第17讲 4.4 金属的电化学腐蚀与防护-2023-2024学年寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第十七讲 金属的电化学腐蚀与防护 知识梳理 · 考点一、金属的腐蚀 金属腐蚀的本质：是金属或合金被氧化而损耗的过程。 (1)化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀，直接被氧化剂氧化，无电流产生；。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与周围电解质溶液接触而发生原电池反应产生的腐蚀，相对活泼的金属被氧化，有电流产生．钢铁的电化腐蚀又分为析氢腐蚀（酸性条件下）和吸氧腐蚀（中性或碱性条件下）． 钢铁腐蚀的电极反应方程式 吸氧腐蚀：负极：2Fe一4e=2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e=4OH- 析氢腐蚀 ：负极：2Fe一4e=2Fe2+，正极： 2H++2e=H2↑ 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，例如，钢铁生锈的主要过程为： 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（pH＜4.3 水膜酸性很弱或中性 电极反应 负极 Fe-2e—=Fe2+ 正极 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 金属的析氢腐蚀 金属的吸氧腐蚀 1．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析不正确的是 A．pH=4时，既发生吸氧腐蚀，又发生析氢腐蚀 B．pH=6时，正极反应主要是：O2+ 4e+ 4H+ = 2H2O C．不同pH时，负极的反应都是：Fe－2e－= Fe2+ D．压强增大主要是因为该反应为放热反应 【答案】D 【解析】A．图中pH=4时，具支锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此具支锥形瓶内压强几乎不变，A正确； B．pH=6时，具支锥形瓶内溶解氧减少，且具支锥形瓶内气压减小，说明发生了消耗氧气的吸氧腐蚀，溶液为酸性，则正极电极反应式为：O2+ 4e+ 4H+ = 2H2O，B正确； C．具支锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，且pH不同时，负极反应相同，C正确； D．由分析可知，压强增大主要是因为Fe在酸性环境下主要发生析氢腐蚀，产生氢气，从而使具支锥形瓶内压强增大，D错误； 故选D。 2．在生产、生活中金属腐蚀所带来的损失非常严重，下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．生铁浸泡在食盐水中会发生析氢腐蚀 B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极的电极反应式为 C．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 D．将钢铁闸门与电源负极相连的防腐措施属于外加电流法 【答案】A 【解析】A．食盐水显中性，生铁浸泡在中性溶液中易发生吸氧腐蚀，故A错误； B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极的电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−，故C正确； C．暖气片表面刷油漆可将金属和空气中的氧气以及水蒸气隔绝，防止金属腐蚀，故C正确； D．钢铁闸门应与电源负极相连，属于外加电流保护法，故D正确； 故选A。 3．以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。 (1)将滤纸用35%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如下所示： ①实验ⅰ的现象说明，得电子的物质是 。 ②为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是 。 (2)向如图所示装置的烧杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。 ①各取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作 极。 ②加热后，指针发生偏转的原因可能是 。 (3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。 实验 a b 指针偏转方向 Ⅰ 0.1% 0.01% 向右 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 3.5% 饱和溶液 向右 ①Ⅱ中，b中电极发生的电极反应是 。 ②Ⅲ中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀，查阅资料可知：在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明： 。 【答案】(1) O2 用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验 (2) 正 温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快 (3) Fe－2e-=Fe2+ 另取两个烧杯，分别