高中化学 32《金属的腐蚀和防护》教案 新人教版选修1.docx

高中化学 32《金属的腐蚀和防护》教案 新人教版选修1.docx

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高中化学32《金属的腐蚀和防护》教案新人教版选修1

2019-2020年高中化学3.2《金属的腐蚀和防护》教案新人教版选修1

【教学目标】

1.感知生活中金属腐蚀存在及腐蚀的类型；

2.了解电化学腐蚀的原理，并对比掌握吸氧腐蚀与析氢腐蚀的异同；

3.认识金属防护的一般方法；

【教学重难点】金属的电化腐蚀

新课导入：

（展示各种金属腐蚀的图片）

金属腐蚀

金属腐蚀的现象在我们身边无处不在，每年给我国带来的损失数以亿计，那作为每一位中华儿女我们可以怎样做呢？

你了解金属腐蚀的原理吗？

你知道多少种金属防护方法？

今天我们就来学习金属的腐蚀与防护的知识。

学生活动：

阅读教材P54～56金属的腐蚀，归纳总结，尝试回答以下问题：

1.什么是金属腐蚀？

2.金属腐蚀后的特征是什么？

3.金属腐蚀的本质是什么？

知识讲解：

1.金属腐蚀：

指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程；

2.金属腐蚀后的特征：

在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化；

3.本质：

金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）：

M–neˉ===Mn+

设问：

从文献当中查找到的已知信息：

Fe具有较强的抗腐蚀性，但生活当中我们却经常可以看到Fe生锈的例子，这是为什么呢？

钢铁究竟如何被腐蚀掉的呢？

知识讲解：

4.金属腐蚀的类型：

化学腐蚀：

金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。

电化学腐蚀：

不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生氧化还原放应，比较活泼的金属失去电子被氧化。

探究实验：

不同条件下铁钉的锈蚀（视频或动画展示）

设问：

为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？

知识讲解：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

发生条件

钢铁表面吸附的水膜呈现酸性。

钢铁表面吸附的水膜中溶有O2，并呈极弱酸性或中性。

电极

反应

负极

Fe–2e–===Fe2+

正极

2H++2e–===H2↑

O2+2H2O+4e–===4OH–

原电池形成的条件：

①有两种活性不同的金属（或非金属）作电极；

②两电极同时插入电解质溶液中；

③构成闭合回路；

学生活动：

分小组讨论以下问题

（1）比较化学腐蚀、电化学腐蚀的反应本质；

（2）比较化学腐蚀、电化学腐蚀的条件；

（3）比较化学腐蚀、电化学腐蚀的过程；

（4）分析金属腐蚀的主要途径；

小结：

化学腐蚀（次要）

电化学腐蚀（主要）

条件

金属跟氧化剂直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象

无电流产生

有微弱电流

本质

金属被氧化的过程

较活泼的金属被氧化的过程

相互关系

化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生

设问：

金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。

据统计，每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10％。

因此防止金属腐蚀有很重要的意义。

金属的防护方法有多种呢？

学生活动：

小组讨论归纳总结

小结：

（1）对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质；

（2）对机器、仪表及时保养，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触；

（3）根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离，如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等；

（4）选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金，如炼制不锈钢、耐酸钢等；

（5）采用电化学防护方法，如在钢铁的船体上焊接上较活

2019-2020年高中化学3.2《铁、铜的获取及应用》教案苏教版必修1

一、学习目标

（1）了解自然界中铁、铜的存在形式，掌握高炉炼铁的化学原理，简单了解湿法炼铜的过程。

（2）通过介绍我国悠久的铜、铁冶炼史，对学生进行爱国主义教育，体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。

（3）通过介绍铁和铜的使用情况，使学生认识到化学与生活的紧密联系，培养学生的社会责任感。

二、教学重点与难点

重点：

工业炼铁的原料、原理、设备、工艺流程与产物

三、设计思路

从学生熟悉的铜、铁及其化合物在生产、生活中的应用事例着手，引发学生对“它们在自然界如何存在，人类如何获取这些物质”的思考，通过图片、视频等媒体帮助学生掌握铁和铜的冶炼的内容，同时让学生感受化学为生活服务的意识。

四．教学过程

【创设情境】多媒体演示漂亮的流星雨。

（ppt2）

【讲述】流星雨落下的有的是陨石，有的是陨铁。

【展示】新疆大陨铁（ppt3）

【讲述】古代的人们就用陨铁制作工具，如种植时所用的铁锹、镰刀、斧头等，这就是人类最早利用的铁。

人类最早利用的铜，是来自于地球上自然存在的少量单质铜。

但是，陨石是稀有之物，比黄金和钻石还稀有。

单质铜也很稀少，是绝对满足不了人类对铁和铜的巨大需求的。

所以，简易的冶炼的方法也就慢慢地应运而生了。

我们先来看下自然界中存在的铁和铜的矿石。

【创设情景】展示自然界存在的各种铁、铜矿石的实物。

（ppt4、5）

【提问】它们在自然界如何存在？

【板书】一.铁、铜存在形式（ppt6）

主要以化合态形式存在于自然界。

【设疑1】为什么地球上只存在少量单质铜，而铁单质只存在于陨铁中?

【设问】铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属，它们在日常生活中的应用十分广泛，请同学举例常见的铁制品和铜制品有那些？

铁和铜的用途有那些？

【设疑2】1．你们知道如何将铁从化合态转化为游离态吗？

（ppt7）

2．选用哪些还原剂？

【学生活动】:

通过教材了解炼铜、炼铁的方法和工艺。

通过收集到的资料,小组交流讨论更多其他的炼铜、炼铁的方法。

【学生反馈】从铁、铜的化合物中提取铁、铜的其他可能途径:

制铁：

Al2O3+2Fe2Al+Fe2O3

3H2+Fe2O32Fe+3H2O

制铜：

H2+CuOCu+H2OCO+CuOCu+CO2Fe+CuCl2Cu+FeCl2

【板书】二．铁的冶炼

【展示】古代铁的冶炼图（ppt8）

【展示】请下面在座的同学们想一想，古代炼铁方法中所包含的化学原理和化学反应分别是什么呢？

【过渡】即使科技水平发展到现在，目前所用的冶炼方法基本还是此法，只不过设备已先进许多，生产已形成规模化，冶炼的水平已大幅度提高，所冶炼出来的铁的纯度已提高，生产工艺也得到了改进，对空气的污染也已减少。

【创设情景】播放视频:

高炉炼铁（ppt9）

【设疑3】根据炼铁中化学反应的原理,思考并回答下列问题:

（1）CO是怎样形成的?

（2）铁矿石是如何被还原的?

（3）石灰石的作用是什么?

【学生活动】看视频,然后讨论回答上述问题

【学习反馈】学生讨论。

【板书】（ppt10、11）

（1）原料：

铁矿石，焦炭，石灰石，空气

（2）基本反应原理：

3CO+Fe2O32Fe+3CO2

（3）设备：

高炉

（4）炼铁的主要反应过程：

①产生还原剂：

C+O2CO2CO2+C2CO

②还原铁矿石：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

③造渣（除脉石）：

CaCO3CO2+CaO

CaO+SiO2CaSiO3

（5）炼铁产品：

生铁

【情境】我国纪念1996年钢铁产量超亿吨而发行的邮票。

（ppt12）

【讲述】用热还原法冶炼出来的不是纯铁，是生铁。

生铁的含碳量在2％—4.3％之间，将生铁进一步炼制，降低其中杂质的含量，得到的物质含碳量在0.03％—2％之间，就是钢，钢的用途更广泛。

【过渡】那么人类又是如何从自然界获取铜？

【提问】1．“青铜时代”人类是怎样炼铜的？

【板书】（ppt13）

二．铜的冶炼

1.湿法炼铜：

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

【提问】现在的冶炼方法？

【板书】

2.火法炼铜:

3、生物炼铜的原理是什么？

【提问】生物炼铜有什么优点？

【巩固练习】（ppt14）

1．铁和铜在自然界中主要以化合物的形式存在.工业上铁的冶炼是在炼铁高炉中进行的，原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。

冶炼的过程将氧化铁还原为单质铁的方程式为：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

2．在高温下可还原氧化铁的化合物是（  D    ）

 A．焦炭      B．氢气      　　　C．二氧化碳    　　     D．一氧化碳

【结束语】通过这节课,大家都对金属铁和铜在自然界的存在方式及冶炼方法有了一个较为详尽的了解。

我们知道科学技术是处在不断的发展变化之中的，新的技术、新的冶炼方法也会被逐渐地被发现。

【作业】1．完成“练习与实践”：

第4题

2．上网查资料

①随着科技的发展，新的炼铁方法是否已应运而生？

新的炼铁方法的优势何在？

②我国细菌冶金的研究和应用情况。

第2单元课时2铁、铜及其化合物的应用

一、学习目标

（1）复习巩固已学的铁、铜的物理及化学性质；学习铁、铜的新的化学性质；学会用图示方法自主构建铁的不同价态相互转化的关系。

（2）采用实验探究的方法，掌握Fe3+、Fe2+的性质及相互转化条件，体验自主实验探究过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。

（3）认识化学与人类生产、生活的密切关系。

体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。

二、教学重点与难点

教学重点：

铁、铜及其化合物的性质，Fe3+与Fe2+的相互转化。

教学难点：

Fe3+与Fe2+的相互转化。

三、设计思路

主要采用师生共同讨论、归纳知识与学生实验探究相结合的教学模式，通过回顾前面学习的知识来比较铜与铁性质上的异同，找出铁、铜反应后产物的不同与氧化剂强弱的规律，并通过实验探究Fe2+、Fe3+的性质以及Fe2+、Fe3+的相互转化关系，从而帮助学生构建“铁三角”关系。

四、教学过程

【播放】古代的铁和铜制品。

（ppt2、3）

【设问】古代的时候，人们已经知道利用铁和铜制作各种物品了。

提起“铁”，大家对它的第一感觉是什么？

【引导】虽然铁外表看起来是黑色的，其实，纯铁是银白色的，质软的。

【展示】一块铜片、一块铁片（用砂纸打磨过）、一小瓶铁粉。

【提问】根据实物和我们生活中铁、铜的应用，归纳下铁铜的物理性质。

【讨论投影】一．单质的物理性质：

（ppt4）

共同点

不同点

铁

具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热

纯净的单质铁为银白色，有良好的延展性，质地较软的固体，可被磁化

铜

铜具有与众不同的紫红色，质地较硬的固体

【提问】在前面的学习中，我们已经了解了铁、铜与其他物质发生的一些反应，请你归纳一下这些反应。

【投影】（ppt5）

二．单质的化学性质：

铁

铜

与非金属

反应

 2Fe+3Cl22FeCl3

3Fe+2O2Fe3O4

 Cu+Cl2CuCl2

Cu+O22CuO

与盐酸反应

 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑

不反应

与盐溶液

反应

 Fe+CuSO4====CuSO4+Fe

 Cu+2AgNO3====Cu（NO3）2+2Ag

【设问】分析铁和铜分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物，你有何发现?

【引导】请同学们从氧化还原反应的角度去思考：

铁反应产物的化合价与什么因素有关？

【小结】（ppt6）

1．Fe、Cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐溶液、某些还原剂等发生反应，在反应中充当还原剂。

铜在反应中一般转化为+2价的铜的化合物，铁在反应中可以转化为+2和+3价的铁离子。

2．反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关，铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为亚铁的化合物，铁与氧化