铁的电化腐蚀和电化学保护教学设计

《铁的电化腐蚀和电化学保护》教学设计

高级中学课本《化学》拓展型课程（适用本）§4.2 （第三课时）

上海市松江二中杨佳音

一、教学分析

1．文本分析

《上海市高中化学学科教学基本要求》中，钢铁电化学腐蚀和防护的要求是B级水平，要求能说出金属腐蚀的实质和类型，能辨析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，能书写钢铁电化学腐蚀的电极反应式，能说出电化学保护的两种方法，并能解释牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法。B级要求主要体现在“辨析”和“解释”两个动词上。

教材将该内容置于氧化还原反应规律与配平之后。教材首先说明钢铁易腐蚀，主要是电化学腐蚀（具有原电池作用过程的腐蚀）；接着通过归纳与整理复习铜锌原电池知识，设置讨论铁、碳原电池原理及腐蚀速率；再阐述钢铁的析氢腐蚀、吸氧腐蚀及电极反应，最后通过图示说明电化防护的两种方法：外加电流阴极保护法、牺牲阳极阴极保护法。基本要求的内容和要求较好在教材中得到演绎。

这一内容以已有知识为基础，通过迁移和应用深化理解，达成教学要求的同时能使学生感悟氧化还原反应的重要应用，提升对化学应用价值的认识。

2．学情分析

任教班级的学生整体水平相对比较低，基础不够扎实，知识的遗忘率比较高，如铜锌原电池的知识。教学设计时应予以考虑与原有知识的衔接。学生在实际生活中都接触过铁铜腐蚀现象，对金属的腐蚀有初步认识，但不理解。而本节课内容需要学生结合已有知识进行迁移拓展，在认识问题的过程中找寻解决的办法，对学生有一定挑战。

二、教学目标

1.通过铜锌原电池知识的复习与拓展，认识金属的电化腐蚀及类型。

2.能根据金属电化防护的实际情景和防护本质，建构不同模型进行分析和解释。

3.在认识金属腐蚀及电化防护方法的过程中，感悟化学知识的价值和魅力。

三、教学重点和难点

重点：解释牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法

难点：钢铁的吸氧腐蚀

四、教学流程图

1.复习引入：通过复习铜锌原电池的工作原理和构成条件，明确分析原电池的一般思

路和方法。

2.活动Ⅰ：通过原电池模型和相关知识理解钢铁电化学腐蚀的本质，辨析出两种不同的类型。

3.活动Ⅱ：通过金属电化防护的实际情景，建构防护模型并进行分析解释防护原理。

五、教学过程

环节一：复习引入

出示装置图：

问题：这是什么装置？

其构成条件是什么？

其工作原理是什么？即化学能是如何转化为电能的？

学生：思考、回答

学生边回答、教师边板书

小结：利用这套装置的原理，我们可以制作各种化学电源，也可以加快反应速率。今天这节课要用这张图及其原理来认识一些新事物，解决一些新问题，进而提升我们的认识。

环节二：认识钢铁电化学腐蚀的本质和类型

变式1：现将装置中的Zn 和Cu 换成Fe

和

C 问题：这是原电池吗？化学能是如何转化为电能的？如果不是请说明理由。

学生：思考、讨论、回答

归纳、板书

变式2：继续将上述装置中的H 2SO 4溶液换成NaCl 溶液

问题：这还是原电池吗？

学生：思考、讨论、交流

学生1：能 ┈┈

学生2：不能 ┈┈

实验探究

问题：化学能是如何转化为电能的？

学生：思考、讨论、交流

学生回答、教师板书

疑惑：究竟是什么微粒得电子呢？

提供证据：Fe粉-C粉-NaCl溶液构成原电池体系中溶解O2的变化。

问题：溶解O2得电子产生了什么？

学生回答、继续板书

问题：这两套装置有什么共同点？

学生回答

讲述、板书：这两套装置是我们生活中一种常见化学现象的放大——钢铁的腐蚀┈┈→电化学腐蚀。

问题：这两种电化学腐蚀的不同点在哪里？

学生回答、教师归纳板书

追问：你认为自然界以哪种腐蚀为主？

学生回答

小结：同样的化学知识可以为人类谋福利，也可能给人类带来危害。对我们来说当然是趋利避害，那么接着我们就要来寻找防止钢铁电化学腐蚀的方法。

环节三、探寻钢铁电化学保护法

情景照片1：轮船长期在大海上航行，钢体船身不可避免会遭到腐蚀，所以防腐蚀就至关重要，这是远洋巨轮防腐蚀的方法——在船体上嵌上锌块。请大家分析为什么这么做就可以防止船体腐蚀了呢？

学生：思考、讨论、回答

学生板书：画示意图

学生：解释

归纳、板书

情景照片2：像一些大型水库的钢闸门、地下管道常年在潮湿的环境中，也很容易腐蚀，所以也必须做好防腐蚀措施，这两张照片就是地下管道的防腐蚀工作，在这个布包里面有整流电源，把交流电转化为直流电，电源的一端连着管道，另一端连着一种导电材料，为什么这么做就可以防止管道腐蚀了呢？

学生：讨论、交流

学生板书：画示意图

学生：解释

归纳、板书

问题：这两种保护钢铁的方法有何共性？

学生：回答

归纳、板书

结语：今天我们以Cu-Zn原电池模型为基础，认识了由原电池作用而引起的钢铁电化腐蚀的两种形式；又通过实际防腐蚀问题的建模，解释了两种电化学保护法的原理。这个过程中两点非常值得同学们汲取：一是要培养通过模型建构或模型方法去认识相关化学问题的能力，这是化学学科的关键能力之一。二是要认识化学知识的本身价值和社会价值，学好化学，不仅可以完善自我，更可以造福人类。

六、作业设计

1.《金典导学案课后作业》P25-26

2.氧化还原反应是一类重要的化学反应，在工农业生产、科学技术和日常生活中都有广泛的应用，请查阅资料，概述氧化还原反应在人类生活、生产中的一些应用，如：农业、工业、电化学、日常生活、医学等。

3.【选做题】查阅资料了解钢铁锈蚀的危害，对钢铁的防护提出自己的见解，并撰写研究报告。

七、课后反思

新课程改革强调学生核心素养和能力的培养，为此本节课设计时尝试突破传统的经典上法，希望能在学生核心素养和能力的培养上有所着力。为达到这一目的，本节课紧抓两条线索，一是知识线索，建构主义学习观认为，学习者在学习过程中必须利用已有的知识经验，并借助外在环境，通过”协作”而建构起对新知识的理解。因此，本节课以氧化还原反应本体知识以及电化学（原电池、电解池）的已有知识为基础，学生自主构建钢铁电化学腐蚀（析氢腐蚀、吸氧腐蚀）的新知识，并解释电化学保护法的原理。这样的设计能使学生在学习的

过程中进一步加深对原电池以及电解池的认识，感受氧化还原反应知识以及电化学知识的应用和价值，体验参与、经历和感悟的学习过程。二是方法线索，这也是本节课落实化学学科核心素养（关键能力）的着力点，首先是以原电池模型为认知依据，逐一分析Fe-C-稀硫酸、Fe-C-NaCl溶液装置，从中归纳出共性本质——Fe的氧化腐蚀，再与实际联系，认识钢铁电化学腐蚀的两种类型。接着，又以实际防腐工作为情景素材，学生自主建构模型，解释防腐蚀的原理。这样的设计希望学生能用模型方法去认识问题——钢铁的电化学腐蚀，又用模型建构去解释问题——钢铁的电化学保护，使他们能在认识问题、解决问题的方法上有所发展。

从实施情况来看，效果是不错的，能较好地达成教学目标。同时，在这节课中学生主体地位得到了充分的体现，学生能够在教师搭建的平台上，通过相互间的讨论、交流，上台板演等活动构建新知识，而教师在整个过程中起了引导补充作用，教师尊重学生，学生乐于表现自己，学生团结协作、积极思考、踊跃发言，构建了良好的师生关系。

当然，也有不足，需进一步改进之处。有一部分学生没有被充分调动起来，他们分析问题比较随意，分析还不是很到位，教学上的改善措施为：在以后的教学中多关注这些学生，让他们思维处于活跃状态，同时改善教学设计，多创设鲜活的情境激发学生的思维。