假期作业(十三) 金属的腐蚀与防护-【快乐假期】2024-2025学年高二化学寒假作业

快乐假期 假期作业十三金属的腐蚀与防护 思维整合室 4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 思维导图 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜呈 或 水膜呈 「本质：M一ne -M"+氧化反应 正极反应 条件：构成原电池 负极反应 特征：伴有电流 总反应 电化学腐蚀 吸氧腐蚀 类型 金 析氢腐蚀 二、金属的防护 的 类型 地位：主要 1.电化学防护 蚀 条件：金属接触到干燥气体或 (1)牺牲阳极的阴极保护法 非电解质液体 化学腐蚀 原理。 特征：无电流产生 ①被保护的金属设备作 极（阴极）。 地位：次要 ②比被保护金属活泼的金属作 极（阳极）。 危害：损失金属材料，损坏机械设备 (2)外加电流的阴极保护法 本质：阻止M一ne一M+的发生 金属的防护 原理。 预防金属腐蚀的方法 ①惰性金属作 极。 知识梳理 ②被保护的金属设备作 极。 一、金属的腐蚀 2.改变金属的内部结构 1.概念 如制成合金、不锈钢等。 金属或合金与周围接触到的 进行 3.加保护层 而腐蚀损耗的过程。 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或 2.本质 表面钝化。 金属原子 电子变为 离子， 自测自查 金属发生 反应。 ·、1.气体或液体化学反应2.失去阳 3.分类 氧化3.(1)直接发生化学反应4.中性 (1)化学腐蚀 弱酸性较强酸性 O,+4e+2H,O 金属跟接触到的物质 而引 -40H 起的腐蚀。 2Ht+2e—H2↑Fe (2)电化学腐蚀 2efe2+Fe-2e-Fe2+ 2Fe+ 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生 O,+2H,O-2Fe(OH)2 Fe+2H 原电池反应，比较活泼的金属失电子而被 —Fe2++H2↑ 氧化。 二、山.(1)原电池正负(2)电解池阳阴 ·38· 三022 高二北学) 《技能提升台 C.北斗卫星授时系统的星载铷钟含铷元 技能提升 素，其单质遇水能缓慢反应放出氢气 D.C919民航客机机身材料中的复合纤维属 1.普宁寺位于河北省承德市，是始建于清朝乾 于天然有机高分子 隆时期的一座汉藏结合寺庙，该寺庙的部分 5.(双选)港珠澳大桥设计寿命为120年，对桥 是由含铜合金打造。下列有关叙述正确 体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析 的是 错误的是 A.青铜、黄铜都是铜的合金 A.防腐原理主要是避免发生反应：Fe十 B.含铜合金的硬度和熔点都低于纯铜 2H—Fe2++H2↑ C.含铜合金在空气中主要发生析氢腐蚀 B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了 D.定期用硝酸浸泡和清洗含铜合金雕像 隔绝空气、水等，防止形成原电池 2.下列金属防护的做法中，运用了电化学原理 C.采用外加电流阴极保护法时需外接镁、 的是 锌等做辅助阳极 A.健身器材刷油漆以防锈 B.衣架外面包上一层塑料层 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学 C.地下钢铁管道连接镁块以防腐 腐蚀 D.自行车链条涂抹润滑油 6.化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验 3.选取pH=2.5和pH=5.0的醋酸溶液分 如下： 别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容 实 器内压强的变化情况如下图所示。下列结 验 份k溶液+Ke(CN溶液 喻凤溶液+Kc(CN%溶液 论错误的是 装 锌片 铜片 pH-2.5的酷酸溶液 置 琼脂 琼脂 pl=5.0的偌梭浴液 食盐水 铁钉 食盐水 铁钉 培养皿 培养皿 时创 锌片附近处颜色无变 铜片附近处出现红 A.pH=5.0的醋酸溶液中一定存在吸氧 现 化，裸露在外的铁钉 色，裸露在外的铁钉 腐蚀 象 附近处出现红色。 附近处出现蓝色 B.酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同 C.两组溶液的pH一定逐渐变大 下列说法正确的是 ( D.若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定 A.实验I和Ⅱ中铁钉均为负极 变大 B.实验I和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀，且铁钉 4.我国科技创新成果丰硕。下列有关说法正 腐蚀速度实验I>实验川 确的是 ( C.一段时间后，实验I铁钉附近也出现了 A.量子通信的光纤和超算“天河一号”的芯 蓝色，可能是K[Fe(CN),]氧化了单 片的主要材料均为SiO2 质Fe B.“深海一号”母船海水浸泡区的铝基可保 D.一段时间后，实验I和实验Ⅱ中均出现 障船体不易腐蚀 红褐色 ·39· 火曼快乐暇期 c900= 7.钢铁的电化学腐蚀原理如下图所示。 2.(2024·湖北·高考真题)2024年5月8 电解质溶液 日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首 Fe OH 次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措 施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A.发蓝处理 B.阳极氧化 (1)电解质溶液： C.表面渗镀 D.喷涂油漆 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水 【《益智欢乐谷 膜，水膜里含有少量 不锈钢 和 等。 由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较 (2)电极： 钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的 脆且不易机械加工，人们便设法减少铁里的碳 ,其中，负极为 ,正极为 元素并增加硅、锰等元素，把铁转化为钢，改善 (3)电极反应式： 了铁的性能，使钢铁成为工业社会的支柱。但 ①负极： 是由于其中残留其他杂质，钢铁很容易腐蚀， ②正极： 尽管采取了大量防锈措施，每年仍有大量的钢 (4)铁锈的形成： 铁被锈蚀掉，于是不锈钢应运而生。 D2Fe+0,+2H,O-2Fe(OH), 不锈钢是在普通钢的基础上，加入铬、镍等 ② 多种元素炼成的钢材，它在空气中能保持金属光 ③2Fe(OH),脱水：铁锈的主要成分是 泽，也就是具有不生锈的特性。不锈钢有多种类 型，其共同的特征是含铬量一般在12%以上。铬 高考冲浪 元素的加入，能使钢材表面形成致密且坚固的氧 1.(2024·广东·高考真题)我国自主设计建 化膜，防止内部的铁与外界接触，同时在多种酸、 造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在 碱、盐的水溶液中也具有很好的化学稳定性和耐 珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌 腐蚀性。 块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下 不锈钢具有的优良性能，使它在化工生 列有关说法正确的是 A.钢铁外壳为负极 产、医疗器械制造、建筑装饰业以及人类社会 B.镶嵌的锌块可永久使用 中得到广泛应用。例如，不锈钢在高温下仍具 C.该法为外加电流法 有很强的韧性，用它制成的手术器械可以进行 D.锌发生反应：Zn-2e—Zn 高温消毒。 ·40·飞曼快乐假湖 900号 假期作业十三 金属的腐蚀与防护 极O2得电子生成OH厂，得到的Fe(OH)2会被O2氧化 为Fe(OH)3红褐色沉淀，故D错误。 1,AA.青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，都是铜的合 7.解析：(1)钢铁发生电化学腐蚀时，电解质溶液形成是因 金，A正确：B.合金的熔点低于其成分金属，但是硬度更 为在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里 大，B错误：C,含钢合金腐蚀的类型主要有析氯腐蚀和吸 含有少量H+,OH和O2等。(2)钢铁发生电化学腐蚀 氧腐蚀两种，在不同的环境下，铜合金的腐蚀机理和类型 是因为钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池， 都是不同的，C错误：D.硝酸可以与铜反应，不能用硝酸 其中铁是活泼的金属，负极为铁，正极为碳。(3)负极是 浸泡清洗含铜合金的雕像，否则会损坏雕像，D错误。 铁，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Fe一2e 2.CA.健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔 一F2+:正极是碳，发生得到电子的还原反应，溶液中 绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不符合：B.衣 的氧气得到电子，电极反应式为O2十2H20十4e 架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以 4OH厂。(4)铁绣的形成是因为负极产生的亚铁离子结合 隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不符合： 溶液中的氢氧根生成氢氧化亚铁沉淀，即2Fe十O2十 C.地下钢铁管道连接钱块，金属钱比铁活泼，属于牺牲阳 2H,O一2F心(OH)2,氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁， 极的阴极保护法，运用了电化学原理，故C符合：D.自行 即4Fe(OH)2+O2+2H2O一4Fe(OH)3:Fe(OH)3脱 车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀 水转化为铁铸，其中铁锈的主要成分为Fe2O3·xHO。 的原理，故D不符合：答案选C。 答案：(1)H+OHO2 3.DpH=2.5的醋酸溶液与铁反应的压强增大，则为析氢 (2)原电池Fe碳 腐蚀，电极反应式为：2 CH COOH+2e-一H2↑+ (3)①Fe-2e-一Fe2+②O2+2H20+4e 2CH3 COO:pH=5.0时压强减小，则是吸氧腐蚀，电极 -40H 反应式为：O2+4 CHCOOH十4e一2H2(O+ (4)②4Fe(OH)2+O2+2H20一4Fe(OH)x 4 CHCOO。A.pH=5.0的醋酸溶液压强减小，是吸氧腐 ③Fe2O3·xH2O 蚀，故A正确：B.pH=2.5时，压强增大，是析氢腐蚀，pH= 高考冲浪 5.0时，压强减小，是吸氧腐蚀，酸度不同，腐蚀的主要类型可 1.D钢铁外壳镶议了锌块，由于金属活动性Zn>Fe,即锌 能不同，故B正确；C,两组溶液都在消耗氢离子，pH一定逐 块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Z失去电子，发生氧 渐变大，故C正确：D.腐蚀速率与氢离子浓度有关，换成盐 化反应，Zn一2e一Zm2+,从而保护钢铁，延缓其腐蚀。 酸，若pH相同，则速率相同，故D错误：答案远D A.由于金属活动性Zn>F心，钢铁外壳为正极，锌块为负 4.BA.芯片的主要材料为硅，不是二氧化硅，故A错误： 极，故A错误：B.Zn失去电子，发生氧化反应，Zn一2e B.母船海水浸泡区的铝与船体构成原电池，金属性强于 一Z2+,镶嵌的锌块会被逐渐消耗，雪根据腐蚀情况进 铁的铝基作原电池的负极被损耗，船体作正极被保护，该 行维护和更换，不能永久使用，故B错误：C.由分析得，该 保护方法为拍牲阳极的阴极保护法，故B正确：C.蜘单质 方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误：D.Z如失去电 的金属性强，与水刷烈反应放出氢气，故C错误：D.复合 子，发生氧化反应：Zn-2e一Zn+,故D正确。 纤维属于合成有机高分子化合物，不是天然高分子化合 2.DA.发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在 物，故D错误：答案选B。 空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在 5.AC 金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防 6.CA,实脸I中锌比铁活泼，锌为负极，实验Ⅱ中铁比朝 轿，A不符合题意：B.阳极氧化是将待保护的金属与电源 活泼，铁为负极，故A错误：B.实验I和Ⅱ中都是中性环 正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合 境，均发生吸氧腐蚀，实验I中锌为负极，铁为正极被保 题意：C.表面渗镀是在高温下将气态、固态或馆化状态的 护，铁钉腐蚀速度实验I<实验Ⅱ，故B错误：C.一段时 欲渗镀的物质（金属或非金属元素）通过扩散作用从被渗 间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，说明溶液中存在 镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表 Fe2+,可能是K:[Fe(CN)]氧化了单质Fe,故C正确： 面处理的方法，C不符合题意：D.喷涂油漆是将油漆涂在 D.实验I中锌为负极，铁为正极，溶液中不会生成Fe3+, 待保护的金属表面并没有在表面形成纯化膜，D符合题 不会出现红褐色沉淀，实验Ⅱ中铁为负极，生成F2+,正 意：故答案选D。 ·54.