《金属的吸氧腐蚀创新设计》说课稿(省级化学实验说课大赛获奖案例).doc

《金属的吸氧腐蚀创新设计》说课稿

一、使用教材

人教版普通高中课程标准实验教科书：《化学》选修4?第四章第4节

二、实验器材

实验1：铁钉、碳粉、集气瓶、氧气传感器、数据采集器、计算机

实验2：U形管、自制底座、铁丝、碳棒、铁氰化钾溶液、酚酞试剂、增氧泵

图1?定性检验吸氧腐蚀过程中氧气含量变化图2?定性检验吸氧腐蚀两极产物?

三、实验创新要点

1.利用氧气传感器直接测定吸氧腐蚀过程中氧气含量变化，证明氧气参与了反应；

2.设计原电池装置：铁、碳在接近中性电解质溶液中，形成原电池，产生电流使电流表指针发生偏转，引导学生理解反应原理，学会分析正负极电极反应式；

3.定性检验两极产物，铁氰化钾检验负极产物亚铁离子，酚酞检验正极产物氢氧根离子；

4.自制实验装置固定U形管，方便携带，白色背板便于观察颜色变化。

四、实验原理/实验设计思路

1.实验原理：

负极：Fe–2e-=Fe2+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

2.设计思路：本部分内容的传统教学主要利用红墨水液面变化验证吸氧腐蚀，学生对于氧气参与反应以及生成物存在较大困惑。基于学生的疑惑，设计实验首先验证吸氧腐蚀过程中氧气参与反应，第二，验证吸氧腐蚀过程中，氧气得到电子的产物是氢氧根离子。

五、实验教学目标

1.知识与技能

掌握吸氧腐蚀原理，学会借助现代技术教学手段从宏观和微观角度把握实质

2.过程与方法

以化学学科核心素养的理念为理论指导进行教学

3.情感态度与价值观

通过吸氧腐蚀的危害培养学生强烈的社会责任感和保护、节约的意识

六、实验教学内容

实验1：利用数字化手持技术通过氧气传感器来测定钢铁腐蚀过程中氧气含量的变化。

取两块铁片，用接近中性的电解质溶液浸湿，在铁片表面撒上碳粉，放在集气瓶中，（展示氧气传感器）将氧气传感器插入集气瓶中来测定氧气含量。请同学们观察并记录起始的读数。过一会再看计算机上示数变化。

实验2：定性检验吸氧腐蚀两极产物

在U型管中加入接近中性的电解质溶液，在插入铁丝的一端滴加铁氰化钾，在插入碳棒的一端滴加酚酞，将导气管插入碳棒一极，用导线连接在电流表上，观察现象。发现电流表指针偏转，说明形成了原电池。利用生活中常见的鱼缸增氧泵向正极通入空气，请注意观察现象。

七、实验教学过程

【引入】请大家看看屏幕上的这几张图片，我们发现在生活中金属很容易生锈，这就是金属腐蚀的现象。金属腐蚀会带来很多危害，会使地下管道泄露、轮船损坏；会使仪器、仪表精密度降低，直至报废；据不完全统计，全世界每年由于金属腐蚀造成的经济损失巨大，远超过地震、台风等自然灾害损失之和。那么我们该如何防护金属的腐蚀呢？

【分析原理】要进行金属的防护必须先明白金属腐蚀的原理。钢铁是生活中常用的金属，请问钢铁是纯铁吗？不是，钢铁中往往还含有少量碳等其他杂质。当钢铁暴露在潮湿的空气中，水蒸气附着在表面，会形成一层薄薄的水膜，氧气、二氧化碳等气体溶于水会形成弱酸性或中性的电解质溶液。因此，钢铁腐蚀实际上发生了电化学反应。

根据原电池原理，我们来分析一下：什么做负极？发生了什么反应？负极的产物是什么？那么什么做正极？又发生了什么反应？是什么参与了正极的反应？那么我们的猜想是否正确呢？下面我们通过实验来进行验证。

【实验验证】实验验证1：利用数字化手持技术通过氧气传感器来测定钢铁腐蚀过程中氧气含量的变化。

取两块铁片，用接近中性的电解质溶液浸湿，在铁片表面撒上碳粉，放在集气瓶中，（展示氧气传感器）将氧气传感器插入集气瓶中来测定氧气含量。请大家看，起始的读数是？

本实验中用到的手持技术，又称为掌上实验室，主要由传感器、数据采集器、计算机及其配套软件几个部分组成。通过这一套装置，我们可以从电脑上直接看出氧气含量的变化。请大家仔细观察，在很短的时间内，我们就看到氧气含量减小，而且这种下降的趋势还会继续下去。氧气的含量减小说明氧气参与了反应。我们又该如何来检验两极的产物呢？

实验验证2：我们再通过定性的方法进行双重验证。首先我们来分析正极产物，氧气在正极参与反应，会生成什么呢？经验告诉我们，氧气参与正极反应的产物会受到电解质溶液酸碱性的影响。请同学们思考一下，氧气在电解质溶液中参与反应，会生成什么？会生成氢氧根离子。我们怎么来检验氢氧根离子？现象是什么？

正极原理我们已经确认，那么如何检验负极产物Fe2+呢？今天老师向大家介绍一种检验Fe2+的试剂：铁氰化钾，亚铁离子遇铁氰化钾产生蓝色沉淀。下面我们开始实验。

在U型管中加入接近中性的电解质溶液，在插入铁丝的一端滴加铁氰化钾，在插入碳棒的一端滴加酚酞，将导气管插入碳棒一极，用导线连接在电流表上，观察现象。发现电流表指针偏转，说明形成了原电池。利用生活中常见的鱼缸增氧泵向正极通入氧气，请注意观察现象。细心的