易错专题15 金属的腐蚀与保护-【提分系列】2023-2024学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）

易错专题15 金属的腐蚀与保护 聚焦易错点： ►易错点一 金属的腐蚀 ►易错点二 金属的保护 典例精讲 易错点一 金属的腐蚀 【易错典例】 例1（2024·福建·厦门英才学校高二期中）为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是(　　) A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 【解题必备】 1. 金属腐蚀 (1)定义：金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 (2)分类： 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 ①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。 2．钢铁的电化学腐蚀：根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示： 　 (1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为 负极：Fe－2e－===Fe2＋； 正极：2H＋＋2e－===H2↑； 总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋； 正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－； 总反应：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。 最终生成Fe2O3·xH2O，是铁锈的主要成分。 3.影响金属腐蚀的因素：影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 4.钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。 5．判断金属腐蚀快慢的规律 (1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (3)活泼性不同的两种金属，构成原电池活动性差别越大，腐蚀越快。 (4)对同一种电解质溶液来说，一般是电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 【变式突破】 1．（2023·贵州·清华中学高二阶段练习）相同材料的铁制品在下图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　) 易错点二 金属的保护 【易错典例】 例2（2023·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　) A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法 D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ 【解题必备】金属的防护 金属防护 改变金属内部结构而增强抗腐蚀能力——不锈钢 金属表面覆盖保护层 涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料 镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法 用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜，金属的钝化 电化学保护法 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 金属的防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化。从金属腐蚀的反应实质、影响因素等方面分析，确定金属防护的方法。根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀，如在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力；在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属气腐蚀性质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料，采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属；电化学保护是金属腐蚀防护的重要方法之一,其原理是利用外部电流使被腐蚀金属电位发生变化从而减缓或抑制金属腐蚀，电化学保护可分为阳极保护和阴极保护两种方法，牺牲阳极的阴极保护法的核心是正极为被保护的金属