一、教学设计
在高中课程标准必修教科书化学2中，已经介绍了化学能与电能的转换，即原电池的相关知识。本节是在此基础上，引导学生了解金属的腐蚀原理和防护方法等。
本节包括两部分内容：金属的腐蚀和金属的防护。
金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两部分内容。在化学腐蚀中，以家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈为例（图3-14），强调温度（反应条件）对化学腐蚀的影响比较明显。在电化学腐蚀中，通过“科学探究”，让学生设计实验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，引出电化学腐蚀。为了降低难度，教科书中没有出现“吸氧腐蚀”和“析氢腐蚀”这两个名词，只是介绍了钢铁发生电化学腐蚀时在正极上发生的这两类原电池反应。最后强调指出化学腐蚀和电化学腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
由于对金属防护常用的方法，学生已经有许多生活经验。因此，教科书通过图示（图3-16和图3-18）和活动（2个“思考与交流”）的方式，由学生自己总结，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。最后介绍了牺牲更活泼金属的防护方法。同样，为了降低难度，未出现“牺牲阳极的阴极保护法”这个名词，而是简单介绍这种保护方法的原理及其应用。
本节教学重点：金属的电化学腐蚀原理，金属防护的常用方法和意义。 本节教学难点：金属的电化学腐蚀原理。 教学建议如下： 1
准确把握教学要求。
金属的腐蚀和防护属于化学学科的基础知识。对于选修《化学与生活》模块的学生来说，课程标准对这部分内容的要求是比较低的：能够“描述金属腐蚀的
化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义”。因此，教学过程中要准确把握教学要求，不宜加深和拓宽，以免加重学生的学习负担。
例如，对于钢铁发生电化学腐蚀的原理，只要求学生知道在负极上铁失去电子而被氧化成Fe2+，在正极上发生的反应有O2得电子和H+得电子两种情况，而发生哪种反应是和钢铁表面吸附的水膜酸性有关。不要把电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀来加以对比和强化。
2
充分发挥图画的直观教育效果。
本节中图画较多，图画和图注中包含了丰富的信息，这些信息都和正文内容有密切的联系。教学过程中应当挖掘这些图画的教育内涵，充分发挥其直观教育效果。需要注意的是，有的图注提出了一些问题，这些问题有的是强化某些观念，如图3－14是强调温度对化学腐蚀的影响，图3-17则是说明介质对金属腐蚀的影响；有的则属于开放性问题，如图3-18中的问题等，教学过程中对这些问题要引导学生积极思考。
3
密切联系学生的生活实际，激发学生的学习兴趣。
金属的腐蚀和防护与学生的生活实际联系较为密切，教学过程中要充分利用这一点，调动学生学习的积极性。教科书中已经给出了一些例子，教师还可以作一些补充。例如，做饭用的铁锅日久天长越用越薄，炼钢倾倒钢水时钢花四溅，轧钢时火红的钢锭被氧化后层层脱落等都是发生的化学腐蚀。即在高温下，铁与空气中的氧气发生反应生成四氧化三铁。教学设计参考：
【教学设计1】
问题引入：列举生活实例→提出问题：金属腐蚀有哪些危害？金属为什么会被腐蚀？→探究金属腐蚀发生的条件→金属腐蚀的分类→多媒体展示：化学腐蚀和电化学腐蚀→电化学腐蚀的原理：电极反应→金属腐蚀的本质→讨论：金属腐蚀的防护思路和方法→思考与交流。
【教学设计2】
实验引入（提前做好实验，课上分析结果）：不同条件下铁钉的锈蚀→分组设计、操作→分析不同的实验结果→归纳：金属腐蚀的原因→金属腐蚀的分类→
电化学腐蚀的原理：电极反应→金属腐蚀的本质→思考：金属腐蚀的防护思路和方法→多媒体展示：生活中防止金属腐蚀的常用方法。
二、活动建议 【科学探究】
这个探究包括两个方面： 12
铁钉锈蚀需要哪些条件？ 在什么条件下铁钉锈蚀速率较快？
关于铁钉锈蚀需要哪些条件的探究，初中已经做过，学生有知识基础，此处起一个回忆、复习的作用。本探究的第二个目的是让学生观察、比较铁钉和电解质溶液接触时与没有和电解质溶液接触时锈蚀的快慢，从而引出电化学腐蚀的原理。
该探究活动可以采取先共同讨论、后分组实验的方法。另外，由于铁钉的锈蚀实验需要的时间较长（大约一周左右），所以教师应合理安排时间，使学生充分做好预习和讨论工作。
可参考以下思路进行实验方案设计，也可以设计别的方案。 将五根洁净无锈的铁钉分别放入五支试管中。 1
在第一支试管中加入经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，使蒸馏水浸没铁钉，然
后加入适量植物油以隔绝空气，使铁钉只与水接触，不与空气接触；
2
在第二支试管中放入棉花和干燥剂CaCl2，并塞上塞子，使铁钉只与空气
接触，不与水接触；
3
在第三支试管中加入蒸馏水至浸没1/2的铁钉，使铁钉既与水接触，又与
空气接触；
4
在第四支试管中加入NaCl溶液至浸没1/2的铁钉，使铁钉既与NaCl溶液
接触，又与空气接触；
5在第五支试管中加入CH3COOH溶液至浸没1/2的铁钉，使铁钉既与CH3COOH
溶液接触，又与空气接触。
观察以上试管的反应现象，可以得出铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀；与NaCl溶液、CH3COOH溶液等电解质溶液接触会加速铁钉的锈蚀等结论。
三、问题交流 【思考与交流1】
为了防止自行车的金属构件生锈，主要采取在金属构件的表面上加防护层的方法。例如，在链条和齿轮上涂机油；在车架和挡泥板上烤一层漆；将车座弹簧用一层“烤蓝”(四氧化三铁保护层)保护；将车把、钢圈和车辐条进行电镀(车把、钢圈一般釆用三层电镀：底层镀铜、中间镀镍、表层镀铬，车辐条表面一般镀锌)，等等。此外，用不锈钢制作车辐条，用铝合金代替钢铁制作一些构件等也是防止自行车的金属构件生锈的常用方法。
【思考与交流2】
金属防护的方法很多，主要从金属的本性和介质两个方面考虑，如改变金属的内部组织结构、在金属表面覆盖保护层和电化学保护等。
1
改变金属的内部组织结构
例如，把铬、镍等合金元素加入普通钢中制成不锈钢，就大大增强了钢铁的抗腐蚀能力。
2
在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围介质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。
以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如下几种：
（1） 在钢铁表面涂油漆或油脂、喷漆或喷塑、覆盖搪瓷或塑料等物质，使钢铁制品不与空气或水接触，能有效地防止钢铁被腐蚀。
（2）在钢铁表面镀上一层其他金属，如Zn、Sn、Cr和Ni等。这些金属能氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3
电化学保护法
电化学保护法就是利用原电池的反应原理，把引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应消除，从而达到防止金属腐蚀的目的。此处只要求学生了解教科书中介绍的牺牲更活泼金属的保护法。
此外，减少腐蚀介质的浓度，控制环境的温度和湿度，在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（称为缓蚀剂）等都能减少和防止金属腐蚀。
【思考与交流3】
这个活动具有开放性。三种防锈方法都有优缺点，不管学生选择哪种方法，只要能说出理由即可，答案不强求一致。本活动主要培养学生综合考虑问题的能力和发表自己见解的能力等。
活动参考：
方法a(涂油漆)的优点是成本较低，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。
方法b(使用镀铬的钢)的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。 方法c(使用不锈钢)的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。
四、习题参考 1
（1）铁制品与氧气（或空气）和水（或水蒸气）同时接触才会发生锈蚀。
与电解质溶液接触、温度升高等都会加速铁制品锈蚀。
（2）由于月球上没有空气（目前人类尚不能确定月球上是否有水存在），所以铁在月球上不会生锈。
（3）因为新疆吐鲁番空气干燥，所以与海南省相比，在吐鲁番铁生锈相对慢一些。
2金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程，即金属在腐蚀过
程中发生了氧化还原反应。
3
（1）铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，
从而保护里层的铝不再与氧气反应。因此，铝不需要特别处理就具有抗腐蚀能力。
（2）从钢和铁的物理性质如强度、硬度以及价格等角度考虑。 （3）和（4）主要从防止钢铁生锈的成本角度考虑。 5等等。
参考：
(2)邮筒、(7)钢制窗框、(8)健身器材、(10)农用机械、农具和(11)城市道路护栏等钢铁制品常采用喷漆的方法来防锈；
(1)炊具、餐具和(12)汽车尾气管等常用不锈钢制造以防锈；
(5)罐头盒常采用马口铁制造以防锈(马口铁是在钢上镀上一层无毒而又耐腐蚀的Sn)；
(9)海水中的钢闸门常采用牺牲更活泼金属的方法来防锈，如在钢闸门上连接一种比铁更
活泼的金属如锌等。
本题是开放式习题。每种钢铁制品可以有多种防锈方法，如有的水龙头是
不锈钢的，有的是镀铬的；有的电冰箱和洗衣机表面是喷漆的，有的是喷塑的，
下方文件为赠送，方便学习参考
第三节 酯化反应
教学目标
知识技能：掌握酯化反应的原理、实验操作及相关问题，进一步理解可逆反应、催化作用。 能力培养：培养学生用已知条件设计实验及观察、描述、解释实验现象的能力，培养学生对知识的分析归纳、概括总结的思维能力与表达能力。
科学品质：通过设计实验、动手实验，激发学习兴趣，培养求实、探索、创新、合作的优良品质。
科学方法：介绍同位素示踪法在化学研究中的使用，通过酯化反应过程的分析、推理、研究，培养学生从现象到本质、从宏观到微观、从实践到理论的科学思维方法。 教学方法：研究探索式，辅以多媒体动画演示。
课时安排：第1课时：乙酸的性质及酯化反应实验（本文略去乙酸的其它性质部分）
第2课时：酯化反应问题讨论
教学过程
第一课时
【过渡】我国是一个酒的国度，五粮液享誉海内外，国酒茅台香飘万里。“酒是越陈越香”。你们知道是什么原因吗？
【板书】乙酸的酯化反应
【学生实验】乙酸乙酯的制取：学生分三组做如下实验，实验结束后，互相比较所获得产物的量。
第一组：在一支试管中加入3 mL乙醇和2 mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接受试管的液面上，观察现象。
第二组：在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有水的接受试管的液面上，观察现象。
第三组：在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸，按教材P71，图3-16连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接受试管的液面上，观察现象。
强调：①试剂的添加顺序；
②导管末端不要插入到接受试管液面以下； ③加热开始要缓慢。
【师】问题①：为什么要先加入乙醇，然后边振荡边慢慢加入浓硫酸和乙酸？ 【生】此操作相当于浓硫酸的稀释，乙醇和浓硫酸相混会瞬间产生大量的热量,并且由于乙醇的密度比浓硫酸小，如果把乙醇加入浓硫酸中，热量会使得容器中的液体沸腾飞溅，可能烫伤操作者。
【师】问题②：导管末端为什么不能插入到接受试管液面以下？ 【生】防止加热不均匀，使溶液倒吸。
【追问】除了采用这样一种方法防止倒吸外，此装置还有哪些其它改进方法？ 【生】可以将吸收装置改为导管连接干燥管，干燥管下端插入液面以下防止倒吸（或其它合理方法）。
【师】问题③：为什么刚开始加热时要缓慢？
【生】防止反应物还未来得及反应即被加热蒸馏出来，造成反应物的损失。
【师】所以此装置也可以看作是一个简易的蒸馏装置，那么，装置的哪一部分相当于蒸馏烧瓶？哪一部分相当于冷凝管？
【生】作为反应容器的试管相当于蒸馏烧瓶，导管相当于冷凝管，不是用水冷却而是用空气冷却。
【追问】开始时缓慢加热是不是在产物中就不会混入乙酸和乙醇了？如何验证？ 【生】用蓝色石蕊试纸来检验，如果变红，说明有乙酸；乙醇可以用红热的铜丝与之反应后显红色来检验。
【师】①盛有饱和碳酸钠溶液的试管不能用石蕊来检验是否含有乙酸，其实只要将试管振荡一下，看是否有气泡逸出就可以了；
②接受试管中有大量的水，其中溶解的少量乙醇可能无法通过CuO与乙醇的反应来验证，但可根据有乙酸挥发出来，推知也会有乙醇挥发出来。
【师】接受试管中有什么现象？所获得产物的量多少如何？
【总结】第一组接受试管内无明显现象，第二、三组实验中接受试管内有分层现象，并有浓厚的果香气味。从对比结果来看，第一组做法几乎没有收集到产物；第二组做法得到一定量的产物；第三组做法收集到的产物的量最多。
【布置课后讨论题】
①为什么第一组做法几乎没有得到乙酸乙酯？
②第二组做法比第三组做法得到的乙酸乙酯的量明显少，试分析原因，并设计实验证明你的分析是正确的（欢迎大家到实验室进行实验）。
③你对酯化反应有哪些方面的认识？请查阅相关资料后回答。 第二课时
【引入】回忆上节课的实验和课后讨论题。 问题①：为什么第一组做法几乎没有得到乙酸乙酯？
【答】CH3COOH跟C2H5OH发生酯化反应是有机物分子间的反应，在不加浓硫酸时，即使在加热条件下，反应速率仍很慢，所以当混合物加热时，蒸气成分是CH3COOH和C2H5OH的蒸气，乙酸乙酯的蒸气极少甚至可以说没有，当然在Na2CO3溶液的液面上不会收集到乙酸乙酯。由此可见，浓硫酸主要起催化作用，其次，因为制取乙酸乙酯的反应是可逆的，所以浓硫酸也能除去生成物中的水，有利于反应向生成物方向进行。
【板书】1、浓硫酸的作用：催化剂；除去生成物中的水，使反应向生成物方向进行。 【师】在该反应中，为什么要强调加冰醋酸和无水乙醇，而不用他们的水溶液？ 【生】因为冰醋酸与无水乙醇基本不含水，可以促使反应向生成酯的方向进行。 【师】在上一节的实验中，为了获取更多的乙酸乙酯，我们除了利用浓硫酸除去生成物中的水，促使反应向生成物方向进行外，还用到了其它什么方法促使反应向生成物方向进行？
【生】制取乙酸乙酯的实验同时还是一个简易的蒸馏装置，边反应边蒸馏，使生成物及时从反应体系中分离出去，也有利于试管内的反应向生成物方向进行。
问题②：第二组做法比第三组做法得到的乙酸乙酯的量明显少，试分析原因，并设计实验证明你的分析是正确的。
【答】由于加入了催化剂浓硫酸，反应速率大大加快了。加热时，蒸馏出的蒸气的成分是乙酸乙酯、乙醇和乙酸，冷凝成液体后收集在盛水的试管中，但乙酸和乙醇是溶于水的，乙酸乙酯作为有机物，又易溶于乙酸和乙醇这样的有机溶剂中，所以必然有部分乙酸乙酯溶在乙酸和乙醇的水溶液中，因而收集量减少；但试管中如果盛放Na2CO3溶液，可以除去乙酸，溶解乙醇，减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量，提高收集效率，并提高乙酸乙酯的纯度，因而收集量要多。
【板书】2、饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸，溶解乙醇，减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量。 【实验证明】取等浓度、等体积的乙酸（或乙醇）溶液和碳酸钠溶液，分别盛放于两支试管中，再分别加入等体积乙酸乙酯，振荡后静置，结果是盛乙酸（或乙醇）溶液的试管中的乙酸乙酯变少，另一个几乎无变化。
（需要注意的是，在此，学生往往会提出乙醇没有与Na2CO3反应的问题，更进一步的解释应是“冷凝液中的乙酸被Na2CO3中和生成CH3COONa，CH3COONa和溶液中大量的Na2CO3都属于离子化合物，增强了溶剂的极性，降低了乙酸乙酯在溶液中的溶解量”。但考虑到分子的极性和相似相溶原理在选修3《物质结构与性质》中才学习到，因此暂不宜引申）
问题③：你对酯化反应有哪些方面的认识？
【答】酯化反应是指酸跟醇反应生成酯和水的反应（与将来在选修5中要讲到的醇跟氢卤酸的反应相区别）。
【板书】3、酯化反应：酸跟醇反应生成酯和水的反应。
【设疑】在上述反应中，生成水的氧原子由乙酸的羟基提供，还是由乙醇的羟基提供？用什么方法可以证明呢？
【分析】脱水有两种情况，（1）酸脱羟基醇脱氢；（2）醇脱羟基酸脱氢。在化学上为了辨明反应历程，常用同位素示踪法。即把某些分不清的原子做上记号，类似于侦察上的跟踪追击。事实上，科学家把乙醇分子中的氧原子换成放射性同位素O，结果检测到只有生成的乙酸乙酯中才有O，说明脱水情况为第一种，即乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”。放射性同位素示踪法可用于研究化学反应机理，是匈牙利科学家海维西(G.Hevesy)首先使用的，他因此获得1943年诺贝尔化学奖。
【板书】反应机理：酸脱羟基醇脱氢
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【动画演示】用3D动画演示乙酸与乙醇发生酯化反应的过程，使学生加深对反应机理的认识。
【师】还记得我们在讲酯化反应的开始提到的问题吗？为什么“酒是越陈越香”？请大
家结合所学过的醇和酸的知识做出解释。
【生】酒在放置过程中，其中的乙醇有部分逐渐转化为乙酸，乙酸和乙醇缓慢反应生成了具有香味的乙酸乙酯。
【师】很多鲜花和水果的香味都来自酯的混合物。现在还可能通过人工方法合成各种酯，用作各种饮料、糖果、香水、化妆品等的香料。
【小结】略 【作业布置】略
【板书设计】乙酸的酯化反应
1. 浓硫酸的作用：催化剂；除去生成物中的水，使反应向生成物方向进行。 2. 饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸，溶解乙醇，减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量。 3. 酯化反应：酸跟醇反应生成酯和水的反应。 反应机理：酸脱羟基醇脱氢
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