专题17 金属的腐蚀与防护——备战2021年高考化学之突破教材实验热点

专题17 金属的腐蚀与防护 1．钢铁生锈原理 实验名称 钢铁生锈原理 实验装置 实验原理 负极：2Fe−4e−2Fe2+； 正极：O2+2H2O+4e−4OH−； 总反应：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2； 后续反应：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3•xH2O 实验用品 经酸除锈的铁钉、饱和食盐水、水；具支试管、橡皮塞、导管、试管。 实验步骤 将经过酸洗涤除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化。 实验现象 几分钟后，导管末端的水柱液面上升，铁钉表面有锈迹产生。 实验结论 铁钉在中性的食盐水溶液中易发生吸氧腐蚀。 实验说明 装置的气密性必须良好，否则很难观察到导管末端的水柱高度变化。 2．实验验证牺牲阳极的阴极保护法 实验名称 验证牺牲阳极的阴极保护法 实验装置 实验原理 锌电极：Zn－2e－Zn2+； 铁电极：2H++2e－H2↑。 实验用品 K3[Fe(CN)6]溶液、经过酸化的3%NaCl溶液；Zn电极、Fe电极、电压表、烧杯。 实验步骤 按图连接好装置，观察电压表和铁电极上的现象。往铁电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，观察烧杯内溶液颜色的变化。 实验现象 电压表指针发生偏转，铁电极上有气泡产生；往铁电极区滴入K3[Fe(CN)6]溶液后，溶液不变蓝色。 实验结论 图示装置构成了原电池，较活泼金属锌被腐蚀，铁未被腐蚀（被保护） 利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ 【答案】C 【解析】根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边　负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 右边　负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－===H2↑ a、b处的pH均增大，C错误。 【易错点睛】正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 1．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( ) A．当镀锌铁制品镀层破损时，镀层不能对铁制品继续起保护作用。 B．铜表面会覆盖一层绿色的铜锈不是化学过程。 C．保护海轮外壳可以采用牺牲阳极的阴极保护法 D．保护地下输油钢管与外加直流电源的正极相连。 2．港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+ B．防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子 C．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率 D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 3．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验 5 min 25 min 实验I 铁钉表面及周边未见明显变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成 实验II 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化 下列说法不正确的是 A．实验II中Zn保护了Fe，使铁的腐蚀速率比实验I慢 B．实验II中正极的电极反应式：O2 + 2H2O + 4e- =4OH- C．实验I的现象说明K3[Fe(CN)6]溶液与Fe反应生成了Fe2+ D．若将Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色 4．下图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，下列说法错误的是( ) A．通过甲、乙装置的对比说明生铁比纯铁更易腐蚀 B．图乙装置中为了加快吸氧腐蚀的速率，可用酒精灯一直加热试管 C．图乙、图丙装置中的负极材料是铁粉，电极反应式是 D．图丙装置的导管中开始没有红墨水进入，一段时间后有红墨水进入并最终形成一段水柱 5．用如图装置探究金属的腐蚀原理。有关说法正确的是 A．K打开时，生铁越靠近底端腐蚀越严重 B．K打开时，生铁的腐蚀速率比K闭合时慢 C．K闭合时，锌作阴极保护生铁 D．K闭合时，生铁上的电极反应式为O2+2H2O+4e- = 4OH- 6．利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。下列说法不正确的是 实验装置 实验编号 浸泡液