高中化学人教版选修四第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护铁的吸氧腐蚀》说课稿.docx
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高中化学人教版选修四第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护铁的吸氧腐蚀》说课稿
《金属的电化学腐蚀与防护——铁的吸氧腐蚀》说课稿
南昌十九中曾建明
今天,我说课的题目是:
《金属的电化学腐蚀与防护——铁的吸氧腐蚀》,下面,我将围绕本课“教什么”“怎么教”“为什么这样教”三个问题,从教材分析,学情分析,教学目标,教学方法,教学过程设计,板书设计六个方面加以分析和说明。
一、教材分析
本节课出自人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《化学反应原理(选修四)第四节。
主要包括:
金属的电化学腐蚀和金属的电化学防护。
重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池;讲述了防护金属腐蚀的主要方法,并具体介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
对原电池原理和电解原理的较高层次的应用,加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。
本节课是对氧化还原反应知识的延伸,也是对本章前面学习的原电池和电解池知识的深入理解和运用,既体现了教材循序渐进、由易到难的编排意图,又符合学生的知识水平和认知水平;既分散了难点,又减轻了负担,有利于学生更好的掌握知识。
二、学情分析
从学生的在知识储备上来看,他们在初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验,掌握原电池的基本原理知识及金属的还原性与活泼性关系;在能力水平上具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力;而且,本节内容紧密联系实际,学生学习兴趣浓厚,具备了主动探究的原动力。
存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象,缺少生活经验,缺乏一定的综合思维能力。
通过本节学习,有助于学生将感性认识转化为理性认识,从而体会化学学习的价值,更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
三、教学目标
按照《高中化学新课程标准》的要求,结合学生的实际情况,确定如下三维目标:
1知识与技能:
①了解金属腐蚀带来的危害,认识防止金属腐蚀的重要意义。
②了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义,认识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知道常见的防止金属腐蚀的方法,并能解释其原理。
2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。
3情感态度与价值观
①通过金属腐蚀对生产、生活的影响,感受化学对人类进步的意义。
②通过参与科学探究,学会与人合作、交流,共同研究,探讨科学问题。
【重点和难点】
我是根据新课标的要求、教材内容的设置以及对今后教学的影响来制定教学重、难点的。
重点:
金属的电化学腐蚀及金属电化学防护原理
难点:
钢铁吸氧腐蚀的电化学原理
四、教学方法
【教法】美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛中讲过:
“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力,就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。
”为了激发学生的好奇心和求知欲,本节课采用“探究式教学法”“实验法”“讨论法”“数字化实验辅助”相结合,立足新课程,突出学生的主体性和教师的主导性。
通过身边的事情创设学习情景,提出问题。
让学生通过实验发现新问题、提出问题,进而解决问题。
【学法】教学矛盾的主要方面是学生的学,学是中心,会是目的,因此,教师要启发、引导、层层深入,调动学生的兴趣和积极性,让学生主动学习。
实验是反映化学学科科学特点,学习化学知识的最有效途径,所以采取实验促学法:
通过教师的演示,学生的动手操作,观察分析实验现象,促使学生主动探究的奥妙。
通过学生对问题的探究、讨论、实验、归纳,最终掌握金属的吸氧腐蚀的原理。
五、教学过程设计
教与学有机结合而对立统一,良好的教学设想,必须通过教学实践来体现,教师必须善于驾驭教法,知道学法,完成教学目标,从而使学生愉快地,顺利的,认真的,科学的接受知识,本节课主要通过以下五个环节来实现:
1、情景引入目标展示
通过多媒体教学向同学展示一些日常生活中金属被腐蚀的画面、数据、以及每年金属腐蚀所造成的损失,以此来激发学生的学习乐趣和积极性。
2、自主学习
通过创设问题情景:
“据报道,全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占国内生产总值的2%-4%,超过地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和。
以我国为例,金属的腐蚀在2013年至少造成6700亿人民币的损失”;引发学生的思考。
通过自学问题:
“什么是金属的腐蚀?
金属腐蚀的实质是什么?
金属腐蚀现象的发生可能有哪些方式?
”引导学生认识金属腐蚀的实质是发生了氧化反应,通过讨论腐蚀的方式能与新学内容联系起来,让学生先从概念上认识金属电化学腐蚀的实质,然后再进行实验探究、具体认知。
3、实验探究
综合比较人教版与苏教版中有关吸氧腐蚀探究实验,实验有以下问题及学生会有以下困惑:
①试管内壁受浸润程度、混合物撒入内壁后的附着程度②塞紧橡胶塞或插入夹上止水夹的导管对实验现象有影响③实验未证明是O2参与反应、学生对O2得电子不易理解④实验中无法观察到铁失电子后是Fe2+还是Fe3+。
为此对吸氧腐蚀实验进行了以下优化改进:
序号
实验问题与学生困惑
设想的解决方案
1
试管内壁受浸润程度、混合物撒入内壁后的附着程度
在试管内壁贴有吸收定量溶液的滤纸,将混合物均匀撒在滤纸上
2
塞紧橡胶塞或插入夹上止水夹的导管对实验现象有影响
改用相对压强传感器测量体系压强变化
3
实验未证明是O2参与反应、学生对O2得电子不易理解
用氧气传感器测量体系中的O2含量变化,酚酞验证是否有OH-生成
4
实验中无法观察到铁失电子后是Fe2+还是Fe3+
Fe3+与KSCN溶液有血红色出现可检验Fe3+,
Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液生成滕氏蓝沉淀可检验Fe2+
【学生实验探究】
(1)实验用品与仪器及装置
炭粉、还原铁粉、2mol/L氯化钠溶液、酚酞溶液、0.1mol/LKSCN溶液、0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液、橡皮塞、乳胶管、导气管、三颈瓶、铁架台、氧气传感器、相对压强传感器、USB数据线、计算机。
(2)实验步骤
①用数据线连接计算机、数据采集器、氧气传感器、相对压强传感器。
打开实验软件,对氧气传感器校准,相对压强传感器调零,设置实验软件,准备记录。
②将滤纸卷成圆筒状插入三颈瓶。
量取2mol/L氯化钠溶液4mL(使滤纸完全润湿的量)倒入三颈瓶内,倾斜并转动三颈瓶使溶液完全浸润滤纸。
③在滤纸的3个侧面分别滴2滴酚酞溶液、0.1mol/LKSCN溶液、0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液。
④将2.0g铁粉和2.5g炭粉混合均匀,边抖动称量纸上的混合物边转动倾斜的三颈瓶,使其均匀撒入在三颈瓶内壁的滤纸上。
⑤迅速在三颈瓶口插入氧气电极(含配套胶塞),将连有相对压强传感器的橡胶管接到管口,即组装成如图2所示的实验装置。
⑥点击实验软件的“开始”,自动采集三颈瓶中O2含量和相对压强的数据。
(3)实验现象及结论
序号
实验现象
实验结论
1
滴有酚酞溶液的部位显红色,
证明有OH-生成,即接受电子的是溶液中的O2而不是H+;
2
滴有KSCN溶液的部位没有显红色,
证明没有Fe3+生成;
3
滴有K3[Fe(CN)6]溶液的部位出现蓝色,
证明有Fe2+生成;
4
出现墨绿色并逐渐变成斑状褐色,
说明生成了Fe(OH)2进一步被O2氧化成Fe(OH)3。
①三颈瓶内实验现象:
滴有酚酞溶液的部位显红色,
滴有KSCN溶液的部位没有显红色
滴有K3[Fe(CN)6]溶液的部位出现蓝色
其他部位出现墨绿色并逐渐变成斑状褐色,说明生成了Fe(OH)2进一步被O2氧化成Fe(OH)3。
用手触摸三颈瓶外壁,能感到三颈瓶温度明显上升,三颈瓶上部无滤纸处的内壁可以看到小水珠,说明Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O,进而形成铁锈
(4)实验数据处理
图1氧气浓度的变化情况
图2压强的变化情况
实验结果及讨论:
通过图1可以看出,本次测量中,瓶内空气中氧气的浓度在不断地缓慢减少,利用氧气传感器可使我们在较短时间内看出变化趋势。
通过图2可以看出,此时瓶内相对压强由零不断减小(由于加完试剂塞紧胶塞等过程中瓶内的反应已经进行,所以导致瓶内相对压强略小于零),随着氧气浓度的减小,压强也在下降。
通过实验探索和讨论,总结吸氧腐蚀的电化学原理,认清吸氧腐蚀的本质;培养学生的讨论,归纳总结的能力。
4、合作交流
通过创设问题情景:
“请根据生活常识以及金属被腐蚀的原理,联系原电池和电解的原理,讨论金属的防护措施主要有哪些?
并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。
”
引导学生小组合作交流,归纳总结,交流展示;通过合作交流的提示使学生明确讨论交流的方向,使学生学会多角度分析问题的方法,培养分析问题、解决问题的能力。
5、归纳总结
通过本节课的讲解、实验探究得出本节课重要的结论,并对本节课的重点和难点进行回顾,使学生能够把握住自己学习的方向和侧重点。
引导学生自主总结,既调动了学生的积极性体现了学生的主体地位,又锻炼了学生的总结把握知识的能力和表达能力。
同时回扣本节课教学目标。
六、板书设计
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- 关 键 词:
- 金属的电化学腐蚀与防护铁的吸氧腐蚀 高中化学 人教版 选修 第四 金属 电化学 腐蚀 防护 吸氧 说课稿