1.3 金属的腐蚀与防护-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 苏教版（2019）

优化探究 专题1　化学反应与能量变化 第三单元　金属的腐蚀与防护 [课程标准要求]　1.了解金属腐蚀的原因,能结合生活及实验探究理解电化学腐蚀的原理,正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式,提高科学探究与创新意识。2.掌握金属防护的方法,能够利用电化学知识进行金属的防护,树立防止金属腐蚀的意识,培养科学态度与社会责任。 任务一　金属的电化学腐蚀 任务二　金属的电化学防护 课时作业　巩固提升 任务一　金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 氧化 析氢 吸氧 2.化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯的金属或合金发生　　　　反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀  现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 区别 　　电流产生  　　微弱电流产生  实质与 联系 (1)实质:都是金属原子失去电子被　　　而损耗;  (2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但　　 　更普遍  原电池　 无 有 氧化 电化学腐蚀 3.实验探究铁的电化学腐蚀原理(教材观察思考) 实验 装置   实验 步骤 按图组装好仪器,几分钟后,打开止水夹 实验 现象 两支具支试管中都有红褐色铁锈产生。a装置中的导管内红墨水水柱上升,水柱液面高于小试管中的液面,甚至有少量红墨水流到a装置的具支试管中。b装置中部分铁粉溶解,导管内红墨水水柱下降,水柱液面低于小试管中的液面,甚至有少量气泡从导管口冒出 实验 结论 a装置的具支试管中气体压强减小,b装置的具支试管中气体压强增大,这是铁在两种不同的条件下发生不同的电化学腐蚀而引起的 4.钢铁的电化学腐蚀 　　类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述     条件 水膜的酸性较强 水膜的酸性 较弱或呈中性 　　类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 负极 　　 　  正极     ______________________ 总反应 ______________________ ________________________ 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·nH2O),反应如下: 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在,但后者更普遍 Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ O2+4e-+2H2O===4OH- Fe+2H+===Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 (1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属的腐蚀都是失去电子被氧化的过程。(　　) (2)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。(　　) (3)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀。(　　) (4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。(　　) (5)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更易生锈。(　　) (6)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。(　　) √ √ × × √ × 金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下图两种腐蚀现象,回答下列问题: (1)图甲、图乙分别属于电化学腐蚀中的哪类腐蚀?其异同点是什么? 提示:图甲中水膜呈酸性,Fe失电子被腐蚀,H+在Cu极上得电子生成H2,发生析氢腐蚀;图乙中水膜呈中性或酸性较弱,Fe失电子被腐蚀,O2在C极上得电子生成OH-,发生吸氧腐蚀。两者共同点都是Fe被腐蚀,都发生电子定向移动形成电流;不同点是图甲中水膜酸性较强,发生析氢腐蚀,图乙中水膜酸性较弱或呈中性,发生吸氧腐蚀。 (2)图甲中Cu的作用是什么?结合电极反应、电子移动、离子移动等,分析金属被腐蚀的原理。 提示:Cu作正极材料,导电。铜作正极,氢离子在内电路中移向正极,在正极得电子生成氢气;铁作负极,失电子生成亚铁离子,电子从负极经外电路移向正极。 1.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现,铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式:2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2, Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈,其原理如图,下列说法正确的是(　　) A.铁片发生还原反应而被腐蚀 B.铁片腐蚀最严重的区域应该是生锈最多的区域 C.铁片腐蚀中负极的电极反应式: 2H2O+O2+4e-===4OH- D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀 D 铁作负极,发生失电子的氧化反应,故A错误;铁片腐蚀最严重的区域是负极区域,在正极附近生成铁锈,故B错误;铁作负极,发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-===Fe2+,故C错误;在一块表面无锈的铁片上滴食盐水,铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池,发生了电化学腐蚀,铁作负极,碳作正极,故D正确。 2.如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说法正确的是(　　) A.该电化学腐蚀为析氢腐蚀 B.图中生成铁锈最多的是C区域 C.A区域比B区域更易腐蚀 D.铁闸中负极的电极反应式:Fe-2e-===Fe2+ D 该电化学腐蚀为吸氧腐蚀,A错误;A区域暴露在空气中发生化学腐蚀,B、C、D区域均发生电化学腐蚀,海水越深氧气含量越少,越不易发生电化学腐蚀,所以腐蚀最严重的是B区域,B错误;根据以上分析可知B区域比A区域更易腐蚀,C错误;原电池中负极失去电子,则负极电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,D正确。 任务二　金属的电化学防护 1.金属防护的原理 金属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,应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。 2.金属防护的方法 (1)在金属表面覆盖保护层 ①涂层保护:如涂油、油漆或覆盖塑料等; ②镀层保护:在金属表面镀上一层不活泼金属; ③氧化膜保护:通过化学方法使金属表面生成一层致密的氧化膜。 (2)电化学防护法   牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 　　　原理  　　　原理  原理 形成原电池时,被保护金属作　　极(正极);更活泼的金属作　　极(负极)参加反应  被保护金属与电源的　　极相连,作　　极;另一惰性材料与电源的　　极相连,作　　极  优缺点 无需外加电源,但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极,但消耗电能 原电池 电解池 阴　 阳 负 阴　 正 阳   牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 应用 保护一些钢铁设备,如石油管道、海轮外壳等 保护土壤、海水及河水中的金属设备 图示     (3)改变金属的组成或结构 ①原理:物质的结构决定了物质的性质,采取一定的措施可以使金属的组成或内部结构发生一定的变化,提高抗腐蚀能力。 ②应用:最常见的方法是在金属中添加其他元素制成耐蚀合金。如在铁中加入一定量的镍、铬等金属可制成不锈钢,这类合金的抗腐蚀性比铁要强很多倍。 (1)牺牲阳极的阴极保护法利用的是电解池原理。(　　) (2)在铁制品表面镀锌,是为了防止铁制品的腐蚀,而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用。(　　) (3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触,起到保护铁制品的作用。(　　) (4)钢闸门可与外加电源的正极相连,起到保护作用。(　　) × √ √ × 1.防止金属的腐蚀是世界级难题,每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。 (1)为降低某水库钢闸门的腐蚀速率,可以采用图甲方案,焊接在钢闸门上的固体材料R采用什么金属? 提示:R活泼性应比铁强且能稳定存在于水溶液中,通常选锌。 (2)图乙所示方案也可降低钢闸门的腐蚀速率,钢闸门应连接直流电源的什么极,这属于哪种防护方法? 提示:钢闸门接电源负极,这是外加电流的阴极保护法。 (3)上述两种保护方法的原理有何不同? 提示:甲是在被保护设备上装上比它更活泼的金属,被保护金属作原电池的正极,称为牺牲阳极的阴极保护法。乙是被保护设备与电源的负极相连接,作电解池的阴极,称为外加电流的阴极保护法。 2.当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时,更易被腐蚀的是　　　　　,原因是 ____________________________________________________________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  镀锡铁 金属活动性:Zn>Fe>Sn,所以镀锡铁镀层破损时,Fe作原电池的负极首先被腐蚀,而镀锌铁镀层破损时,由于Fe作正极,被腐蚀的是活动性强的Zn,Fe被保护起来,因此当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时,镀锡铁更易被腐蚀 1.埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护,使其免受腐蚀。下列说法正确的是(　　) A.金属棒X的材料可能为铜 B.金属棒X的材料可能为钠 C.钢管附近土壤的pH可能会下降 D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 D 图中没有外加电源,故为牺牲阳极的阴极保护法,D项正确;X的活泼性应强于铁的活泼性,但金属钠的活泼性太强,能与土壤中的H2O直接反应,故金属棒X的材料不可能是铜和钠,A、B项错误;O2在钢管处得电子,发生还原反应:O2+4e-+2H2O===4OH-,故钢管附近土壤的pH可能会上升,C项错误。 2.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,再放置于玻璃钟罩内保存一星期后,下列对实验结束时现象描述不正确的是(　　) A.装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 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 B 装置Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀,左端液面上升;装置Ⅱ中盐酸挥发,和铁钉反应生成H2,腐蚀最严重,装置Ⅱ中左端下降;装置Ⅲ中浓硫酸吸水,而铁钉在干燥空气中几乎不腐蚀。 金属腐蚀快慢的判断方法 (1)在同一电解质溶液中,同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。 (4)金属活动性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [对点训练] 题组一　金属的腐蚀 1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是(　　) A.金属被腐蚀的本质:2xM+yO2===2MxOy B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化 C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 9 10 C 11 12 13 金属被腐蚀的本质是金属原子失电子,发生氧化反应:M-ne-===,A错误;马口铁的镀层破损后,Sn、Fe形成原电池,发生电化学腐蚀,铁先被腐蚀,B错误;常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,C正确、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 2.下列关于金属腐蚀和防腐蚀的说法正确的是(　　) A.金属腐蚀普遍属于化学腐蚀 B.外加电流的阴极保护法是将被保护的金属与电源正极相连 C.牺牲阳极的阳极保护法是利用原电池的原理防止腐蚀 D.钢铁在潮湿空气中的腐蚀大多数为析氢腐蚀 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 13 金属大多为不纯的金属,其腐蚀普遍属于电化学腐蚀,A错误;外加电流的阴极保护法,是将被保护的金属与电源负极相连,形成阴极,被保护,B错误;牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池的原理,将被保护的金属置于正极,防止腐蚀,C正确;钢铁在潮湿空气中的腐蚀大多数为吸氧腐蚀,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 3.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,被腐蚀速率最慢的是 (　　) A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松的碱性土壤中 C.在干燥致密不透气的土壤中 D.在含碳粒较多,潮湿透气的中性土壤中 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 13 酸性环境中酸性物质与铁发生反应,会加快铁的腐蚀,故A错误;潮湿疏松的碱性土壤中,铁容易发生电化学腐蚀,故B错误;干燥致密不透气的土壤中,氧气稀薄,且无电解质溶液,故不易形成原电池,铁的腐蚀速率很慢,故C正确;潮湿透气的中性土壤提供溶液环境,铸铁含碳较多可以形成原电池,会加速铁的腐蚀,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 4.化学与人类生产、生活密切相关。下列说法错误的是(　　) A.电热水器用镁棒防止内胆被腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法 B.铁件表面镀上保护层后,若镀件破损,铁一定易被腐蚀 C.地下钢铁管道中嵌入锌块,可以减缓管道的腐蚀 D.菜刀表面涂植物油,可防止菜刀生锈 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 13 电热水器内胆连接镁棒,形成了原电池,因镁比较活泼而作原电池的负极,从而对正极的热水器内胆起到了保护作用,故A正确;铁件表面镀上保护层后,若镀件破损,铁不一定易被腐蚀,例如如果镀的是金属锌,破损后形成原电池,锌是负极,铁是正极,铁仍然被保护,故B错误;金属活动性锌强于铁,地下钢铁管道中嵌入锌块,构成原电池,锌是负极,铁是正极,可以减缓管道的腐蚀,故C正确;菜刀表面涂植物油,避免与空气的接触,可防止菜刀生锈,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 5.下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 序号 ① ② ③ 实验       现象 8小时未观察 到明显锈蚀 8小时未观察 到明显锈蚀 1小时观察到 明显锈蚀 A.对比实验①②③,说明苯能隔绝O2 B.实验①中,生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2 C.实验②中,饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 D.实验③中,属于铁的吸氧腐蚀,负极反应:O2+4e-+2H2O===4OH- 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 对比①②③,说明生铁腐蚀,碳为正极,铁为负极,需足量O2和水,由实验③可知,生铁片明显锈蚀,说明苯不能隔绝O2,故A错误;原电池的形成条件:有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路,实验①中,苯不是电解质溶液,生铁难以腐蚀,故B错误;实验③中,铁是负极,发生氧化反应,生成Fe2+,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 题组二　金属的防护 6.某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失, 拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢 管。下列有关说法正确的是(　　) A.在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生吸氧腐蚀 B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过导线流向钢管 C.在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M移动,抑制H+与铁的反应 D.钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源的正、负极 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 13 在酸性环境下,钢铁主要发生析氢腐蚀,A项错误;金属棒M、钢管在酸性土壤中形成原电池,其中金属棒M作负极,失去电子,失去的电子通过导线流向钢管,钢管作正极被保护,B项正确;在潮湿的酸性土壤中,存在大量H+,H+移动到正极上得电子被还原,即移动到钢管上得电子,抑制H+与铁的反应,C项错误;若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源的正、负极,则钢管作阳极,腐蚀速率加快,D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 7.国产航母山东舰已经列装服役,它是采用 模块制造然后焊接组装而成的,对焊接有着 极高的要求。实验室模拟在海水环境和河 水环境下对焊接金属材料使用的影响(如图)。下列相关描述中正确的是(　　) A.由图示的金属腐蚀情况说明了Sn元素的金属性强于Fe元素 B.由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况,乙是河水环境下的腐蚀情况 C.两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe-3e-===Fe3+ D.为了防止舰艇在海水中被腐蚀,可在焊点附近用锌块打“补丁”煅烧 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 13 由图可知,两种环境下都是铁被腐蚀,说明Sn元素的金属性弱于Fe元素,故A错误;对比甲乙腐蚀程度,乙被腐蚀的比甲多,说明乙所处环境离子浓度大,所以乙是海水环境下的腐蚀情况,甲是河水环境下的腐蚀情况,故B错误;由图可知,两种环境下都是铁被腐蚀,电极反应式:Fe-2e-===Fe2+,故C错误;为了防止舰艇在海水中被腐蚀,可在焊点附近用比铁活泼性强的金属锌块打“补丁”煅烧,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 题组三　金属腐蚀和防护的综合考查 8.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法错误的是(　　) A.若d为石墨,铁片腐蚀加快 B.若d为石墨,石墨上电极反应式为 O2+2H2O+4e-===4OH- C.若d为锌块,铁片不易被腐蚀 D.若d为锌块,铁片上电极反应式为2H++2e-===H2↑ 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 13 由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,铁片腐蚀比没有形成原电池时的速率快,选项A正确;若d为石墨,由于电解质是海水,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,选项B正确;若d为锌块,则由于金属活动性:Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,选项C正确;若d为锌块,由于电解质为海水,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 9.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路,有些地面上还铺有地铁的铁轨,当有电流泄漏入潮湿的土壤中,并与金属管道或铁轨形成回路时,就会引起后者的腐蚀,其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A.原理图可理解为两个串联电解装置 B.溶液中铁丝被腐蚀时,左侧有无色气体产生, 附近产生少量白色沉淀,随后变为灰绿色 C.溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe-2e-===Fe2+ D.地下管道被腐蚀后不易被发现,维修也不便,故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 13 由原理图可知,左侧铁棒与正极相连,为阳极,铁丝左侧应为阴极,形成电解装置,铁丝右侧为阳极,右侧铁棒为阴极又组成电解装置,所以可理解为两个串联电解装置,A项正确;左侧铁棒为阳极,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,左侧铁丝为阴极,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,OH-浓度增大,与阳极产生的Fe2+结合生成白色Fe(OH)2沉淀,后被氧化成灰绿色,B项正确,C项错误;为了保护地下管道不被腐蚀,故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等,D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 [综合强化] 10.在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 A.按图Ⅰ装置实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,采用下列方法:用酒精灯加热左边的具支试管 B.图Ⅲ装置的总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 C.图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图,图Ⅱ的正极材料是铁 D.铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究,Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移,并在铝箔上发生电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑ 答案:B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 具支试管内气体受热压强增大,部分气体逸出,冷却后,气体压强减小,对实验结果产生干扰,A错误;正极与负极反应式相加得到图Ⅲ装置的总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑,B正确;负极材料为铁,正极材料为碳,C错误;铝箔为负极,电极反应式为4Al-12e-===4Al3+,活性炭为正极,电极反应式为3O2+12e-+6H2O===12OH-,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 11.支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电 流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所 示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有 关表述不正确的是(　　) A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 C 依题意,钢管桩为阴极,电子流向阴极,阴极被保护,故钢管桩表面的腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)接近于0,A项正确;阳极上发生氧化反应,失去电子,电子经外电路流向阴极,阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气,惰性辅助阳极不被损耗,B项正确,C项错误;根据海水对钢管桩的腐蚀情况,增大或减小电流强度,D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 12.某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理,设计如图实验装置:   实验Ⅰ:向烧杯中加入一定量的饱和食盐水,插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后,再分别插入两个玻璃筒中,电流表指针发生偏转。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (1)锌棒上发生的电极反应为____________________; 铁棒上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 2Zn-4e-===2Zn2+ 2H2O+O2+4e-===4OH-　 (1)锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的是吸氧腐蚀,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。 (2)从铁棒附近取少量溶液于试管中,再向试管中滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,无明显现象,这说明该实验中无　　　　生。  实验Ⅱ:该小组的同学将锌棒换为铜棒,并用导线将其与电流表连接。一段时间后,从插入铁棒的玻璃筒内取少量溶液于试管中,再向试管中滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。 (3)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ　　(填“相同”或“相反”)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 Fe2+ 相反 (3)铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的也是吸氧腐蚀,铜作正极被保护,铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反,所以电流表指针的偏转方向也相反。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 产生蓝色沉淀 溶液变红色 (4)铁作负极时,Fe失去电子生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,铜作正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,故在铜棒附近溶液变红色。 (5)上述两个实验表明,活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时,一般是相对　　　　　(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护,根据此原理采取的金属防护方法称为　 　　　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 不活泼 牺牲阳极的阴极保护法 (5)对比两个实验可知,一般情况下,发生吸氧腐蚀时,活泼金属被腐蚀,不活泼金属被保护,根据此原理采取的金属防护方法称为牺牲阳极的阴极保护法。 13.青铜是金属冶炼史上最早的合金,我国出土了大量青铜器,体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈,其修复工作是文物保护的重要环节。 (1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。青铜器生锈过程中,参与形成铜绿的物质有Cu和　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 O2、H2O、CO2 (1)由铜绿的化学组成和空气的化学组成可知,参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (2)继续查阅资料,了解到铜锈的成分很复杂,主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。结构如图所示:   考古学家将铜锈分为“无害锈”和“有害锈”,“无害锈”形成后可阻止内部金属继续腐蚀,而“有害锈”则无法阻止腐蚀的深入。结合两种铜锈的结构推测,“有害锈”的主要成分为　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 Cu2(OH)3Cl (2)由题干信息可知,碱式碳酸铜为致密结构,可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜;而碱式氯化铜为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙将内部的铜进一步腐蚀,故碱式氯化铜是“有害锈”,“有害锈”的主要成分为Cu2(OH)3Cl。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 (3)Cu2(OH)3Cl的形成过程中会通过原电池反应产生CuCl(难溶于水的固体),请结合题图回答:   ①过程Ⅰ的正极反应物是　　　　　　　　　。  ②过程Ⅰ负极的电极反应式是　　　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 氧气(和水) Cu-e-+Cl-===CuCl　 (3)“有害锈”的形成过程中会产生CuCl(难溶于水的固体),分析图示可知铜作负极失电子生成CuCl沉淀,正极上是氧气得到电子发生还原反应,①过程Ⅰ的正极反应物是氧气(和水),电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-;②过程Ⅰ负极的电极反应式是Cu-e-+Cl-===CuCl。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 $$