《数字化实验破解电化腐蚀疑惑》说课ppt课件(全国化学实验说课大赛获奖案例)

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/30,#,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/30,#,数字化实验破解电化腐蚀疑惑说课ppt课件(全国化学实验说课大赛获奖案例),1,CONTENTS,目录,01,02,背景分析与目标确定,实验设计与实践过程,03,效果评价与反思总结,CONTENTS 目录0102背景分析与目标确定实验设计与实,2,背景分析与目标确定,教学分析,材料科学,腐蚀,与,防护,冶金,机械,工程,航海,知识背景,背景分析与目标确定教学分析材料科学腐蚀冶金机械工程航,3,选修,4,：金属的腐蚀与防护,必修二：钢铁的电化学腐蚀（资料卡）,九年级：探究钢铁锈蚀的原因,背景分析与目标确定,中学化学课程体系,本节课节选自苏教版,化学反应原理,专题,1,第三单元。,选修4：金属的腐蚀与防护必修二：钢铁的电化学腐蚀（资料卡）九,4,典型,电池模型,腐蚀,电池模型,防护,全面腐蚀,局部腐蚀,电结晶,内电解,电催化,电合成,背景分析与目标确定,教材分析,电化学原理,典型腐蚀防护全面腐蚀局部腐蚀电结晶内电解电催化电合成背景分析,5,背景分析与目标确定,学情分析,疑惑,1,：腐蚀的过程是什么样的？现象如何？,a,用,NaCl,溶液润湿，,b,用稀醋酸润湿。,学生,1,：,铁锈在哪？,学生,2,：,C,怎么了？,学生,3,：,D,是什么情况？,学生,4,：,B,呢？,疑惑,2,：酸性条件下，吸氧腐蚀是否发生？是否被抑制？,疑惑,3,：析氢腐蚀中，何时得到三价铁产物？,强酸性条件，铁是否发生吸氧腐蚀？,会。但被抑制了。,我觉得不会发生。,我不要你觉得，我要我觉得,析氢腐蚀后期，,pH,升高到一定程度，也会得到氢氧化铁和铁锈。,老师，为什么要,pH,升高后才得到铁锈？,强酸性时，不生成,Fe,3+,吗？,挡住黑板了,背景分析与目标确定学情分析疑惑1：腐蚀的过程是什么样的？,6,03,02,01,提升,“,科学探究与创新意识,”“,科学态度与社会责任,”,等化学学科核心素养。,能根据需要，选择合适的模型，建立对金属腐蚀现象的系统分析思路；,了解金属发生,电化学腐蚀的本质,，知道金属腐蚀的危害；,背景分析与目标确定,教学目标,重点,难点,030201 提升“科学探究与创新意识”“科学态,7,01,探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理,探 究,实验设计与实践过程,具体实践,01探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理探 究实验设计,8,铁片,上滴加氯化钠、,酚酞,、,铁氰化钾,混合溶液。,实验设计与实践过程,具体实践,1s 10s 30s 90s,供氧不均匀的吸氧腐蚀,红色区域为正极,氧气相对充分,蓝色区域为负极,氧气相对,不,充分,正极：,O,2,+4e,+2H,2,O=4OH,负极：,2Fe-4e,=2Fe,2+,铁片上滴加氯化钠、酚酞、铁氰化钾混合溶液。实验设计与实践过程,9,供氧不均匀的吸氧腐蚀：,数字化显微镜,放大投影观察正、负极交界处。,具体实践,实验设计与实践过程,Fe,2+,+2OH,=Fe(OH),2,供氧不均匀的吸氧腐蚀：数字化显微镜放大投影观察正、负极交界处,10,具体实践,实验设计与实践过程,供氧不均匀的吸氧腐蚀：,数字化显微镜,放大观察,氢氧化铁,的生成。,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O=4Fe(OH),3,具体实践实验设计与实践过程供氧不均匀的吸氧腐蚀：数字化显,11,具体实践,实验设计与实践过程,供氧不均匀的吸氧腐蚀模型,1.,宏观上，有可识别正、负极；,2.,供氧,充分,处为,正极,，,O,2,+4e,+2H,2,O=4OH,供氧,不足,处为,负极,，,2Fe-4e,=2Fe,2+,；,3.,氢氧化亚铁,往往出现在正、负极,交界处,；,4.,氢氧化铁或铁锈，一般出现在氢氧化亚铁处，并偏向供氧充分方向。,具体实践实验设计与实践过程供氧不均匀的吸氧腐蚀模型,12,具体实践,实验设计与实践过程,具体实践实验设计与实践过程,13,具体实践,实验设计与实践过程,延时摄影,记录铁丝在氯化钠（滴加少量,酚酞,）溶液中的变化过程。,供氧均匀的吸氧腐蚀,延时拍摄，,每,0.5h,拍摄,1,张，,持续时间,7,天。,铁与碳杂质构成,无数微小原电池,，宏观上表现为,均匀腐蚀,。,具体实践实验设计与实践过程延时摄影记录铁丝在氯化钠（滴加,14,具体实践,实验设计与实践过程,供氧均匀的吸氧腐蚀模型,1.,宏观上，没有可识别正、负极，由无数微观电池构成腐蚀电池；,2.,碳为,正极,，,O,2,+4e,+2H,2,O=4OH,铁为,负极,，,2Fe-4e,=2Fe,2+,；,3.,氢氧化亚铁,均匀出现,；,4.,氢氧化铁或铁锈也是,均匀出现,的。,具体实践实验设计与实践过程供氧均匀的吸氧腐蚀模型,15,01,探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理,探 究,02,探究铁在不同酸碱性条件下腐蚀情况,探 究,教学思路与实践过程,具体实践,01探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理探 究02探究,16,实验设计与实践过程,具体实践,NaOH,溶液,NaCl,溶液,HCl,溶液,在以析氢为主的腐蚀中，也可能同时伴有吸氧腐蚀。,实验设计与实践过程具体实践NaOH溶液NaCl溶液HCl,17,实验设计与实践过程,具体实践,NaOH,溶液,NaCl,溶液,HCl,溶液,实验设计与实践过程具体实践NaOH溶液NaCl溶液HCl,18,01,探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理,探 究,02,探究铁在不同酸碱性条件下腐蚀情况,探 究,03,探究酸性条件下钢铁的腐蚀机理,探 究,实验设计与实践过程,具体实践,01探究铁与食盐水在不同接触情况下的腐蚀机理探 究02探究,19,研究性学习拓展案例,金属活动性的影响,锌易腐蚀，铜腐蚀相对困难，与金属活动性有关。,金属片上滴加氯化钠、酚酞混合溶液。,1s 30s 90s,1s 30min 16h,研究性学习拓展案例金属活动性的影响锌易腐蚀，铜腐蚀相对困,20,研究性学习拓展案例,金属活动性的影响,镀锌铁：遇铁氰化钾，,未出现蓝色沉淀,，锌被腐蚀,镀锡铁：遇铁氰化钾，,出现蓝色沉淀,，铁被腐蚀,金属片上滴加,氯化钠、酚酞、铁氰化钾,混合溶液。,研究性学习拓展案例金属活动性的影响镀锌铁：遇铁氰化钾，未,21,研究性学习拓展案例,pH,对铁吸氧腐蚀的影响,腐蚀速率：酸性,中性,碱性,研究性学习拓展案例pH对铁吸氧腐蚀的影响腐蚀速率：酸性,22,研究性学习拓展案例,pH,对铁吸氧腐蚀的影响,pH,升高，铁的吸氧腐蚀速率变慢。,可能与生成,氢氧化物,覆盖层，,减少氧气与铁的接触面,有关。,腐蚀程度：酸性,中性,碱性,研究性学习拓展案例pH对铁吸氧腐蚀的影响pH升高，铁的吸,23,教学思路与实践过程,思考总结,1.,数字化实验,使实验观察深入本质,数字化显微镜,使实验观察,进入介观尺度,；,延时摄影技术,使实验观察,突破时空限制,；,溶解氧,/,气中氧、,pH,等,传感器,使实验,数据化、曲线化,。,2.,实验设计承载发展素养任务,接近常见真实腐蚀，有利于建构电化学腐蚀的模型；,启发学生创新思维，如研究性学习中用数字化显微镜,观察晶体,、用,高速摄影,记录反应过程现象等。,教学思路与实践过程思考总结1.数字化实验使实验观察深入,24,感谢倾听,THANKS!,感谢倾听 THANKS!,25,