主题单元设计模板《电化学》主题单元设计模板

《电化学》主题单元设计模板

主题单

电化学

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学科领域（在□内打表示主属学科，打+表示相关学科）

□思想品德□语文□数学□体育

□音乐□美术□外语□物理

□生物□历史□地理

⑷化学

□科学□社区服务□社会实践

□信息技术

□劳动与技术

□其他（请列出）：

适用年级高二

所需时间6课时

主题学习概述（简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系,

主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500）

电化学单元是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、

合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。本单元是氧化还

原反应理论的具体应用，内容包括原电池、电解池、金属的电化学腐蚀与防护三部分内容。

本单元根据氧化还原反应是否自发分为三个专题，专题一：原电池一一如何设计一个装置来验证自

发的氧化还原反应？；专题二：电解池一一如何设计一个装置来验证非自发的氧化还原反应？；专题三:

金属为何会被腐蚀？如何防止金属的腐蚀？原电池是在学生在化学必修2中学习了由锌片、铜片和稀硫

酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理，进一步认识原电池的构成和反应原理，了解设计原

电池，选用正、负电极的原则。电解池部分充分运用氧化还原反应中，氧化性、还原性强弱顺序判断确

定离子的放电顺序，电镀侧重铜的电解精炼以及电冶金制取活泼金属的知识，目的是拓宽学生的知识面,

开拓他们的科学技术视野。综合运用重点是金属的电化学腐蚀与防护。

本单元通过设计一些有趣的实验和科学探究活动，便于增强学生探索化学反应原理的兴趣，提高学

习社会的责任感，同时树立学习和研究化学的远大志向。

主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）

知识与技能：

1.了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电池反应方程式。

2.了解电解池的工作原理，知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。

3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，知道防护金属腐蚀的方法。

过程与方法：

1.通过进行化学能转化为电能的探究活动，体验原电池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应

方程式。

2.通过“电解氯化铜溶液实验”探究，了解电解池工作原理，能正确判断电解池的阴极和阳极，能

正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。知道电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、

电冶金等方面的应用。

3.通过揭示金属腐蚀的严重性和危害性，分析发生金属腐蚀的原因，探讨防止金属腐蚀的思路和方

法。

情感态度与价值观：

1.通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的

贡献，体会能量守恒的意义。

2.通过电解原理在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用，激发学生学习的积极性，提高

学生社会责任感和公民意识。

3.在实验探究与交流活动中，训练学生的思维能力，以及分析处理信息的能力，学会合作与交流的

能力。

对应课标

1.通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理，能正确书写原电池的正、负极的

电极反应式及电池反应方程式。

2.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极

反应式及电解反应方程式。

3.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。

4.了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。

5.了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的

原因。

6.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。

7.通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法及其原理。

主题

单元1.如何设计一个实验装置来验证一个反应是自发的氧化还原反应？

问题2.如何设计一个实验装置来验证一个反应时非自发的氧化还原反应？

谢计3.金属为什么会被腐蚀？如何防止金属的腐蚀？

专题一、原电池（2课时）

专题

专题二、电解池（2课时）

划分

专题三、金属的电化学腐蚀与防护（2课时）

专题

原电池一一如何设计一个实验装置来验证一个反应是自发的氧化还原反应

所

课2课时

专题一概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果）

原电池，学生在化学必修2中对简单原电池有了初步了解。在本单元中通过设计带有盐桥的较复杂

的原电池，进一步认识原电池的构成和反应原理，了解设计原电池，选用正、负电极的原则。能写出其

电极反应和电池反应方程式。

本专题学习目标（描述该学习所要达到的主要目标）

1.使学生了解原电池的概念，理解原电池的化学原理。

2.初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。

1.怎样设计一个实验装置将自发的氧化还原反应（如Zn与CuSO,溶液的反应）所释放的能量转

本专化为电能？

题问

2.怎样判断一个装置是原电池？

题设

3.在原电池中，电解质溶液中阴、阳离子如何向两极移动？

计

4.原电池正、负极电极反应如何书写？从氧化还原角度分析两极各发生什么反应？

所需教学材料和资源（在此列出学习过程中所需的各种支持资源）

信息多媒体交互式电子白板

化资

源

常规每小组需要：烧杯、两个碳棒、铜片、锌片、铁片、铝片、导线、盐桥、电流计、硫酸铜溶液、

资源硫酸锌溶液、稀硫酸溶液

教学有交互式电子白板的实验室

支撑

环境

其记录用的笔、纸等

他

专题一原电池一一如何设计一个实验装置来验证一个反应是自发的氧化还原反应？

所需课时2课时

专题一概述（对专题内容进行简要的概述，并可附上相应的思维导图）

原电池，学生在化学必修2中对简单原电池有了初步了解。在本单元中通过设计带有盐桥的较复杂的原电池，进一步

认识原电池的构成和反应原理，了解设计原电池，选用正、负电极的原则。能写出其电极反应和电池反应方程式。

本专题学习目标（描述该学习所要达到的主要目标）

L使学生了解原电池的概念，理解原电池的化学原理。

2.初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。

1.怎样设计一个实验装置将自发的氧化还原反应（如Zn与CuSO,溶液的反应）所释放的能量转化为电能？

本专题问题2.怎样判断一个装置是原电池？

设计3.在原电池中，电解质溶液中阴、阳离子如何向两极移动？

4.原电池正、负极电极反应如何书写？从氧化还原角度分析两极各发生什么反应？

所需教学材料和资源（在此列出学习过程中所需的各种支持资源）

信息化多媒体交互式电子白板

资源

常规资每小组需要：烧杯、两个碳棒、铜片、锌片、铁片、铝片、导线、盐桥、电流计、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、

源稀硫酸溶液

教学支有交互式电子白板的实验室

撑环境

其记录用的笔、纸等

他

学教师活动学生活动设计意图

习【引入】通过格林太太的图片，病症，弓出原电池问题与思考：引入课题，

活课题。格林太太的病因是什么？激发学生学

动。二请你当医行一-能为她开个处方吗？习的兴趣。

格林太太是位漂亮.开朗、乐观的妇女当她开怀大笑的时候

人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是

设费金的-这是她富有的标志：另一颗是不锈钢的——这是一次车

据后留下的痕迹

令人百思不解的是，自从车祸以后,格林太太经常头痛、夜间

计失眠、心情烦躁…医生搅尽了脑汁.格林太太的病情仍未好转……

（针一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因

化学家发现了什么?你越为格林太太开一个药方吗?

对该

专题

所选

【实验探究一】将一锌片、铜片平行插入稀硫酸中。观察实验现象，回答问题。通过实验，

择的

【问题讨论一】我们可观察到什么现象？说明了什观察，思考，

活动

么问题？发现问题，

+2+

形式Zn+2H=Zn+H2t解决问题。

Nn电：u

及过【实验探究二】在实验一的基础上用一根导线将铜'Iu

程）片和锌片连接起来锻炼学生的

【问题讨论二】我们又观察到什么现象？铜片上的分析推理能

气泡可能是什么气体？H元素原来是以什么形式存力。

在的？从氢离子到氢气，氢离子是得到电子还是失

细观察:由实验现象，回答问题

去电子？得到的电子是谁失去的？锌失去的电子是

二U

怎样转移到铜片上去的？怎么验证你的猜想？

H2SO4

【实验探究三】在实验二的基础上，在导线中接入观察实验现象，得出实验结论。通过实验验

一电流计u证理论猜

TZnJ—<Z）-jC.

【问题讨论三】仔细观察电流计指针有什么变化？测。

探究问题的过程：

Ln2oU4

发现问题》提出猜想>

验证猜想》得出结论

一.原电池：把化学能转化为电能的装置叫原电池。聆听揭示本质，

原电池的工作原理：原电池将氧化还原反应分开在负极（锌）：Zn-2e-=Zn2+培养分析问

两个电极上发生。还原剂所失去的电子通过导线流（氧化反应）题能力。

正极（铜）：2H++2el=Hzt

向另一电电极，氧化剂再从电极上得到电子而被还

原。（还原反应）

+2+

【提问】作为电池，有正极和负极之分，请问锌片Zn+2H=Zn+H2f增强学生的

和铜片谁是负极、谁是正极？你的判断依据？小试牛刀：实验动手能

【启发】从物理角度分析电池的电极是怎样定义将一铝片和铜片插入稀盐酸构成的原电力，巩固所

的？池中：学知识。

电极和电极反应正极：_____；________________

负极（Zn）:电子流出，电流流入的电极；正极（Cu）:负极：_____；__________________

电子流入，电流流出的电极.总反应：____________________

验证实验,并判断正负极的正切性。

二.探讨原电池的组成条件观察三幅图片，对照三组实验，得出原电培养归纳、

课件展示：池的三个形成条件抽象能力。

实验一：①要有活泼性不同的两种金属（或一种为透过现象，

实验二：非金属导体）做电极抓住问题本

实验三：②要有电解质溶液质。

③组成闭合回路

课堂练习（动画展示）动手,动口，动脑巩固提高

你当好医生了吗？分析格林太太的病因，并开处方学以致用

课堂小结：回顾课堂教学内容将知识形成

本课主要学习了原电池的工作原理；电极和电极反一个网络

应；构成原电池的条件

教可评价的学习要素

学1.实验探究评价量规:

教

互

评价指标好[0,0.8]较好[0.8,0.6]需改进[0.6,0]自

师

评

（权重）评

研究和搜收集大量的信息，所有的收集一些基本的信息，没有收集和该实验课

集信息都跟课题相关大部分和课题相关题相关的任何信息

（10分）

实验方案基本上是一个全新的设有较大改进，并引入了原版照搬课本方案与

（20分）计，并有根有据新想法，但依据上尚存步骤，没有任何改进

不足

实验操作规范、熟练较熟练地操作基本仪会操作基本仪器，但有

（20分）器，偶尔有不规范之处较多错误或有不规范

之处

合作交流经常合作，整个实验基本时而合作，相互沟通研很少合作

（20分）上在协作中完成。究状况

实验效果明显，持续、无安全问题、有较为明显的现象，成有现象出现，但有安全

（15分）讲做结合恰到好处功，但持续欠足，讲做问题，或基本成功，但

衔接基本恰当尚有明显失误或错误，

没有配合讲解

实验报告几乎没有文字错误，结构出现的文字表达错误不错误较多，或结构不完

（15分）严谨规范，解释简洁、科影响理解，结构基本合整、不规范，给理解造

学，并对可能性能作出预理，但没有对可能性进成一定困难

测行探讨

总评

2.对内容的掌握程度

评价方法：作业、测试

评价4分3分2分1分自师

项目评评

学习态度非常端正，学习非态度端正，学习认真态度比较端正，学习态度不端正，学习

态度常认真比较认真不认真

课堂学生积极主动参与教学生主动参与教学学生能够参与教学相学生不能够参与教

活动学相关的各项活动相关的各项活动关的各项活动学相关的各项活动

参与

学生学生积极主动回答问学生能够回答问题，学生能够回答问题，学生不能够回答问

回答题，思路清晰思路清晰思路不够清晰题，思路不清晰

问题

小组小组积极合作，认真讨小组能够合作，认真小组能够合作，讨论小组合作能力欠

合作论问题讨论问题问题不够认真佳，讨论问题不够

学习认真

课堂学生积极主动完成课学生能够完成课堂学生能够完成课堂训学生不能够完成课

训练堂训练，并且完全正确训练，基本正确练，正确率为低堂训练，正确率较

低

知识学生能够熟练掌握知学生能够掌握知识学生能够掌握知识学生不能够掌握知

掌握识点，并且能够将新知点，可以将新知识点点，基本上可以将新识点，不能将新知

程度识点纳入原有知识体纳入原有知识体系知识点纳入原有知识识点纳入知识体系

系体系

总分

3.学生课堂的参与情况

新授课评价量规

专题二电解池一一如何设计一个实验装置来验证一个反应时非自发的氧化还原反应？

所需课时2课时

专题二概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果

本专题教材以熔融氯化钠为例介绍了电解的原理。由于课程标准不要求介绍电极电势、分解电压等概念，因此这

里只是简单地说明电解的产物，而不能定量地分析电解过程中什么离子能参与放电。在电解原理的应用中，教科书简

单地介绍了电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气。电镀侧重铜的电解精炼以及电冶金制取活泼金属的知识，目的是

拓宽学生的知识面，开拓他们的科学技术视野。

本专题学习目标（描述该学习所要达到的主要目标）

L使学生掌握电解的原理，能够准确判断电解池的阴、阳极；

2.正确书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式；

3.会判断两极所发生的是氧化反应，还是还原反应；

4.掌握惰性材料做电极时，离子的放电顺序。

1.如何设计一个装置验证非自发的氧化还原反应（如氯化钠的分解）能够进行？

本专题问题设计2.电解池的工作原理是怎样的？

如何判断电解池的阴、阳两极离子的放电顺序？

所需教学材料和资源（在此列出学习过程中所需的各种支持资源）

信息化资源多媒体交互电子白板

每个实验小组：直流电源、石墨电极、铁电极、氯化铜溶液、饱和食盐水溶液、粗通、精铜、硫酸铜溶

常规资源

液、导线若干

教学支撑环有电子交互白板的实验室

境

其他记录用的笔、纸等

【自学提纲】

交流讨论1:电解熔融的氯化钠制金属钠：2NaCl_通电-2Na+CLt

学

习

活阴极n1阳极

动

设熔融氢化钠

计

（针

•通电后，熔融氯化钠中的Na，和C「的如何运动？

对该

•通过后电极表面分别发生什么反应？（写出电极反应式）

专题

•上述过程发生什么形式的能量转化？

所选

交流讨论2:用石墨电极电解饱和食盐水（滴有酚醐），记录实验现象。

择的

彳+----1

活动1_

0■n

形式

及过

程）

•溶液中存在哪些离子？

•阴极和阳极上产生的气体是什么？如何通过实验检验?

•写出阴极和阳极的电极反应式。

•阴极区酚醐变红的原因是什么？

实践活动

根据电解原理，某同学制作一个家用简易环保型消毒液发生器，如图所示，通过电解食

盐水制取NaClO消毒液。

•石墨电极哪端与电源正极相连？为什么？

•完成实验，并检验消毒液是否具有漂白性。

练习：将浓度为lmol/L的NaCl和HC1溶液各500mL混合，用石墨电极电解。

（1）写出电解过程中的电极反应式。

（2）电解过程中溶液的pH如何变化？

（3）当阴极收集到6.72L气体，阳极析出什么气体？其体积是多少？

【教学过程】

RPPT］：各种常用电池图片

这是我们生活中常用的电池，它们的原理都是利用自发的氧化还原反应产生电能，那么能否利用电能引发

非自发的氧化还原反应呢？

1799年，当意大利人发明了最原始的电池一一伏打电池之后，许多科学家进行了这方面的偿试和研究，直

到1807年,英国化学家戴维利用250节锌铜原电池串联起来用铝电极电解熔融的氢氧化钾时，奇迹发生了，

在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰，戴维发现了金属钾。到目前为止，在化工生产、

金属冶炼、日常生活中，电解方法已经广泛应用。

k展示】：家用次氯酸钠消毒液发生器。其原料是饱和食盐水，通电即生成次氯酸钠，其原理是什么呢？

通过本节课的学习将找到答案。（板书课题）

□'可题U能否举出几个通电发生的化学反应。

学生举出电解水，电解熔融氯化钠制钠，电解熔融氧化铝制铝。阴极阳极

k过渡】电解熔融的氯化钠生成钠和氯气，其反应过程是怎样的呢？

k交流讨论】电解熔融的氯化钠制金属钠：

通电

2NaCl=2Na+Cl2t

•通电后，熔融氯化钠中的Na,和C「的如何运动？

•通过后电极表面分别发生什么反应？（写出电极反应式）

•上述过程发生什么形式的能量转化？

K强调］教师强调，与电源负极相连的外电极称阴极，与外电源正极相连的外电极称阳极。

学生分组讨论后回答。阴极钠离子得电子生成金属钠，阳极氯离子失去电子生成氯气，电能转化氯化钠分

解吸收所需要的能量。

口演示动画』教师播放电解熔融氯化钠的微观过程动画。

K讲解》教师讲解电解原理。

教师强调：电解反应发生的关键是什么？接通电源。

通电后，电子主动从负极流入阴极，同时从阳极夺回电子流入正极。在外电源作用下，迫使溶液中的阳离

子在阴极得到电子，发生还原反应，阴离子从阳极失去电子，发生氧化反应。可见电解过程能使许多不能

自发进行的、难于分解的反应顺利进行，其原因是电能转化为化学能。

k过渡】电解熔融的氯化钠反应过程如上，那么电解氯化钠溶液反应情况是否也一样呢？

K播放录像》用石墨电极电解滴有酚醐的饱和食盐水，观察实验现象。

学生观看录像，记录实验现象

K交流讨论H［二'"&+

•溶液中存在哪些离子？weAAea

•阴极和阳极上产生的气体是什么？如何通过实验检验？

•写出阴极和阳极的电极反应式。

液

•阴极区酚醐变红的原因是什么？

学生分组讨论回答问题，溶液中存在钠离子、氯离子、氢离子、氢氧根离子，阴极生成氢气，阳极生成氯

气。通过点燃阴极气体观察到淡蓝色火焰证明是氢气（没回答验纯后点燃），将阳极产生气体通入石蕊溶

液，观察变红。（没回答变红后褪色）。教师补充用湿的淀粉碘化钾试纸检验，更方便快捷。

阴极电极反应有的学生认为是水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，电解过程中，c（0『）>c（H

+）,因此阴极区酚酸变红。还有同学认为溶液中的氢离子溶液太小，是钠离子得到电子生成金属钠，钠又

与水反应生成氢氧化钠和氢气，观察到阴极区酚酗变红就是证明。阳极是氯离子失去电子生成氯气。

1质疑】阳极产生的气体一定是氯气吗？若氢氧根离子失去电子，则会生成什么气体？

［播放录像』检验阳极产生的气体。湿的淀粉碘化钾试纸变蓝。

K讲解力教师讲解放电顺序。

教师肯定学生的推测注重事实依据。说明，当溶液存在多种阳离子或阴离子时，存在哪个离子先反应问题

即放电顺序。离子的放电顺序与离子的性质、溶液浓度、电流密度和电极材料等多种因素有关。但主要取

决于离子的氧化性和还原性的相对强调弱。

氢离子氧化性强于钠离子，因此氢离子先放电。阴极电极反应式为2H++2e-=H?t

通过实验证明，阳极产生的气体是氯气，说明氯离子比氢氧根离子先失去电子，阳极的电极反应式为

2Cr-2e-=CLt„如果阴离子比氢氧根离子难失电子，则氢氧根离子失去电子产生氧气。对于离子的放电

顺序将在下节课继续讨论。

K板书X放电顺序：H+>Na+>Cr>OH-

教师引导学生写出电解饱和食盐水的总反应方程式。

2NaCl+2HJ3=2NaOH+H:t

k过渡力含次氯酸钠消毒液发生器也是电解食盐水，其反应原理又是什么呢？

K交流讨论]根据电解原理，某同学制作一个家用简易环保型消毒液发生器，如图所示，通过电解食盐水

制取NaClO消毒液。I

•石墨电极哪端与电源正极相连？为什么？

•如何通过实验证明制得了消毒液？。[

学生分组讨论后回答，下端接电源正极，上端接电源负极，目的是使下部生成的氯气与n上

上部分产生的氢氧化钠溶液充分反应，生成次氯酸钠。

取电解后的溶液，加入到品红溶液中，看是否褪色证明制得了消毒液。

k强调】教师强调，应在电解前取少量溶液，看能否使品红褪色，通过对比实验更有说服力。

1实践活动】利用简易装置，自制消毒液，并检验。

教师指导学生实验，强调注意观察实验现象。

1过渡】制次氯酸钠消毒液要使阳极产物氯气和阴极产物氢氧化钠充分混合，但工业上利用电解饱和食盐

水制取氢氧化钠、氯气、氢气时则要避免氯气与氢气、氢氧化钠相遇，工业上是如何避免的是呢？

kPPTU展示水银法电解饱和食盐水图片，介绍电解器用汞做阴极目的就是该条件下钠离子得到电子，生成

金属钠与汞生成钠汞齐流出电解槽，在解汞槽中钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，这样避免氯气与碱、氢

气相遇。但此法电解效率低、污染环境，已经淘汰。

随着膜技术的发展，目前采用离子交换膜电解法，展示图片。该离子交换膜只允许钠离子通过，这样避免

了氯气与氢氧化钠和氢气的相遇。此法生产的烧碱浓度大，纯度高，能耗低，它是目前最先进的生产氯碱

的工艺。

展示离子交换膜电解膜及离子交换膜电解法生产车间。

可见科学发展是技术进步的关键。有关技术问题有兴趣的同学可在选修2中进一步学习。

【课堂小结】总结原电池和电解池在原理上有何差异？

原电池电解池

电极反应负极正极阴极阳极

能量转化

特点

学生总结回答。

【课后作业】查阅资料：氯碱工业中从电解饱和食盐水反应制烧碱、氯气和氢气，在电解装置上采取了怎

样的措施。

教可评价的学习要素：

学1.目王合子E学习评价量规：

评价项个人组内教师

3分2分1分

评目自评互评评价

价自主意研学过程注意力集中、主动注意力不够集中、在同伴帮注意力不集中

识与研分析信息、得出了自己的结助或教师指导和分析下得出主动学习意识淡

学能力果结论薄、分析信息得

出结论困难

组员参组员参与意识淡

组员全部参与、基本能保持

与协作组员全部参与、协作能力强薄、不能很好的

协作关系

表现协作配合

讨论结讨论有实质性的进展、或有讨论有一些进展、或有成果讨论几乎没有进

果价值价值的成果出现出现展、也没有成果

只关心自己发

小组讨论时、认真听取同学

倾听会听、但不认真言、不在乎别的

的发言

同学的发言

把自己的想法和意见清楚基本上把自己的想法和意见

表达表达含糊

地展示给大家告诉给大家

出现不礼貌的举

评价他能客观正确评价别人、并能基本作出评价、但主观意愿

止、瞧不起有进

人总结得失较多

步的同学

等级总分：

注：13—18分：优秀；9—12分：良好；5—8分：合格；4分及以下：不合格

2.实验探究评价量规

评价标准描述评价

评价指标

自互教

（权重）好[1,0.8]较好[0.8,0.6]需改进[0.6,0]

评评师

基本上是一个全新的有较大改进,并引入原版照搬课本方案与步

实验方案设计

设计，并有根有据了新想法，但依据上骤，没有任何改进

（20分）

尚存不足

收集大量的信息，所收集一些基本的信没有收集和该实验课题相

研究和搜集

有的都跟课题相关息，大部分和课题相关的任何信息

信息（5分）

关

小组

完成小组角完成所有任务几乎完成自己所有完成少量任务

合作

色任务（5的任务

（20

分）

分）

经常合作，整个实验时而合作，相互沟通很少合作

小组协作情

基本上在协作中完研究状况

况（10分）

成。

非常简明，讲解清晰，能给出足够的信息对提出的问题能给出部分

原理正确，触类旁通，或解释以使听者了信息，参与少量展示，显

展示理解

表明对问题的深刻理解实验设计的意图示对问题（包括实验中的

（10分）

解和内容，表明对问题各种现象或错误）的初步

基本理解，但有少量理解，对综合性或概括性

错误问题不理解或理解有错误

规范、熟练较熟练地操作基本会操作基本仪器，但有较

仪器,偶尔有不规范多错误或有不规范之处

实验操作（20分）

之处

明显，持续、无安全有较为明显的现象，可见有现象出现，但有安

问题、讲做结合恰到成功，但持续欠足，全问题，或基本成功，但

实验效果（20分）

好处讲做衔接基本恰当尚有明显失误或错误，没

有配合讲解

几乎没有文字错误，出现的文字表达错错误较多，或结构不完整、

实验报告中的科学结构严谨规范，解释误不影响理解，结构不规范，给理解造成一定

表达简洁、科学，并对可基本合理，但没有对困难

（10分）能性能作出预测可能性进行探讨

总分和评语

3.对内容的掌握程度

评价方法：作业、测试

专题

金属的腐蚀与防护一一金属为何会被腐蚀？如何保护金属不被腐蚀？

所需

研究性学习：1个周；上课汇报2课时

课时

专题三概述（介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果）

在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金

属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同

时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴

极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理（牺牲阳极的阴极保护法），也再次运用了电解原理（外加电流

的阴极保护法），加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

本专题学习目标（描述该学习所要达到的主要目标）

【知识与技能】

1.能描述金属腐蚀的化学原理；

2.知道金属防护的常用方法。

【过程与方法】

1.通过“实验探究”，让学生探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率较快，从而

引出电化学腐蚀的概念；

2.充分利用好课本中的图画、图注，精心制作多媒体课件，充分发挥其直观效果。

【情感态度与价值观】密切联系实际，认识防止金属腐蚀的重要意义，既能学以致用，提高综合素质和能力，又

能不断激发学生的学习兴趣。

1.金属为何会被腐蚀？

本专题问

2.铁钉锈蚀需要哪些条件？在什么条件下锈蚀速率较快？

题设计

3.如何有效保护金属不被腐蚀？

所需教学材料和资源（在此列出学习过程中所需的各种支持资源）

信息多媒体电子交互白板

化资

源

常规每学习小组：电脑、自己搜集的图片、视频、各种数据等

资源

教学交互电子白板实验室

支撑

环境

其记录用的笔、纸等

他

一、问题的提出

“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的一场棘手的科技难题，据统计，发达国家每年由于金属腐蚀造

成的直接损失约占全年国民生产总值的2%〜4%,远远超过自然灾害的造成损失的总和。这给我们一个重要的警

示：金属腐蚀不可等闲视之，防止金属腐蚀任重道远！那么，金属腐蚀的原理是什么？我们怎样防护？同学们

学习

能为防护金属，保护国家资源做些什么呢？带着这样的问题，我们展开了这一课题的研究。

活动

二、研究方案的设计

设计

确定了研究课题后，开始进行研究方案的确定，通过对想要研究的问题的罗列、分类、取舍，逐步明确研

究目的，确定研究方法，结合现有的研究条件，制定研究过程，确定预期的成果及表达形式。

1.研究目的

⑴揭示金属腐蚀的严重性和危害性；

⑵分析金属腐蚀的种类、分析金属发生腐蚀的原因、本质及腐蚀速度的比较；

⑶根据金属发生腐蚀的原因，研究如何防护金属；

⑷通过查阅资料、实验等手段，培养学生搜集资料的能力、分析总结的能力、实验能力，锻炼思维品质,

培养创新能力。

2.研究方法：文献法、实验法

3.研究过程

⑴准备阶段:确定子课题分好研究性学习小组：①金属腐蚀的总类；②各类金属腐蚀的原理；③各类腐蚀

速率的简单比较；④金属腐蚀的防护方法及原理。

⑵查阅与实验阶段：通过查阅资料、实验完成各个子课题

⑶集中交流与讨论阶段

4.总结研究成果：以小论文、实验报告形式完成

三.研究方案的具体实施过程

1.实验过程

负责子课题①的同学（第1、2研究性小组）通过上网、查阅书籍，了解金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化腐

蚀，并且资料显示，电化腐蚀的速度比化学腐蚀速度快。

负责子课题②的同学（第3、4研究性小组）通过查资料了解到化学腐蚀的原理为金属（Fe）与化学物质的

直接接触而发生的反应，而电化腐蚀的原理比较复杂，在不同环境下，腐蚀的原理有所不同，所以同学做了以

下两个实验。

实验一：

【操作】将经过酸洗除锈的铁钉（最好多几根），先用清水清洗一下，再用饱和食盐水浸泡一下，放入如图

1的具支试管中，几分钟后，观察导管中水柱的变化。

【现象】一段时间后水柱上升

【讨论】铁在腐蚀的时候吸收了氧气

图1图2

为了进一步了解铁在中性环境中的腐蚀情况，该组同学又做了第二个实验。

实验二：

【操作1】向100mL烧杯中加入约50mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒（无底）；将一颗无锈铁钉和一

个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中（装置如图2）；

【现象】可观察到有电子自铁钉流向碳棒；

【讨论】表明铁钉与碳棒已构成原电池的两个电极；

【操作2】1min后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe（CN）6]溶液；

【现象】可观察到铁钉附近的溶液变蓝色，

【讨论】表明铁被氧化，生成了Fe。

【操作3】向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚髓溶液，

【现象】可观察到碳棒附近的溶液变红色，

【讨论】表明溶液pH增大，呈碱性。

通过上述实验小组讨论，得出小组结论：

金属在中性环境中发生的吸氧腐蚀，

负极：2Fe—4e=2Fe2+

正极：2H20+。2+43=40H-

总反应：2Fe+2H2+02=2Fe（0H）2

负责子课题③的同学（第5、6研究性小组）通过以下实验来探究电化腐蚀与化学腐蚀的速度。

【操作】取两个烧杯，分别装入1mol/L的盐酸50ml,烧杯1中放入一根铁钉没入液面，烧杯2中放入一

根铁钉和一根较粗铜丝，并用导线连接，观察铁钉上产生气泡的速度。

【现象】烧杯2中的铁钉表面产生气泡速度快。

【讨论】同等条件下，电化腐蚀速度比化学腐蚀速度快。

2.小组讨论

②③组同学各自汇报研究成果,并进行初步整理；

负责子课题④的同学（第7、8研究性小组）通过查阅资料、分组讨论等形式，研究金属的防护措施。

3.归纳总结过程

四.研究成果与收获

1.通过查阅资料，学生掌握了金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化腐蚀。

2.通过实验、资料的查阅，了解金属的电化学腐蚀有析氢腐蚀和吸氧腐蚀，它们都是由于金属与其他物质

共同构成了原电池，而引起的腐蚀，并且了解到电化腐蚀速度要比化学腐蚀速度快。

3.通过研究了解到金属防护的研究方向有：

①直接隔离：即可选用适当的材料使金属与空气或者其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。

②因势利导：采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属物件

免受腐蚀。

③改变本质：即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。

④还有常见的防腐方法有：

a.涂漆、热镀、电镀、喷涂有机或无机涂层

b.牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法

c.在钢铁中加入一定的铭保，形成“不锈钢”

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