高中化学教学设计 ​金属电化学腐蚀的原理

本课时内容是鲁科版选择性必修1修教材《化学反应原理》第一章第4节内容，是在学生学习了电解原理和原电池原理的基础上展开的，教材重点介绍了金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质——金属表面形成了微型原电池，进一步加深了学生对原电池原理的认识。通过本节的学习能促进学生对金属腐蚀现象的进一步认识，金属发生腐蚀更多的是电化学腐蚀，利用原电池的原理分析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，提高知识的理解和运用。

宏观辨识与微观辨析

能运用化学符号等手段说明金属腐蚀的原理。

证据推理与模型认知

能运用原电池模型解释或推测金属的腐蚀等问题。

科学态度与社会责任

能运用所学知识分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多方面进行评估。

析氢腐蚀和吸氧腐蚀原理

课件素材、学案

【知识回顾】学生回顾原电池和电解池的形成条件，完成学案

1.构成原电池的条件

2.构成电解池的条件

【投影】生活中常见的金属腐蚀现象，让学生了解金属腐蚀的危害

【联想质疑】金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在。据统计，每年因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失的总和。那么，造成金属腐蚀的原因是什么？有哪些防止金属腐蚀的措施？任何事物都有两面性，你能说出金属腐蚀原理的一些应用吗？

【自主学习】阅读教材相关内容了解什么是金属的腐蚀以及金属腐蚀的类型

【板书】金属的腐蚀

【总结】金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破环的现象称为金属的腐蚀。常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

【投影】生活中常见的化学腐蚀和电化学腐蚀图片

【交流研讨】铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？

【投影】两种常见潮湿环境中铁生锈的照片

【板书】一.金属电化学腐蚀的原理

【投影】海水中金属腐蚀照片，分析形成原电池的过程

【总结】由于形成原电池而使金属发生的腐蚀，称为电化学腐蚀。

【阅读思考】阅读教材相关内容，思考总结铜板上铁铆钉被腐蚀时，是如何形成原电池的？

【投影】

【总结】铜板表面凝结有一层水膜，空气中的二氧化碳、二氧化硫及沿海地区空气中的氯化钠等物质都可能溶解到水膜中形成电解质溶液。铜板和铁铆钉与电解质溶液接触形成原电池。铁原子又比铜原子容易失去电子， 成为负极反应物被腐蚀。

【投影】腐蚀原理有关电极反应式

【总结】这种腐蚀过程中，电解质溶液为中性或弱酸性，环境消耗的物质主要是氧气，铁生成含氧化合物，因此也称为"吸氧腐蚀"。

【板书】吸氧腐蚀

【投影】

【质疑】当水膜酸度较高时，正极反应物是否主要还是氧气？

【讲授】在水膜酸度较高的特殊环境中，正极反应可能主要是H被还原成氢气而析出，这时所发生的腐蚀称为"析氢腐蚀"。

【板书】析氢腐蚀

【投影】

【归纳总结】学生根据学案表格，归纳总结析氢腐蚀和吸氧腐蚀异同

【讲授】金属电化学腐蚀的本质为金属成为原电池负极，其原子失去电子变成金属阳离子进入电解质溶液而使金属发生损耗。

【迁移应用】钢铁与潮湿空气或电解质溶液接触时，也会在其表面的杂质附近形成许多微小的原电池而被腐蚀，试分析腐蚀过程，写出有关的电极反应式和总反应式。

【投影】钢铁腐蚀照片

【展示】学生上黑板展示有关电极反应式和总反应式

【投影点评】

【归纳总结】学生完成学案表格归纳总结化学腐蚀和电化学腐蚀区别和联系。

【投影】

【总结】无论是电化学腐蚀还是化学腐蚀，金属腐蚀的本质就是金属原子失去电子被氧化损耗的过程。

【课堂小结】

本节课课堂知识容量较小，内容难度不大，主要是通过学生自主阅读和自主交流研讨方式进行学习。了解电化学腐蚀和化学腐蚀的区别和联系，认识电化学腐蚀的两种类型析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理。