化學(xué)魯教版五四學(xué)制2024九年級(jí)全一冊(cè)第三節(jié)金屬材料的銹蝕與防護(hù)（教學(xué)設(shè)計(jì)）一、素養(yǎng)目標(biāo)認(rèn)識(shí)金屬銹蝕的原因,知道金屬的銹蝕一般與空氣中的成分有關(guān)。會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)方法來達(dá)到防止鐵生銹的目的。了解保護(hù)金屬資源的措施,使學(xué)生逐步樹立珍惜資源,愛護(hù)環(huán)境,合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念。二、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)鋼鐵銹蝕的核心影響因素（氧氣、水）及常見減緩銹蝕的方法。控制變量法在探究金屬銹蝕條件實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。（二）教學(xué)難點(diǎn)設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案探究金屬銹蝕的影響因素。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并歸納出鋼鐵銹蝕的本質(zhì)原因及影響因素。三、教材分析本節(jié)內(nèi)容選自魯教版初中化學(xué)第四單元第三節(jié)《金屬材料的銹蝕與防護(hù)》，是在學(xué)生學(xué)習(xí)金屬基本性質(zhì)（如鐵與氧氣反應(yīng)）后的延伸與應(yīng)用。金屬材料在日常生活（廚具、門窗）、工業(yè)生產(chǎn)（機(jī)械、建筑）中應(yīng)用廣泛，而銹蝕是金屬材料使用中的重要問題，因此本節(jié)內(nèi)容對(duì)學(xué)生理解金屬性質(zhì)、合理使用金屬材料具有現(xiàn)實(shí)意義。教材采用“生活現(xiàn)象→實(shí)驗(yàn)探究→原理分析→實(shí)際應(yīng)用”的編排邏輯：首先通過“鐵質(zhì)工具生銹”與“不銹鋼雕塑耐腐”的對(duì)比現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，自然導(dǎo)入課題；接著安排“探究鋼鐵銹蝕因素”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法分析問題，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；隨后講解鐵銹成分（Fe?O?）及防銹原理，介紹具體防銹方法；最后闡述廢舊金屬的污染危害與回收意義，銜接資源保護(hù)與環(huán)保理念。這種編排既符合學(xué)生從具體到抽象的認(rèn)知規(guī)律，又搭建了“化學(xué)知識(shí)-生活應(yīng)用”的橋梁，有助于學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。四、學(xué)情分析教學(xué)對(duì)象為九年級(jí)學(xué)生，具有以下學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與特點(diǎn)：認(rèn)知基礎(chǔ)：生活中已接觸金屬銹蝕現(xiàn)象（如鐵釘生銹、鐵鍋生銹），具備感性認(rèn)知；此前學(xué)習(xí)過鐵與氧氣的反應(yīng)，了解金屬的部分化學(xué)性質(zhì)，但對(duì)“銹蝕的條件”“防銹原理”缺乏系統(tǒng)理解。思維特點(diǎn)：處于形象思維向抽象思維過渡階段，對(duì)直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、生活案例興趣濃厚，但分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歸納規(guī)律的邏輯思維能力仍需引導(dǎo)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)層面：難以準(zhǔn)確把握控制變量法的核心（僅改變一個(gè)變量，其他條件不變），可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}。概念理解層面：易將“鋼鐵銹蝕”簡單歸因?yàn)椤敖佑|水”或“接觸氧氣”，忽略“兩者共同作用”的本質(zhì)。應(yīng)用層面：難以將防銹原理與生活實(shí)際結(jié)合，如不清楚“涂油漆”“鍍鉻”的防銹本質(zhì)是“隔絕氧氣和水”。基于此，教學(xué)中需以生活實(shí)例為依托，通過實(shí)驗(yàn)探究突破難點(diǎn)，注重知識(shí)的形成過程，幫助學(xué)生建立“現(xiàn)象-原理-應(yīng)用”的認(rèn)知鏈條。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)一新課導(dǎo)入【情境展示】同學(xué)們，大家請(qǐng)看兩組圖片：第一組是家里陽臺(tái)長期不用的鐵質(zhì)晾衣架，表面布滿紅棕色銹跡，用手一摸還會(huì)掉渣；第二組是城市廣場的不銹鋼紀(jì)念碑，歷經(jīng)多年風(fēng)雨，依然光潔如新。大家在生活中還見過哪些類似的金屬銹蝕或耐腐現(xiàn)象？可以和同桌交流1分鐘。【問題引導(dǎo)】同樣是金屬制品，為何銹蝕情況差異這么大？是材質(zhì)不同，還是環(huán)境影響？兩千多年前的“越王勾踐劍”，埋藏在地下兩千余年，出土?xí)r卻鋒利無銹，這又是什么原因呢？【引入課題】這些問題都與“金屬材料的銹蝕與防護(hù)”有關(guān)，今天我們就通過實(shí)驗(yàn)和分析，揭開金屬銹蝕的秘密，學(xué)習(xí)保護(hù)金屬材料的方法。設(shè)計(jì)意圖貼近生活：以學(xué)生熟悉的金屬銹蝕現(xiàn)象為切入點(diǎn)，快速激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，拉近化學(xué)與生活的距離。引發(fā)思考：通過歷史文物“越王勾踐劍”的案例，增添課堂趣味性，同時(shí)提出問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究。明確目標(biāo)：自然過渡到教學(xué)主題，讓學(xué)生帶著疑問進(jìn)入學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)主動(dòng)性。教學(xué)環(huán)節(jié)二探究鋼鐵銹蝕的影響因素活動(dòng)一：感知生活中的鋼鐵銹蝕【引入】生活中，我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)：下雨天自行車鏈條容易生銹，而擦干后放在車庫里的自行車卻不易生銹；鐵質(zhì)門窗在潮濕的南方比在干燥的北方更容易銹蝕。結(jié)合這些現(xiàn)象，大家猜想一下，哪些因素可能導(dǎo)致鋼鐵銹蝕？【師生活動(dòng)】教師展示“潮濕環(huán)境中鐵釘生銹”“干燥環(huán)境中鐵釘完好”的對(duì)比圖片，提出問題：“這些現(xiàn)象能說明什么？”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)分組討論（2分鐘），小組代表分享猜想，如“鋼鐵生銹可能需要水”“鋼鐵生銹可能需要空氣（氧氣）”“潮濕加空氣會(huì)讓鋼鐵更快生銹”等。教師記錄學(xué)生猜想，引導(dǎo)學(xué)生思考：“如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這些猜想？”【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列生活中的鋼鐵制品，最容易發(fā)生銹蝕的是（）A.放在衣柜里的鐵釘B.刷過防銹漆的鐵門C.浸沒在蒸餾水中的鐵塊D.潮濕廚房中的鐵鍋【答案】D【解析】鋼鐵銹蝕需要同時(shí)接觸氧氣和水。A選項(xiàng)中衣柜內(nèi)干燥，缺少水，不易銹蝕；B選項(xiàng)中防銹漆隔絕了氧氣和水，不易銹蝕；C選項(xiàng)中蒸餾水中氧氣含量低，銹蝕速度慢；D選項(xiàng)中潮濕環(huán)境提供水，廚房空氣提供氧氣，滿足銹蝕的兩個(gè)條件，最易銹蝕。活動(dòng)二：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵銹蝕的條件【問題】要驗(yàn)證“鋼鐵銹蝕是否需要氧氣和水”，我們需要用到科學(xué)探究中的重要方法——控制變量法。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能分別探究“僅氧氣”“僅水”“氧氣和水共同作用”對(duì)鋼鐵銹蝕的影響？【師生活動(dòng)】教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：“要探究一個(gè)因素的影響，需控制其他因素不變。例如，探究‘水的影響’時(shí)，要保證氧氣充足，只改變‘是否有水’這一變量?！睂W(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師巡視指導(dǎo)，選取典型方案展示：實(shí)驗(yàn)1：將潔凈鐵釘放入干燥試管，用橡皮塞密封（控制條件：有氧氣，無水）。實(shí)驗(yàn)2：將潔凈鐵釘完全浸沒在煮沸過的蒸餾水中，密封試管（控制條件：有水，無氧氣，煮沸可去除水中溶解的氧氣）。實(shí)驗(yàn)3：將潔凈鐵釘?shù)囊话虢胝麴s水中，試管敞口（控制條件：有氧氣，有水）。實(shí)驗(yàn)4：將潔凈鐵釘?shù)囊话虢胧雏}水，試管敞口（控制條件：有氧氣、水，額外加入食鹽）。實(shí)驗(yàn)5：將用食醋浸濕的鐵釘放入敞口干燥試管（控制條件：有氧氣、酸，少量水）。教師補(bǔ)充說明實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：“實(shí)驗(yàn)前需確保鐵釘潔凈（去除表面銹跡），試管干燥，以避免干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！薄緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練2】在探究鋼鐵銹蝕條件的實(shí)驗(yàn)中，下列分析正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)1中鐵釘不生銹，說明鐵生銹不需要氧氣B.實(shí)驗(yàn)2中鐵釘不生銹，說明鐵生銹不需要水C.實(shí)驗(yàn)3中鐵釘生銹，說明鐵生銹需要氧氣和水共同作用D.實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)5沒必要做，因?yàn)橐涯艿贸鲣P蝕條件【答案】C【解析】A選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)1僅說明“只有氧氣時(shí)鐵不生銹”，不能證明鐵生銹不需要氧氣；B選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)2僅說明“只有水時(shí)鐵不生銹”，不能證明鐵生銹不需要水；C選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)3中氧氣和水同時(shí)存在，鐵釘生銹，可證明兩者是鐵生銹的必要條件；D選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)4、5可探究“食鹽”“酸”對(duì)銹蝕的影響，能豐富對(duì)銹蝕因素的認(rèn)識(shí)，有必要做?；顒?dòng)三：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納銹蝕因素【問題】若將上述實(shí)驗(yàn)放置四天，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象能得出哪些結(jié)論？【師生活動(dòng)】教師展示四天后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖片：實(shí)驗(yàn)1、2：鐵釘無明顯銹跡。實(shí)驗(yàn)3：鐵釘浸入水中的部分出現(xiàn)紅棕色銹跡。實(shí)驗(yàn)4：鐵釘銹蝕速度比實(shí)驗(yàn)3更快，銹跡更多。實(shí)驗(yàn)5：鐵釘表面迅速出現(xiàn)銹跡，且伴有氣泡。學(xué)生觀察圖片，分組討論（3分鐘），分析現(xiàn)象背后的原因：實(shí)驗(yàn)1、2無銹跡：說明僅氧氣或僅水，都不能使鐵生銹。實(shí)驗(yàn)3有銹跡：說明鐵生銹需要氧氣和水共同作用。實(shí)驗(yàn)4、5銹蝕更快：說明食鹽、酸會(huì)加速鋼鐵銹蝕。教師總結(jié)：鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果；此外，環(huán)境中的酸、鹽（如食鹽），以及鋼鐵本身的成分（如是否為合金），都會(huì)影響銹蝕速度。鐵銹的主要成分是氧化鐵（Fe2O3），質(zhì)地疏松，不能阻止內(nèi)部鋼鐵繼續(xù)銹蝕。【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練3】關(guān)于鋼鐵銹蝕的說法，正確的是（）A.鋼鐵銹蝕只與氧氣有關(guān)B.鐵銹的主要成分是四氧化三鐵C.潮濕環(huán)境中鋼鐵更容易銹蝕D.鋼鐵銹蝕是物理變化【答案】C【解析】A選項(xiàng)鋼鐵銹蝕與氧氣、水都有關(guān)，并非只與氧氣有關(guān)；B選項(xiàng)鐵銹主要成分是Fe2O3，不是四氧化三鐵；C選項(xiàng)潮濕環(huán)境提供水，滿足銹蝕條件，鋼鐵更易銹蝕；D選項(xiàng)鋼鐵銹蝕生成新物質(zhì)鐵銹，屬于化學(xué)變化。教學(xué)環(huán)節(jié)三學(xué)習(xí)減緩鋼鐵銹蝕的方法活動(dòng)一：推導(dǎo)減緩鋼鐵銹蝕的思路與方法【問題】既然鋼鐵銹蝕需要氧氣和水，那我們?cè)撊绾螠p緩甚至阻止鋼鐵銹蝕？核心思路是什么？【師生活動(dòng)】教師引導(dǎo)學(xué)生從“破壞銹蝕條件”的角度思考：“要阻止鋼鐵生銹，要么隔絕氧氣，要么隔絕水，要么同時(shí)隔絕兩者。”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，列舉常見的防銹方法，如“給自行車涂機(jī)油”“給鐵門刷油漆”“用不銹鋼做廚具”等。教師分類總結(jié)減緩銹蝕的方法，并解釋原理：方法1：保持鋼鐵表面潔凈干燥（如用完鐵鍋后及時(shí)擦干）——去除“水”這一銹蝕條件。方法2：涂覆保護(hù)層（涂刷油漆、覆蓋搪瓷、涂抹防銹油）——隔絕氧氣和水。方法3：鍍耐腐金屬（如自行車鋼圈鍍鉻、鐵釘鍍鋅）——在鋼鐵表面形成致密保護(hù)層，隔絕氧氣和水。方法4：改變金屬成分，制成合金（如加入鉻、鎳制成不銹鋼）——從本質(zhì)上提升金屬的耐腐性，避免銹蝕?！緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練4】下列措施中，能有效減緩鋼鐵銹蝕的是（）A.將鋼鐵制品長期放在雨中B.在鋼鐵表面噴涂防銹涂料C.用濕抹布經(jīng)常擦拭鋼鐵制品D.將鋼鐵制品放在露天廣場【答案】B【解析】A選項(xiàng)雨水提供水，露天環(huán)境提供氧氣，會(huì)加速銹蝕；B選項(xiàng)防銹涂料能隔絕氧氣和水，有效減緩銹蝕；C選項(xiàng)濕抹布提供水，加速銹蝕；D選項(xiàng)露天環(huán)境接觸氧氣和水，加速銹蝕。教學(xué)環(huán)節(jié)四認(rèn)識(shí)廢舊金屬的回收意義活動(dòng)一：分析廢舊金屬的環(huán)境危害【引入】金屬制品使用一段時(shí)間后會(huì)報(bào)廢，產(chǎn)生大量廢舊金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年有近500萬噸廢鋼鐵、20多萬噸廢有色金屬未能回收利用，這些未回收的廢舊金屬會(huì)給環(huán)境帶來哪些危害？【師生活動(dòng)】教師展示“廢舊電池堆積污染土壤”“廢舊金屬泄漏污染水源”的圖片，講解：“部分廢舊金屬（如廢電池中的鉛、汞、鎘）屬于重金屬，它們?cè)谧匀唤缰须y以降解，會(huì)隨著雨水滲透到土壤、地下水中，被植物吸收后進(jìn)入食物鏈，導(dǎo)致動(dòng)物、人類慢性中毒，甚至死亡?！睂W(xué)生結(jié)合環(huán)保知識(shí)，分享對(duì)“廢舊金屬污染”的認(rèn)識(shí)，如“廢舊電池不能隨便扔，會(huì)污染地下水”?！緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練5】廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要是因?yàn)椋ǎ〢.電池外殼的塑料污染B.電池中的重金屬污染C.電池中的電解液污染D.電池的包裝紙污染【答案】B【解析】廢舊電池的核心污染是內(nèi)部含有的鉛、汞、鎘等重金屬，這些物質(zhì)會(huì)長期危害生態(tài)環(huán)境，故選B?；顒?dòng)二：探討廢舊金屬的回收意義【問題】既然廢舊金屬危害大，那回收利用廢舊金屬有什么好處？【師生活動(dòng)】學(xué)生分組討論（2分鐘），分享回收廢舊金屬的意義，如“減少污染”“節(jié)省資源”等。教師補(bǔ)充具體數(shù)據(jù)，強(qiáng)化認(rèn)知：回收1個(gè)鋁制易拉罐，比制造新易拉罐節(jié)省20%的成本，同時(shí)減少90%-97%的能源消耗。回收1噸廢鋼鐵，可煉出0.9噸優(yōu)質(zhì)鋼，相比用鐵礦石冶煉，不僅成本降低一半，還能減少空氣污染、水污染和土壤污染。教師總結(jié)：回收廢舊金屬，既能減少重金屬對(duì)環(huán)境的污染，又能節(jié)約金屬資源和能源，是保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的重要舉措?！緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練6】下列關(guān)于回收廢舊金屬的說法，不正確的是（）A.回收廢舊金屬可以減少對(duì)環(huán)境的污染B.回收廢舊金屬可以節(jié)約金屬資源C.回收廢舊金屬可以節(jié)約能源D.回收廢舊金屬?zèng)]有任何意義【答案】D【解析】回收廢舊金屬具有減少污染、節(jié)約資源、節(jié)約能源等多重意義，D選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。六、課堂小結(jié)七、板書設(shè)計(jì)第三節(jié)金屬材料的銹蝕與防護(hù)一、鋼鐵銹蝕的因素核心因素：氧氣、水蒸氣（缺一不可）影響因素：酸、鹽、鋼鐵成分、溫度等鐵銹成分：Fe2O3（疏松，無保護(hù)作用）二、減緩銹蝕的方法保持潔凈干燥涂覆保護(hù)層：油漆、防銹油、搪瓷鍍耐腐金屬：鍍鋅、鍍鉻制成合金：不銹鋼（加鉻、鎳）三、廢舊金屬的處理危害：重金屬污染土壤、水源回收意義：減少污染、節(jié)約資源、節(jié)約能源八、教學(xué)反思本次教學(xué)以生活現(xiàn)象為起點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)探究突破核心難點(diǎn)，整體課堂氛圍活躍，學(xué)生參與度較高。具體優(yōu)點(diǎn)如下：導(dǎo)入環(huán)節(jié)結(jié)合生活實(shí)例與歷史故事，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)探究奠定了良好基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法，從“設(shè)計(jì)方案”到“分析現(xiàn)象”，逐步培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力；知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系生活，如“自行車防銹”“廢舊電池回收”，幫助學(xué)生