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    【AR教育】初中化學九年級下冊《鐵釘銹蝕條件的探究》

    時間:2021-07-20 來源:云幻科教


    一、教學目標

    1、知識與技能

    了解鐵生銹與鐵的不同,知道鐵變化后變成的新物質;

    知道鐵生銹的原因以及防止鐵生銹的基本方法。

    2、過程與方法

    通過實驗探究,觀察與記錄實驗數據,分析實驗現象,提出鐵釘銹蝕的條件。

    3、情感態度與價值觀

    通過實驗探究與操作掌握科學的知識,能夠熟練的應用科學知識于生活之中。

    二、教學重點與難點

    設計實驗操作方案,探究鐵生銹的原因。

    三、AR教學優勢

    鐵釘銹蝕條件的探究實驗反應周期較長,AR模擬真實實驗反應,加快實驗發生的時間,讓學生在課堂之中就可以觀察到實驗現象,輔助教師演示實驗,講解實驗原理。

    四、教學過程

    1、新課引入

    【教師】(展示課件PPT)同學們請看一下你看到了什么?

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    【學生】鐵上布滿鐵銹

    【教師】是的,那你們知道鐵銹是怎么產生的么?

    【學生】……(學生自由發表,教師根據學生回答進行統計總結)

    【教師】鐵會生銹在我們日常生活中很常見,那么為什么會生銹以及我們應該如何避免鐵生銹呢?今天我們就來探究一下鐵釘銹蝕的條件以及如何防止銹蝕。

    2、新課教學

    【教師】根據你的生活經驗,已經知道鐵制品在干燥的空氣中不宜生銹,但在潮濕的空氣中容易生銹,同學們剛剛也說了關于鐵釘銹蝕的一些猜想,現在我們假設鐵生銹的原因與水和氧氣有關,接下來我們通過實驗來驗證。

    (打開AR化學仿真實驗資源/第八章金屬和金屬材料/鐵釘銹蝕條件的探究)

    【教師】我們通過幾組實驗來對比分析:

    在第一個裝了鐵釘的試管內,倒入淹沒過鐵釘一半的植物油,無水無空氣環境;

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    在第二個裝了鐵釘的試管內,倒入剛沒過鐵釘的經煮沸迅速冷卻的蒸餾水,上面倒入植物油,有水無空氣環境;

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    在第三個裝了鐵釘的試管內,在試管口處塞入棉花球,在棉花球的上方加入氧化鈣,同時使用橡膠塞塞住試管口,無水有空氣環境。

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    試問:為什么倒入的是經煮沸迅速冷卻的蒸餾水?加入氧化鈣的作用是什么?

    【學生】蒸餾水中含氧量比較小,氧化鈣是干燥劑作用,吸收空氣中的水分。

    【教師】是的,蒸餾水中的含氧量比較小,迅速冷卻是為了避免實驗中溫度對反應速率的影響,AR實驗節約了我們在真實實驗中制作的時間及工序。

    【教師】接下來我們打開時間,看一下實驗的現象。(抓握“時鐘”按鈕)

     

    【教師】你們看到了什么?

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    【學生】第一個試管中,植物油中的鐵釘沒有銹蝕,暴露在空氣中的鐵釘銹蝕了;

    第二個試管中,鐵釘沒有銹蝕;

    第三個試管中,鐵釘沒有銹蝕;

    【教師】鐵制品銹蝕的過程,實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生化學反應的過程,發生了比較復雜的化學反應生成了紅色到紅棕色的Fe2O3·xH2O。

    【教師】有沒有人好奇鐵釘直接置于空氣中和置于蒸餾水中哪個銹蝕的更快呢?我們來試一下。(抓握菜單-重做按鈕,重新打開實驗)

    在一個試管中加入蒸餾水;

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    另一個試管中加入蒸餾水以及植物油。

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    觀察實驗現象。

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    【教師】我們可以看到置于空氣中的鐵釘有銹蝕,置于蒸餾水中的鐵釘嚴重銹蝕,置于蒸餾水及植物油中的鐵釘有輕微銹蝕。

    【教師】鐵制品的銹蝕是需要條件的,如要有能夠發生反應的物質,反應物要能夠相互接觸,生成物不會對反應起阻礙作用等。鋁與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜,能夠覆蓋鋁的表面,從而保護里層的鋁不再與氧氣反應。而鐵銹(Fe2O3·xH2O)很疏松,不阻礙里面的鐵與空氣中的氧氣、水等反應,因此鐵制品是可以全部生銹的。

     

    3、教學應用

    【教師】同學們都知道了鐵制品為什么會生銹,日常生活中你見到的防銹蝕的方法有哪些呢?

    【學生】欄桿上刷漆,自行車上的刷漆……

    【教師】是的,我們可以通過在鐵制品的表面上覆蓋保護層,使鐵制品與周圍可反應環境隔離,從而防止腐蝕。同樣的,其它金屬資源也可以通過防腐蝕的方式進行保護,如在鋼鐵表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬,如鋅、錫、鉻、鎳等,這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜,從而防止鐵制品和水、空氣等物質接觸而生銹。

    【教師】礦物的儲量是有限而且不能再生的,那么我們該怎么保護金屬資源呢?

    【學生】防腐蝕、回收利用……

    【教師】是的,回收利用也是保護金屬資源的一個重要途徑。請同學們閱讀學習一下課本第19頁的內容。充分的回收利用、有計劃合理的開采礦物、尋找及開發替代材料等方式都可以有效保護金屬資源。

     

    五、板書設計

    鐵釘銹蝕條件的探究

    1、銹蝕原因:水、空氣……

    2、實驗探究:

    1)植物油浸沒過一半釘子,無氧無水,植物油中的釘子沒有銹蝕

    2)無氧蒸餾水及植物油,無氧有水,鐵釘無銹蝕

    3)干燥劑氧化鈣,無水有氧,鐵釘無銹蝕

    4)蒸餾水,有水有氧,嚴重銹蝕

    3、防腐蝕保護:刷漆、刷油、鍍不宜腐蝕金屬

    4、金屬防護:防腐蝕、回收利用、有計劃的開采礦物


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