第四章 第三节 金属的腐蚀与防护-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019，单选版）

第三节　金属的腐蚀与防护 [课程标准]　1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。2.了解防止金属腐蚀的措施。3.能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象，选择并设计防腐蚀措施。 任务一　金属的腐蚀 1. 实验过程 将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，并解释引起这种变化的原因 示意图 实验现象 导管中液面上升 2. 实验过程 取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象，并解释引起这种变化的原因 示意图 实验现象 开始时试管中均有无色气体产生，滴加硫酸铜溶液后产生气体的速率明显加快 1.实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈，说明什么问题？请分析变化的原因。 提示：实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈，说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。 2.实验2为什么开始时试管中均有无色气体产生，滴加硫酸铜溶液后产生气体的速率明显加快？ 提示：Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，速率更快。 1.概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象叫做金属腐蚀。 2.本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－===Mn＋。 3.金属腐蚀的类型(根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类) (1)化学腐蚀 ①概念：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等。 ②实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。 ③特点：腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快，如：钢铁在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。 (2)电化学腐蚀 ①概念：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 ②实质：发生原电池反应。 ③特点：电化学腐蚀过程有微弱电流产生。 学生用书↓第132页 (3)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与干燥气体(如：O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如：石油)等接触 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 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多 4.电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋ (3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 1.正误判断，错误的说明原因 (1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程。 答案：正确。 (2)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主。 答案：错误，二氧化碳溶于水形成的溶液酸性太弱，所以钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。 (3)铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀。 答案：错误，铜不能置换出酸中的氢，所以铜只能发生吸氧腐蚀。 (4)纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳，能形成原电池发生电化学腐蚀。 答案：正确。 2.(2023·上海长宁高二校考开学考试)钢铁很容易生锈腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。因此，该小组同学又进行了钢铁腐蚀探究，希望能找到防止钢铁腐蚀的好办法。如图，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。红墨水柱两边液面变为：左低、右高。 (1)请猜测a试管中铁发生的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b管中生铁中碳上发生的电极反应式_____________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)析氢　(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 解析：生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；a、b试管内分别盛有氯化铵(显酸性)溶液和食盐水，左边试管中是酸性溶液，发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液发生吸氧腐蚀。(1)U形管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强增大，右边试管内气体的压强减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵(显酸性)，发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀，故a试管中铁发生的是析氢腐蚀；(2)b试管中是中性溶液食盐水，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe－2e－===Fe2＋，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 任务二　金属的防护 教材实验中实验(1)的现象如下表： 实验装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区) 现象 指针偏转 Zn溶解 有气泡产生，无蓝色沉淀生成 实验(2)的现象如下表： 学生用书↓第133页 实验装置 实验现象 铁钉周围变红 铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红 1.实验(1)装置是电化学装置中的原电池还是电解池？指出装置中的电极名称并写出电极反应式。 提示：Zn、Fe和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；其中Zn作负极，电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑。 2.一段时间后，从Fe电极区域取出少量溶液于试管中，加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液的目的是什么？若铁电极区域有Fe2＋存在，会出现什么现象？写出反应的离子方程式。 提示：加入K3[Fe(CN)6]溶液的目的是检验铁电极是否发生反应生成Fe2＋；若铁电极区域有Fe2＋生成，加入K3[Fe(CN)6]溶液后会产生蓝色沉淀，反应的离子方程式为Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)。 3.通过上述实验得出的实验结论是什么？ 提示：Zn-Fe-电解质溶液构成的装置中，铁未被腐蚀，且受到了保护。 4.实验(2)中a装置和b装置中的铁哪一种更容易受到腐蚀？其原因是什么？ 提示：b装置中的铁更容易被腐蚀。原因是b装置中的铁比铜的活泼性强，形成原电池时，铁作负极而被腐蚀；a装置中锌比铁的活泼性强，形成原电池时，铁作正极而受到保护。 1.金属的防护措施 2.金属的电化学防护 电化学防护 牺牲阳极法 外加电流法 原理 原电池原理 电解原理 措施 被保护的金属作正极(阴极)，以一种活动性较强的金属作负极(阳极) 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源 应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等 示意图 注意：两种保护方法的比较：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法。 1.正误判断，错误的说明原因。 (1)牺牲阳极法利用的是电解池原理。 答案：错误，牺牲阳极法利用的是原电池原理。 (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。 答案：正确。 (3)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用。 答案：错误，铁闸门可与外加电源的负极相连，起到保护作用。 (4)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀。 答案：错误，原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，也能用来减缓金属的腐蚀。 学生用书↓第134页 2.下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是________(填序号)。 答案：④＞②＞①＞③ 解析：当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。本题中，铁腐蚀由快到慢的顺序是④＞②＞①＞③。 1.关于如图所示各装置的叙述正确的是(　　) A.图1支撑海港码头基础的钢管桩与电源正极相连，以防止被海水腐蚀 B.图2铁钉发生析氢腐蚀，导管中水面下降，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋ C.图3装置可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度不变 D.用图4装置精炼铜，b极为精铜，电解质溶液为CuSO4溶液 答案：D 解析：为防止腐蚀，应使钢管桩与电源负极相连，A错误；食盐水为中性，此时发生的为吸氧腐蚀，B错误；在铁件表面镀铜，应使Cu为阳极与电源正极相连，C错误；电流流出的一极为电源正极，电解精炼铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连，精铜做阴极，与电源负极相连，电解质溶液为CuSO4溶液，D正确；故选D。 2.下列防护措施中属于电化学保护法的是(　　) A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金 C.在轮船的船壳水线以下部分，装上锌锭 D.在金属表面喷漆 答案：C 解析：在轮船的船壳水线以下部分装上锌锭，能形成原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护，C符合题意。 3.糕点包装中常见的脱氧剂成分为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　) A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期 B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋ C.脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况) 答案：D 解析：脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同，该过程为放热反应，A错误；脱氧过程，铁作负极，B错误；脱氧过程，碳作正极，C错误；由电子守恒可知，还原性铁粉最终被氧化为＋3价，含有1.12g铁粉的脱氧剂完全氧化转移电子的物质的量为×3＝0.06mol，每消耗1mol氧气转移电子4mol，所以消耗氧气的物质的量为＝0.015mol，标况下V(O2)＝0.015mol×22.4L/mol＝0.336L＝336mL，D正确；故选D。 4.电化学在实际生活生产中十分常见，如金属的腐蚀及防护，利用电化学合成物质、处理废水等等。 (1)按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示，t1～t2s之间主要发生________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，其正极反应式为____________ ________________________________________________________________________________。 (2)金属阳极钝化是一种电化学保护方法。将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应：______________________ _______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案：(1)吸氧　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋ 解析：(1)t1～t2s之间，压强和氧气体积分数都在下降，说明发生吸氧腐蚀；正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；(2)Fe在一定浓度的H2SO4溶液中钝化形成致密Fe3O4氧化膜，反应方程式：3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋。 课时测评36　金属的腐蚀与防护 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题8分，第11－12题，每题10分，共100分) 题点一　金属的腐蚀 1.出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁)，现藏于广州博物馆，该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字，剑色为水银古，时至如今，依然锋利。剑脊含铜量较多，韧性好，不易折断；刃部含锡高，硬度强，可见其性能优异，锻造技术优良。已知：剑在地下因构成原电池发生了腐蚀，导致生锈(Fe2O3)。下列叙述错误的是(　　) A.铁与铜、锡构成原电池时，铁为负极 B.铁发生的电极反应为Fe－3e－===Fe3＋ C.生活中，为了防止铁板被腐蚀，可以在铁板上镀铜或者镀锌，镀锌效果更好 D.铜碳合金在强酸性条件下不会发生析氢腐蚀 答案：B 解析：铁与铜、锡构成原电池时，铁的活泼性强于铜和锡，铁作负极，A正确；铁电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；在铁板上镀铜或者镀锌，镀层把铁与周围环境隔绝而防止了铁的腐蚀，镀锌效果更好，是因为白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后，形成原电池时锌为负极，铁为正极，镀层仍能对铁起到保护作用，C正确；铜碳合金在强酸性条件下铜不与氢离子反应，故不会发生析氢腐蚀，D正确；故选B。 2.某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁片放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按图装置进行实验。数分钟后观察，下列现象不可能出现的是(　　) A.B中导管里形成一段水柱 B.锌被腐蚀 C.金属片剪口处溶液变红 D.B中导管产生气泡 答案：D 解析：在中性食盐水中，镀锌铁片发生吸氧腐蚀，Fe作正极，O2得电子生成OH－，所以正极附近酚酞溶液变红，导气管末端上升一段水柱，故A、C正确；Zn作负极，失去电子生成Zn2＋，被腐蚀，故B正确；镀锌铁片在中性溶液中发生吸氧腐蚀，不发生析氢腐蚀，所以B中导管不可能产生气泡，故D错误。 题点二　金属的防护 3.下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是(　　) A.图①中往Fe电极区滴入2滴硫氰化钾溶液，溶液变红 B.图②中铁丝容易生成Fe2O3·xH2O C.图③中M可用石墨代替 D.图④中若电源断开，闸门易发生吸氧腐蚀 答案：D 解析：图①中铁是正极，铁被保护，往Fe电极区滴入2滴硫氰化钾溶液，溶液不变红，故A错误；铁丝在干燥的空气中不易生锈，故B错误；若图③中M用石墨代替，则钢铁输水管做负极，钢铁输水管的腐蚀速率加快，故C错误；图④为外加电流法，若电源断开，闸门不再被保护，闸门易发生吸氧腐蚀，故D正确；选D。 4.桥梁主要的防腐方法有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 答案：A 解析：钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝、锌的金属活动性大于铁，作原电池的负极，防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子，故B正确；防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，故C正确；钢铁防腐只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除，故D正确。 5.图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列说法正确的是(　　) A.图Ⅰ中b为纯铜，电解过程中质量减轻，发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu B.图Ⅰ中SO向a极移动，但不放电 C.图Ⅱ中如果a、b间用导线连接时，钢闸门作正极 D.图Ⅱ中如果a、b间连接直流电源利用外加电流法保护钢闸门时，则X必须用锌 答案：C 解析：粗铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以a为纯铜，b为粗铜，A错误；电解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动，所以硫酸根离子向b极移动，B错误；牺牲阳极法中，被保护的金属作原电池正极，图Ⅱ中如果a、b间用导线连接，钢闸门作正极，C正确；外加电流法中，被保护的钢闸门连接原电池负极，所以图Ⅱ中如果a、b间连接电源，钢闸门作阴极，但X不一定用锌，D错误。 6.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　) A.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 B.在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ C.铁制品应保存在温度较高的地方 D.钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋ 答案：B 解析：钢管与铜管露天堆放在一起，铁为负极，易被腐蚀，A错误；金属腐蚀速率顺序：电化学腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀，Ⅰ中金属铁作原电池的负极，Ⅱ中金属铁作原电池的正极，所以腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B正确；高温下金属铁和氧气的反应速率会加快，铁制品应该放在低温干燥环境中保存，C错误；在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，D错误。 7.近日，三星堆文化与青铜文明学术研讨会在德阳广汉市举行，研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生腐蚀的原理示意图如图甲和图乙。下列说法错误的是(　　) A.图甲可知青铜器生锈发生的是化学腐蚀 B.图甲可知铜锈的主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl C.图乙中c青铜基体作原电池负极，发生氧化反应 D.图乙生成a多孔粉状锈的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ 答案：A 解析：由图甲可知，青铜器生锈发生的是电化学腐蚀，故A错误；图甲显示，铜被腐蚀为Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl，故B正确；根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是c，故C正确；Cl－扩散到孔口，并与正极生成物和负极生成物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，故D正确；故答案选A。 8.用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下，以下结论错误的是(　　) A.溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀 B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C.吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀慢 D.两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋ 答案：C 解析：pH＝2时由题图可知压强随着反应的进行而增大，产生了大量气体，发生了析氢腐蚀，pH＝4时压强随着反应的进行而减小，气体的量减少，发生了吸氧腐蚀，据此分析。pH＝2时由题图可知压强随着反应的进行而增大，产生了大量气体，发生了析氢腐蚀，溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，A项正确；pH＝4时压强随着反应的进行而减小，气体的量减少，发生了吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中生铁可能发生析氢腐蚀也可能发生吸氧腐蚀，B项正确；由两幅图可知变化相同的压强所用的时间不同，析氢腐蚀所用时间长而吸氧腐蚀所用的时间短，因而吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀快，C项错误；不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极均为铁失电子，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项正确。 9.用如图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是(　　) 选项 连接 电极材料 分析 a b A K1、K2 石墨 铁 模拟铁的吸氧腐蚀 B K1、K2 锌 铁 模拟钢铁防护中牺牲阳极法 C K1、K3 石墨 铁 模拟电解饱和食盐水 D K1、K3 铁 石墨 模拟钢铁防护中外加电流法 答案：D 解析：a是石墨，b是铁，K1、K2连接时，形成原电池，食盐水呈中性，铁发生吸氧腐蚀，A正确；a是锌，b是铁，K1、K2连接时，形成原电池，Zn比Fe活泼，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极受到保护，故可模拟钢铁防护中牺牲阳极法，B正确；K1、K3连接时，形成电解池，a是石墨，作电解池的阳极，可模拟电解饱和食盐水，C正确；K1、K3连接时，形成电解池，a是铁，作电解池的阳极而被腐蚀，故模拟钢铁防护中外加电流法，应将铁连接电源的负极，D错误。 10.近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，下列说法正确的是(　　) A.阳极电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ B.阴极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C.该装置为牺牲阳极法 D.绝缘子表面产生的OH－向阴极移动 答案：A 解析：由题图可知是电化学防腐，而且有外加电源。加锌环的铁帽为阳极，湿润的绝缘子作阴极，水是电解质。阳极应是锌放电，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A项正确；阴极是水电离出的氢离子放电生成氢气，B项错误；只有断电时，才是牺牲锌保护铁的牺牲阳极法，C项错误；电解池中阴离子移向阳极，即OH－向阳极移动，D项错误。 11.(10分)铁、铝、铜及其化合物在社会生活、生产中有广泛应用。 (1)铝制品在空气中耐腐蚀性强，原因是___________________________________________ _____________________________________________________________________________； 在碱溶液中最容易被腐蚀的是________(填“Fe”、“Al”或“Cu”，下同)，在稀硫酸中耐腐蚀性最强的是________。 (2)在海水中保护钢铁器具的方式有多种。若采用电化学保护法，请补充下列图示甲、乙。 (3)生铁在空气中发生电化学腐蚀的类型与介质有关。为了探究介质对生铁发生电化学腐蚀的影响，某同学设计丙、丁装置(装置气密性良好)。一段时间后，观察到图丙装置烧杯中导管形成一段液柱，图丁装置中集气瓶收集到少量气体。图丙装置中生铁发生电化学腐蚀的类型是________；图丁装置中，若转移1mol电子，可收集到标准状况下气体体积是________L。 答案：(1)铝是活泼金属，铝表面形成一层致密的氧化物保护膜　Al　Cu (2) (3)吸氧腐蚀　11.2 解析：(1)铝制品在空气中耐腐蚀性强，原因是铝是活泼金属，铝表面形成一层致密的氧化物保护膜；在碱溶液中最容易被腐蚀的是Al，因为Al和铝表面的氧化铝保护膜都易和氢氧化钠溶液反应；在稀硫酸中耐腐蚀性最强的是Cu，因为三种金属中，铜的活泼性最差，金属的活泼性与水溶液有关；(2)在海水中保护钢铁器具不被腐蚀，可采用外加电流法，也可采用牺牲阳极法，若采用外加电流法，要将铁与电源的负极相连，若采用牺牲阳极法，要将铁与铝相连，图示为；(3)图丙的电解质溶液为氯化钠溶液，为中性溶液，生铁发生的电化学腐蚀类型为吸氧腐蚀，造成容器内气体量减少，压强减小，烧杯中导管内液面上升；由于铵根离子水解，氯化铵溶液显酸性，则图丁中发生的是析氢腐蚀，产生氢气的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，转移1mol电子，生成氢气0.5mol，标准状况下气体体积是0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。 12.(10分)关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤： ①Fe－2e－===Fe2＋； ②H＋＋e－===H； ③4H＋O2===2H2O； ④4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋。 试回答下列问题。 (1)根据以上机理，判断下列说法正确的是______(填字母，下同)。 A.以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀 B.从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂 C.反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化 D.从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀 (2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，采取的下列措施正确的有________。 A.给铁件铆上一些锌板 B.给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接 C.在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金 D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青 (3)质量为1000g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为________ L，生锈后铁件的质量为________ g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x的值为1)。 答案：(1)C　(2)AD　(3)33.6　1066 解析：(1)根据反应机理，将方程式进行以下处理：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，为吸氧腐蚀。(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极法等。(3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式如下： 3O2　～　12e－　～　增加质量 3×22.4L　12mol　　　132g V(O2) 6mol Δm V(O2)＝＝33.6L，Δm＝＝66g，生锈后铁件的质量为1000g＋66g＝1066g。 学生用书↓第135页 学科网（北京）股份有限公司 $$