人教版 (2019)选择性必修1金属的腐蚀与防护教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修1金属的腐蚀与防护教学设计，共4页。教案主要包含了了解金属的腐蚀，探究铁的电化学腐蚀的原理，探寻措施，防止腐蚀等内容，欢迎下载使用。
选择性必修一第四章第三节第一课时 金属的腐蚀与防护
背景意义
金属材料在生产和生活等方面应用广泛，金属腐蚀现象普遍，危害非常严重。深圳是沿海城市，海边的腐蚀问题更为突出。以学校和海边的腐蚀及防腐为情境素材，承载以下必备知识：金属腐蚀的定义、危害、本质、两种类型——化学腐蚀和电化学腐蚀、钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的原理、金属的防腐方法。培养学生利用所学知识解决实际问题的能力，体现化学学科的重要社会价值，挖掘责任担当等化学学科德育的育人价值。
教材地位
“金属的腐蚀与防护”是人教版高中化学选择性必修1“化学反应原理”第四章第三节的内容。本节的教学重点在于分析和说明金属的电化学腐蚀原理与电化学防腐方法，是利用原电池和电解池知识解决金属腐蚀与防护这一实际问题，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，体现化学学科的重要社会价值。
课标要求
了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，设计防腐措施，并根据实际情况选择合理方案，综合考虑原理和实际情况来分析、解决实际问题。
学情分析
在初中化学课程已经学习过一些金属腐蚀与防护的知识，对于金属腐蚀的危害、铁制品锈蚀的条件和保护金属的方法等都有所了解。对腐蚀的认识处于化学腐蚀的层面，无法揭示铁制品在潮湿的空气中生锈的反应原理，因此保护金属的措施也没有触及问题的本质。
已经学习了氧化还原反应、原电池工作原理、电解池工作原理，但不了解金属的腐蚀大部分是由于电化学反应引起的。知道化学在生产和科研中的重要作用，在教师的引导下能利用化学知识解决实际问题。
教学目标
认识金属腐蚀的严重性和危害，了解金属腐蚀的定义。
能基于控制变量思想，结合原电池原理设计实验探究金属的电化学腐蚀的原理，培养创新意识、科学探究能力和科学态度；能结合实验现象从微观角度推测铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的本质，发展宏观辨识与微观探析、逻辑推理能力与模型认知素养。
能依据金属腐蚀的本质，结合原电池和电解池原理，尝试设计金属防护的方法，并根据实际情况挑选最合理的防护方案，理解化学学科的社会价值。
通过对生产、生活中与金属的腐蚀与防护相关的实践问题的解释与解决，完善认识化学反应的视角，深刻理解物质变化和能量守恒，学会辩证地看待化学变化，趋利避害，利用化学知识更好地服务社会，增强学生的学科认同感。
教学重点：
金属的电化学腐蚀及电化学防护原理。
教学难点：
钢铁的吸氧腐蚀的原理。
教学过程
环节一 了解金属的腐蚀
教师活动：展示学校、海边钢铁腐蚀及铜制品文物腐蚀的图片，介绍金属腐蚀的危害。
学生活动：根据初中“铁的锈蚀”的定义，总结金属腐蚀的定义与本质。
设计意图：利用身边的实例，从学生已有的“铁的锈蚀的定义及条件”和“铜锈”入手，总结金属腐蚀的定义与本质，了解金属腐蚀的广泛存在及严重危害入手，认识研究金属与防护的重要意义，也为设计防护措施初步奠定基础。
环节二 探究铁的电化学腐蚀的原理
活动1：探究海边铁链腐蚀的原理
教师活动：相同的金属制品，为什么在海边腐蚀得更快？
学生活动：分析海边环境与学校环境的差异，并设计对照实验探究海边金属速率腐蚀更快的原因。
教师活动：NaCl的存在为什么会使腐蚀速率加快？
（资料卡片：NaCl在此反应中不起催化作用）
学生活动：分析NaCl的作用。
教师活动：海边金属腐蚀的氧化剂是什么？
学生活动：分析可能的氧化剂，并设计试验方案验证猜想。
教师活动：这种电化学腐蚀的原理是什么？
学生活动：分析正负极可能的产物，并设计实验方案进行验证。书写正负极反应式和总反应式。
教师活动：铁锈的成分是什么？是如何形成的？
学生活动：分析铁锈的生成原理，并用化学方程式进行表征。
设计意图：引导学生用实验探究的一般思路分析解决实际问题，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。初次从电化学的角度深入认识金属的腐蚀，分析并验证吸氧腐蚀的原理，认识吸氧腐蚀的过程与本质。认识到电化学腐蚀更普遍、更严重。
活动2：探究学校栏杆腐蚀的原理
教师活动：学校栏杆可能发生电化学腐蚀原理？
学生活动：根据原电池的形成条件，分析学校栏杆的原电池模型，并书写可能的正负极反应式。
教师活动：学校栏杆在自然环境下，是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？由什么条件决定？
学生活动：分析有利于发生吸氧腐蚀、析氢腐蚀的条件。并根据文献材料确定自然环境下钢铁的电化学腐蚀的类型。
学生活动：分析文献中压强变化趋势，分析发生的电化学腐蚀的类型。书写pH=2.0 ~ 3.5及pH=4.0条件下正极反应式。分析自然环境下，哪种电化学腐蚀更常见。
设计意图：建立铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的电化学分析模型。了解析氢腐蚀与吸氧腐蚀为竞争关系。并通过分析文献材料，得出主要发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀的条件，认识到自然环境中主要以吸氧腐蚀为主。发展学生模型认知、证据推理、信息提取、数据分析能力。
环节三 探寻措施，防止腐蚀
教师活动：铁制品腐蚀的本质是什么？据此尽可能多地设计防腐措施。
学生活动：分析铁制品腐蚀的本质，寻找合理的防腐方案。
教师活动：这两种电化学防腐方案可否起到防腐的作用？
学生活动：设计实验方案并检验两种电化学防腐方案的可行性。
教师活动：介绍两种电化学防腐方法的名称及实际应用例子。
教师活动：海边铁链、学校栏杆分别适合采用哪种防腐方案？
学生活动：讨论海边铁链、学校栏杆分别适合的采用防腐方案。
设计意图：依据腐蚀的本质，寻找可行的防腐方案，验证电化学方法的可行性，帮助学业上认识电化学防腐的意义和价值。为海边铁链、学校栏杆寻找合适的防腐方案，学以致用，感受化学学科的价值。
学习评价：
1．自行车中采用了很多金属部件。请为车架、挡泥板、车座弹簧、链条、车圈、辐条设计防腐措施。
2.在港珠澳大桥建设中，大量的特殊不锈钢筋被用在关键部位。设计师通过多种手段，确保混凝土120年的设计使用寿命。
（1）港珠澳大桥为什么要防腐？
（2）你能设计出哪些防腐方案？分别适用于哪个部位？
（3）查阅资料，了解港珠澳大桥的防腐黑科技。
3.“矛盾的对立统一规律”揭示任何事物都具有两面性。思考可以如何利用金属腐蚀服务于我们的生活。
板书设计
金属的腐蚀与防护