1、第一节 化学反应与能量变化第5课时 本章教材分析1.教材地位和作用(1)本章内容分为两个部分化学反应与能量变化、化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点 和进程的入门性知识。同时，本章内容又在社会生产、生活和科学研究中有广泛的应用，对人类文明进步和现代化发展有重大价值，与我们每个人息息相关。因此，化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修4化学反应原理中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统、深入地学习化学反应
2、与能量、化学反应速率和化学平衡的原理。本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修4化学反应原理的学习奠定必要的基础。学生通过学习化学能与热能、化学能与电能的相互转化及其应用，对化学在提高能源的利用率与开发新能源中的作用与贡献有初步的认识；通过引入新型化学电池开发与利用的知识，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会；通过对化学反应速率和限度的学习与讨论，学生将对化学反应的条件有更深的认识。这些都会增进学生对化学学习的兴趣，使学生体会化学学习的价值。(2)内容的选择与呈现新课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段
3、性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的状态。根据新课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，在此只点出化学键的断裂和形成是其主要原因，并笼统地将化学反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，不予深究。关于化学能与热能、化学能与电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置化学电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。在化学电池中，通过原电池和传统干电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化
4、学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。关于化学反应速率及其影响因素，通过实例和实验使学生形成初步认识，不涉及对反应速率进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算。反应限度是通过实验和化学史实(炼铁高炉尾气之谜)来说明其存在，虽涉及了反应的“可逆性”及“平衡状态”，但未从原理、定义的高度予以重点讨论。反应条件的控制是建立在上述二者的基础之上，选取了“燃料的燃烧效率”这一常见的典型例子进行综合分析，从中了解控制反应条件的重要性，训练分析问题的思路与方法。这一实例分析，既与学生的日常生活经验相联系，又与初中“燃料的燃烧”相衔接。本章在选材上尽量将化学原理与实验、实例相结合，对化学概
5、念或术语(如化学能、化学电池、催化剂、反应限度等)采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度。同时注意与学生经验、社会发展、高新技术、化学史实、相关学科(如物理、生物等)相联系，力求使本章学习内容在相应的“知识生态”中呈现，体现其知识的生长性、环境性、综合性和发展性。2.教学重点和难点教学重点(1)化学能与热能之间的内在联系，以及化学能与热能的相互转化。(2)化学能与电能之间相互转化。(3)化学反应速率和反应的限度。教学难点(1)化学能与热能之间的内在联系。(2)化学能转化为电能的原理。(3)化学反应的限度。 教材分析本节在学习第六章化学能与热能的基础上，进入化学能与电能的学
6、习。学生已经了解了化学能转化为热能的相关知识。通过本节知识的学习既可以为前面所学知识增加感性认识材料，又可以深化对化学反应与能量的理解，起到承上、加深巩固的作用。同时可以帮助学生认识到化学在促进社会发展、改善人类生活条件等方面所起到的重要作用。原电池的构成、原电池原理是本节重要内容，通过对原电池原理、干电池、新型电池的学习，使学生体会化学对社会发展和人类进步的重要作用。 学情分析1.学生的知识、技能的基础。学生在学习本节之前，已初步理解了能量守恒的化学思想，知道化学能可以转化为热能。但学生对化学能转化为其他形式的能、转化原理的认识有待进一步培养和提高。2.学生认知心理特点及认知发展水平。对化学
7、实验充满期待和向往，所以应创设教学情境，激发学习兴趣，用兴趣带动学习。 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
8、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
9、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。【学生活动】观看图片，聆听讲解。惊诧之余，体会感悟：金属腐蚀不可等闲视之！【设计意图】创设情景，
10、结合生活实际和触目惊心的数据，让学生对金属的腐蚀有直观的感受，产生浓厚的兴趣，进入新课的学习。【讲述】这节课我们就一起来学习有关金属腐蚀和防护知识，本节课我们的学习目标如下，请大家快速浏览，了解我们本节课的任务。【多媒体展示教学目标】1.了解金属腐蚀的本质及分类，特别是电化学腐蚀的原理 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.了解金属防护的方法，培养分析并解决生活中实际问题的能力 4.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 【学生活动】浏览标题，明确学习目标。宏观把握，联想质疑。【设计意图】让学生整体把握
11、本节内容的同时，控制信息的接受范围，随时排除干扰性知识。教学环节二：自主学习【过渡】据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约占生产总值的2%-4%，超过地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和。据统计，2014年因金属的腐蚀在我国至少造成6700亿人民币的损失。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，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？【多媒体呈现问题】1：什么是金属的腐蚀？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？【讲述】请大家结合氧化还原反应知识和教材思考以上问题。【学生活动】阅读课本、思考回答金属腐蚀是金属表面因发
12、生氧化反应而遭到破坏。化学腐蚀（表面与周围物质发生化学反应）电化学腐蚀（因电化学作用而发生的腐蚀）【板书】三、金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的方式：化学腐蚀 电化学腐蚀【学生活动】识记、会判别两种腐蚀方式。【设计意图】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腐蚀的实质，下面再进行实验探究、具体认知。教学环节三：实验探究【过渡】我们已经知道，钢铁生锈是铁与空气中的氧气以及水蒸气反应的结果。那么，空气中的氧气和水是怎样使钢铁生锈的呢？下面我们通过实验进行探究有关金属电化学腐蚀的原理。【多媒体呈现问题】2：钢铁及其制品通常为含碳的铁合
13、金，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？电化学腐蚀的原理是什么？【探究实验】向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用稀盐酸和氯化钠润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按下图装置好仪器。【讲述】请同学们阅读教材了解金属电化学腐蚀原理。根据课前准备组装仪器，混合并加入药品稍后观察实现现象。【学生活动】阅读教材自学有关金属电化学腐蚀的原理，动手实验：混合并加入药品后观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。【提问】请大家结合实验现象思考以下问题思考1：导管中的水柱变化说明什么问题？_。思考2：向铁粉中加入
14、炭粉的作用是什么？_。【回答】水柱液面升高，说明试管内有气体消耗，压强减小 水柱液面降低，说明试管内有气体生成，压强增大 碳粉做正极与铁形成原电池，加速铁被腐蚀。【提问】请大家根据原电池原理和阅读自学结果，写出电极反应式及电池反应方程式。完成以下问题（两名同学上板板演）a装置中：负极：_正极：_，电池反应： _。a装置中进一步反应：_，b装置中:负极： 正极： ，电池反应： 。结论：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。当钢铁处于酸性气氛中时，易发生 腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于 腐蚀。【板书】2.金属的电化学腐蚀 析氢腐蚀（酸性） 吸氧腐蚀（中性或弱酸性）归纳总结：多媒体展示析氢腐蚀和
15、吸氧腐蚀对比表格析氢腐蚀吸氧腐蚀发生条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极: Fe 2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 负极: 2Fe 4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-总反应Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 2Fe + O2+2H2O=2 Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3联系两种腐蚀同时存在，但后者较普遍【设计意图】通过探究实验培养学生观察分析问题能力，同时通过两个对比实验，使学生加深对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的认识，从而解决本节课的重点和难点。教学环节四：合作交流【过渡】我们了解了
16、金属腐蚀的原理，那么如何防止金属被腐蚀呢？【多媒体呈现问题】3：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？【提示】可以从以下几方面探讨（1）增强金属本身的抗蚀性；（2）阻止其发生原电池反应；（3）应用电化学原理（原电池原理、电解原理）。【讲授】请大家根据以上提示，结合教材，小组合作交流，归纳总结。【学生活动】阅读教材，小组交流，归纳总结【教师活动】找一小组展示合作交流结果，根据小组讨论交流结果，归纳总结。【板书】3.金属的防护方法(1)覆盖保护层(涂油漆、电镀、钝化)(2)电化学保护：牺牲阳极保护法原电池原理 外加电流阴极保护法电解池原理【设计意
17、图】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。环节五：当堂检测1.下列叙述不正确的是( C )A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍 B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉来接铁板，铁板反而易被腐蚀D.金属被腐蚀的本质是M-ne-=Mn+而被损耗2.下列金属的防腐措施中，属于电化学保护法的是( C )A.用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍支撑金属或合金C.在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭 D.金属表面喷漆3如图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和盐酸，各加入生铁块，放置一
18、段时间。下列有关描述错误的是( B )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀4.下列金属防护的方法不正确的是 ( B )A对健身器材涂油漆以防止生锈B马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化，继续保护铁C用牺牲锌块的方法来保护船身D自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈教学环节六：归纳总结【引导】同学们，通过本节课的学习，在知识上你有哪些收获？我们运用了哪些解决问题的方法？通过本节学习你受到什么启发？【学生活动】结合板书总结学习收获 （找一名同学总结）【教师补充归纳】这一节课我
19、们主要学习了金属腐蚀的两个基本类型化学腐蚀和电化学腐蚀，了解了析氢腐蚀与吸氧腐蚀，重点认识了生活中最为普遍的吸氧腐蚀原理。 最后，我们还结合生产生活实际，进一步了解了金属的电化学防护2种方法。【设计意图】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。 板书设计第二章 化学反应与能量第1节 化学反应与能量变化第5课时 金属的腐蚀和防护1.金属的腐蚀（1）化学腐蚀 （2）电化学腐蚀 析氢腐蚀（酸性） 吸氧腐蚀（中性或弱酸性）2.金属的防护方法（1）覆盖保护层 （2）电化学保护 牺牲阳极保护法原电池原理 外加电流阴极保护法电解池原理 11 / 11
