
（1）“穿外衣”——在铁制品表面覆盖保护层。(例如:喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪瓷等。)镀上其他金属作为保护层。(例如：镀锡、镀铬等……）
（2）“增强体质”——制成合金：不锈钢、不锈铁。
（3）保持铁制品的干燥和洁净。
三、保护和节约金属资源的有效途径：
（1）从资源的采掘与开发方面
①有计划、合理地开采资源；
②开发研究金属代用品，如具有特殊性能的塑料；
③加强废旧金属的回收和再利用；
（2）从保护金属材料和制品方面———防止金属锈蚀
基本原理:破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品与空气(氧气)或水隔绝。
五、布置作业
完成“课后作业”练习，并预习下节的内容。
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验条件
存在氧气和水
只存在水
只存在氧气
实验步骤
在一团湿棉花团上放铁钉
将铁钉浸入迅速冷却的沸水内，塞紧胶塞。
试管内放干燥剂，在一团干棉花团上放铁钉，塞紧胶塞。
实验图示