金属的腐蚀与防护 苏教版.
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苏教版选修4《金属的腐蚀与防护》的教学与反思1设计思路从生产生活实际现象和问题入手,即金属腐蚀带来的危害,激发学生研究金属腐蚀原理的兴趣。
以探讨金属的电化学腐蚀的原理与条件、运用所学的电化学知识来解决金属的防护问题为主线,过程中渗透影响金属腐蚀快慢的其它因素和腐蚀速率大小的判断。
最后为了让学生养成辩证地看问题的习惯,结课前向学生介绍有关金属腐蚀原理应用的生活实例。
2教材分析本节课内容选自苏教版选修4《化学反应原理》专题一第三单元,主要内容有化学腐蚀与电化学腐蚀的含义,铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理和条件,金属的电化学防护方法。
《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的基本要求是:“能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,通过实验探究防止金属腐蚀的措施”。
可见,通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别是本节课的重点与难点,在教学中应注意把实验的主动权交还给学生,引导学生从实验中发现新问题,解决新问题,并将探索深入实质。
3学情分析学生在初中以及在化学l中均已接触到铁生锈以及防止铁生锈的知识,学生已知道铁生锈是铁与空气中氧气及水蒸气作用结果,在化学2和本专题的前面部分又学习了原电池和电解池的工作原理,所以学生自然会产生铁生锈的电化学原理是什么(即电极反应式和总反应式),如何用电化学的原理进行金属的防护等问题,教学中必须抓住学生这种强烈的求知欲望和学生喜欢自己动手做实验的学习心理,通过对铁的腐蚀实验探究和实验现象的分析进一步认识两种常见的电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的原理和条件。
4教学目标知识与技能:认识金属腐蚀带来的危害以及防止金属腐蚀的意义;知道化学腐蚀和电化学腐蚀的区别,了解金属发生电化学腐蚀的原理,理解钢铁电化学腐蚀发生的条件;了解防止金属腐蚀的措施和原理。
过程与方法:通过对铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的实验探究,体验不同介质影响化学反应的规律;通过对金属的电化学防护方法的交流和金属腐蚀速率大小的讨论,体会用已有理论知识解决真实问题的成就感。
第二节金属的腐蚀和防护(第1课时)榆中七中孙志彪【教学目标】:1、了解金属腐蚀的危害,认识金属腐蚀造成的经济影响.2、应用原电池原理,了解金属电化腐蚀的原因,能解释金属发生电化学腐蚀的原因3.了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素,通过实验探究防止金属腐蚀的措施,【教学重点】:金属电化腐蚀【教学难点】:金属电化腐蚀;钢铁腐蚀【教学方法】:启发式、讨论式、实验法【教具】:实验投影仪教学过程:【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。
现在,请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。
三个小组代表分别发言【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。
【设问、过渡】钢铁为什么会生锈?我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀?让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。
以铁生锈为例来简单说明:【板书】金属的腐蚀与防护【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程,可表示为:【板书】金属腐蚀的实质:M → M n++ ne- 金属腐蚀的分类:化学腐蚀与电化学腐蚀【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀? 【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。
【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀,就是电化学腐蚀的最普通的例子。
在一般情况下,金属腐蚀大多是电化学腐蚀。
【提问】电化学腐蚀是怎样形成的?它具有哪些特征?让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。
【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识,现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。
【课件演示】铜-锌原电池实验做如下实验:锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点;用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。
【投影、复习】原电池反应:Zn(-):Zn→ Zn2+ +2e- (氧化反应) Cu(+):2H++ 2e-→ H2↑ (还原反应) 总的反应方程式:Zn + 2H+→ Zn2+ + H2↑ 【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程,属于哪类金属腐蚀?【回答】电化学腐蚀,【讨论】(全班分小组讨论,小组代表小结.)问题:1、电化学腐蚀的形成条件和特征。
金属的腐蚀与防护教案一、教学目标1. 了解金属腐蚀的概念及其危害。
2. 掌握金属腐蚀的类型和主要原因。
3. 学习金属防护的方法和措施。
4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学内容1. 金属腐蚀的概念与危害2. 金属腐蚀的类型与原因3. 金属防护的方法与措施4. 实验操作与观察5. 案例分析与讨论三、教学重点与难点1. 教学重点:金属腐蚀的概念、类型及原因,金属防护的方法和措施。
2. 教学难点:金属腐蚀机理的理解,金属防护技术的应用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解金属腐蚀的概念、类型、原因及防护方法。
2. 实验法:进行金属腐蚀实验,观察和分析腐蚀现象。
3. 讨论法:分析案例,探讨金属腐蚀的防护策略。
4. 提问法:引导学生思考和巩固所学知识。
五、教学准备1. 实验室设备:金属样品、腐蚀试剂、防护材料等。
2. 教学课件:金属腐蚀与防护的相关图片、视频和动画。
3. 案例材料:金属腐蚀事故案例及相关数据。
4. 实验指导书:详细介绍实验步骤、观察指标和评价标准。
六、教学步骤1. 引入新课:通过展示金属腐蚀现象的图片或视频,引发学生兴趣,提问学生对金属腐蚀的了解。
2. 讲解金属腐蚀概念:讲解金属腐蚀的定义,解释金属腐蚀是指金属在接触环境中的化学或电化学作用下,造成金属性能下降或结构破坏的现象。
3. 介绍金属腐蚀类型:介绍均匀腐蚀、局部腐蚀、腐蚀疲劳、电化学腐蚀等不同类型的金属腐蚀,并解释其特点和原因。
4. 分析金属腐蚀原因:讲解金属腐蚀的主要原因,包括金属的化学性质、环境因素、材料选择等。
5. 总结金属防护方法:介绍金属防护的方法和措施,包括选择合适的材料、涂层保护、阴极保护、腐蚀抑制剂等。
七、实验操作与观察1. 准备实验材料和设备:准备金属样品、腐蚀试剂、防护材料等实验用品。
2. 进行金属腐蚀实验:按照实验指导书的要求,将金属样品与腐蚀试剂接触,观察和记录腐蚀现象。
3. 观察金属腐蚀过程:通过显微镜等工具,观察金属腐蚀的形态和程度,记录实验结果。
第4节金属的腐蚀与防护◆教学目标【知识与技能】(1)认识金属腐蚀带来的危害,了解金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀);(2)理解钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理,会书写电极反应式和总反应式;(3)认识常见的防止金属腐蚀的方法,能解释两种电化学防护方法的原理。
【过程与方法】(1)通过对钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀对比实验的探究,学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价;(2)通过实验探究的过程,进一步提高对实验现象的观察能力和分析能力。
【情感态度与价值观】通过金属腐蚀对生产、生活的影响,切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用,形成爱护资源,科学利用资源的正确思想,感受化学对人类进步的意义。
◆教学重难点【教学重点】金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理。
【教学难点】金属发生析氢和吸氧腐蚀的原理。
◆教学方法从生活中常见的金属腐蚀说起,引起学生的共鸣,让学生感受金属腐蚀对生产、生活的影响,切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用。
通过实验引导学生探究金属腐蚀的原因以及金属腐蚀的分类,并由此联想到金属的防护。
学会书写电极反应式和总反应式认识常见的防止金属腐蚀的方法,并且可以解释两种电化学防护方法的原理。
◆教学过程一、导入新课(知识复习)【提问】上节课我们学习了原电池的有关知识,请大家思考一下两个问题1.原电池的构成条件?2.原电池哪一极金属易被腐蚀?【学生思考回答】活泼性不同的两极;电解质溶液;闭合回路;(自发的氧化还原反应)。
在原电池反应中负极易被氧化而腐蚀。
【设计意图】回顾旧知,铺垫新内容。
二、讲授新课教学环节一:情景导入【多媒体展示】(1)生活中常见金属腐蚀的图片;(2)金属腐蚀对人类生活和经济的影响。
【讲述】在生产和生活中,金属腐蚀所带来的损失非常严重。
金属生产设备的腐蚀经常导致工厂停产,金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌,许多场所的金属腐蚀还会导致火灾、爆炸等安全事故的发生。
《金属的腐蚀与防护》阴极保护原理在我们的日常生活和工业生产中,金属材料的应用无处不在。
从建筑结构中的钢铁,到交通工具中的铝合金,再到电子设备中的各种金属零部件,金属材料为我们的现代生活提供了坚实的基础。
然而,金属的腐蚀问题却一直困扰着我们,它不仅会导致金属材料的性能下降,缩短使用寿命,还可能引发安全隐患和经济损失。
为了有效地防止金属腐蚀,人们研究出了多种防护方法,其中阴极保护原理是一种非常重要的手段。
要理解阴极保护原理,首先我们需要了解一下金属腐蚀的本质。
金属腐蚀实际上是一种电化学过程。
当金属暴露在环境中时,其表面会形成一个微小的电化学电池。
在这个电池中,金属原子失去电子成为阳离子,进入溶液中,这就是所谓的氧化反应。
而在另一个区域,电子被接受,发生还原反应。
这个过程不断进行,导致金属逐渐被腐蚀。
阴极保护的基本思路就是通过向被保护的金属提供额外的电子,使其表面的电位降低,从而抑制氧化反应的发生,达到保护金属的目的。
具体来说,阴极保护可以分为两种主要类型:牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
牺牲阳极阴极保护法是利用一种比被保护金属更活泼的金属作为阳极,与被保护金属连接在一起,形成一个电化学回路。
由于阳极金属更加活泼,它会优先失去电子发生氧化反应,从而为被保护金属提供电子,使其成为阴极,得到保护。
常见的牺牲阳极材料有锌、铝和镁等。
例如,在钢铁管道的保护中,可以在管道上连接一些锌块。
锌比铁更活泼,会先被腐蚀,从而保护了钢铁管道。
这种方法简单易行,成本相对较低,但由于牺牲阳极的消耗,需要定期更换。
外加电流阴极保护法则是通过外部电源向被保护金属提供直流电流,使其表面电位降低到保护电位以下。
电源的负极连接被保护金属,正极连接辅助阳极。
辅助阳极通常采用高耐蚀性的材料,如铂、钛等。
电流从辅助阳极流出,经过电解质溶液到达被保护金属,提供了足够的电子,抑制了金属的腐蚀。
这种方法可以提供较大的保护电流,适用于大型结构和对保护要求较高的场合,但需要专门的电源设备和监控系统,成本较高。