第09讲 金属的腐蚀与防护-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第09讲 金属的腐蚀与防护 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念：_______或_______与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀。 (2)金属腐蚀的分类 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 ①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生__________反应而引起的腐蚀。 ②电化学腐蚀：___________或_______发生_______反应，使_______的金属失去电子而引起的腐蚀。 在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2．钢铁的电化学腐蚀 (1)实验探究——钢铁的电化学腐蚀原理 ①向铁粉中加入碳粉的目的是____________________________； ②实验现象：铁粉变成_______色，a装置右边的小试管中液面_______；b装置中右边小试管中液面_______。 (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： 钢铁的析氢腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀 ①钢铁的吸氧腐蚀： 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生_______腐蚀。 负极反应式：____________________________；正极反应式：____________________________。 总反应式：____________________________。 Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3：____________________________，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。 ②钢铁的析氢腐蚀： 当钢铁表面的电解质溶液______较强时，腐蚀过程中有_____放出。其中，Fe是_____极，C是____极。 负极反应式：____________________________；正极反应式：_____________________。 总反应式：____________________________。 随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。 【方法导引】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。 【易错提醒】 (1)无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都被氧化成Fe2＋而不是Fe3＋。金属腐蚀主要是电化学腐蚀。 (2)由于通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀代替。 (3)金属活动性顺序中位于氢前和氢后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在氢前的金属才会发生析氢腐蚀。 (4)原电池的负极被腐蚀，正极被保护；电解池的阳极被腐蚀，阴极被保护。 知识点二 金属的电化学防护 1．金属的防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，如在钢铁表面______________、覆盖_______、镀______________等。 (2)改变金属组成或结构，如_________。 (3)利用_______原理来保护金属，防止金属腐蚀。 2．金属的电化学防护 金属的电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 (1)牺牲阳极的阴极保护法 将被保护的金属与比其更活泼的金属连在一起，更活泼的金属作_______（_______），在不断腐蚀后定期更换，作为原电池的_______（_______）的金属不易被腐蚀。 (2)外加电流的阴极保护法 被保护的钢铁设备作为阴极，另加__________作阳极，两者都处在电解质溶液中，接上外接电源。 通电后，电子流向_____________________，从而抑制钢铁__________，阻止钢铁被腐蚀。 3．金属腐蚀原理的应用 (1)将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸时，铝片表面产生_____________________，从而阻止铝进一步被氧化。可以用_______运输冷的浓硝酸或浓硫酸。 (2)铁在______________的混合液中发蓝、发黑，使铁表面形成一层______________，可防止铁被腐蚀。 (3)生活中常用的“暖宝宝”是利用__________原理制造的。 教材习题01（P34） 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（ ） A. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B. 金属钠置于空气中表面变暗 C. 镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 D. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 E. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 F. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 解题方法 A选项，埋在潮湿土壤里的铁管能形成原电池，发生电化学腐蚀； B选项，金属钠在空气直接被氧气氧化，与电化学腐蚀无关； C选项，铁作负极，银作正极，在一定条件下发生电化学腐蚀； D选项，铜锌合金发生腐蚀，锌作负极被腐蚀，铜作正极不发生腐蚀； E选项，纯铁不能形成原电池，生铁中含有碳，与铁形成原电池，易发生电化学腐蚀； F选项，铁作负极，铜作正极，易发生电化学腐蚀。 【答案】 教材习题05（P34） 用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，红色将出现在哪个电极附近？为什么？ 解题方法 甲实验，铁和碳以及氯化钠溶液形成原电池，铁作负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；碳作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，碳电极附近呈碱性，遇酚酞显红色。 乙实验，为电解装置，铁作阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，电极附近显红色；碳作阳极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑。 【答案】 考点一 金属的电化学腐蚀 1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　) A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质：M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 2．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．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：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 3．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性)，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 考点二 金属的电化学防护 1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(　　) A．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀 C．铁与电源正极连接可实现电化学保护 D．用氧化剂使金属表面生成致密的保护膜属于电化学保护法 2．下列对如图所示的实验装置的判断错误的是(　　) 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↑ 3．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是(　 　) A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀 B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀 C．③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩 D．①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1．金属的电化学腐蚀原理； 2．金属的电化学防护。 1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　) A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈 D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生 2．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 3．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．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ 4．下列说法正确的是(　　) A．生产和生活中，化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍，危害更大 B．大多数金属腐蚀的原因是发生氧化还原反应 C．化学腐蚀的速率随着温度升高而加快 D．化学腐蚀和电化学腐蚀过程中都产生电流 5．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　) A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a处溶液的pH不变，b处溶液的pH减小 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ 6．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 7．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　) A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大 8．某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图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化学腐蚀 B．在潮湿的酸性土壤中金属棒M将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正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零 9．如图所示方法中，地下铁管腐蚀最快的是(　　) 10．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 11．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A. 腐蚀过程中，负极是C B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．每生成1 mol铁锈(Fe2O3·xH2O)理论上消耗标准状况下的33.6 L O2 12．对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为__________________。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_________________________。 (3)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护，若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为__________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第09讲 金属的腐蚀与防护 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀。 (2)金属腐蚀的分类 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 ①化学腐蚀：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。 ②电化学腐蚀：不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子而引起的腐蚀。 在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2．钢铁的电化学腐蚀 (1)实验探究——钢铁的电化学腐蚀原理 ①向铁粉中加入碳粉的目的是碳作原电池的正极； ②实验现象：铁粉变成红棕色，a装置右边的小试管中液面上升；b装置中右边小试管中液面下降。 (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： 钢铁的析氢腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀 ①钢铁的吸氧腐蚀： 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生吸氧腐蚀。 负极反应式：2Fe - 4e-===2Fe2+；正极反应式：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。 总反应式：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。 Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。 ②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。其中，Fe是负极，C是正极。 负极反应式：Fe - 2e-=== Fe2+；正极反应式：2H＋＋2e－===H2↑。 总反应式：Fe+2H+===Fe2++H2↑。 随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。 【方法导引】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。 【易错提醒】 (1)无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都被氧化成Fe2＋而不是Fe3＋。金属腐蚀主要是电化学腐蚀。 (2)由于通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀代替。 (3)金属活动性顺序中位于氢前和氢后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在氢前的金属才会发生析氢腐蚀。 (4)原电池的负极被腐蚀，正极被保护；电解池的阳极被腐蚀，阴极被保护。 知识点二 金属的电化学防护 1．金属的防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 (2)改变金属组成或结构，如制成合金。 (3)利用电化学原理来保护金属，防止金属腐蚀。 2．金属的电化学防护 金属的电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 (1)牺牲阳极的阴极保护法 将被保护的金属与比其更活泼的金属连在一起，更活泼的金属作阳极（负极），在不断腐蚀后定期更换，作为原电池的阴极（正极）的金属不易被腐蚀。 (2)外加电流的阴极保护法 被保护的钢铁设备作为阴极，另加惰性电极作阳极，两者都处在电解质溶液中，接上外接电源。 通电后，电子流向被保护的钢铁设备，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。 3．金属腐蚀原理的应用 (1)将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸时，铝片表面产生一层致密的氧化铝膜，从而阻止铝进一步被氧化。可以用铝槽车运输冷的浓硝酸或浓硫酸。 (2)铁在NaOH和NaNO2的混合液中发蓝、发黑，使铁表面形成一层致密的氧化膜，可防止铁被腐蚀。 (3)生活中常用的“暖宝宝”是利用吸氧腐蚀原理制造的。 教材习题01（P34） 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（ ） A. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B. 金属钠置于空气中表面变暗 C. 镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 D. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 E. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 F. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 解题方法 A选项，埋在潮湿土壤里的铁管能形成原电池，发生电化学腐蚀； B选项，金属钠在空气直接被氧气氧化，与电化学腐蚀无关； C选项，铁作负极，银作正极，在一定条件下发生电化学腐蚀； D选项，铜锌合金发生腐蚀，锌作负极被腐蚀，铜作正极不发生腐蚀； E选项，纯铁不能形成原电池，生铁中含有碳，与铁形成原电池，易发生电化学腐蚀； F选项，铁作负极，铜作正极，易发生电化学腐蚀。 【答案】B 教材习题05（P34） 用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，红色将出现在哪个电极附近？为什么？ 解题方法 甲实验，铁和碳以及氯化钠溶液形成原电池，铁作负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+；碳作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，碳电极附近呈碱性，遇酚酞显红色。 乙实验，为电解装置，铁作阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，电极附近显红色；碳作阳极，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑。 【答案】甲实验，碳作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，b电极附近出现红色。 乙实验，铁作阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，d电极附近显红色。 考点一 金属的电化学腐蚀 1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　) A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质：M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 答案　B 解析　金属腐蚀的实质是金属原子失去电子，在酸性电解质溶液中，发生析氢腐蚀，在中性或弱酸性电解质溶液中，发生吸氧腐蚀，这两种情况均属于电化学腐蚀，金属的化学腐蚀，是金属与氧化剂直接发生化学反应，无电流产生，B项正确。 2．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．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：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 答案 D 解析 在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原电池，发生电化学腐蚀，铁片作负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，A、C错误，D正确；铁片腐蚀最严重的区域应在负极区域，生锈最多的区域应在正极区域附近，B错误。 3．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性)，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 答案　B 解析　a试管中为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b试管中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水水柱两边的液面变为左高右低，故B项错误。 考点二 金属的电化学防护 1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(　　) A．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀 C．铁与电源正极连接可实现电化学保护 D．用氧化剂使金属表面生成致密的保护膜属于电化学保护法 答案　A 解析　A项，四氧化三铁致密保护膜可防止金属的腐蚀，正确；B项，由于金属活动性：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，前者更易被腐蚀，错误；C项，铁与电源负极连接可实现电化学保护，错误。 2．下列对如图所示的实验装置的判断错误的是(　　) 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↑ 答案　D 解析　若X为碳棒，开关K置于A处，Fe为电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe为原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，开关K置于A处时，Fe为电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，开关K置于B处时，Fe为原电池的正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。 3．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是(　 　) A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀 B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀 C．③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩 D．①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质 答案 C 解析 ①是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根离子，而铁是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，故A错误；金属作电解池的阴极，被保护，而钢铁桥墩与电源正极相连，是阳极，发生氧化反应，故B错误；锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，故C正确；海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，故D错误。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1．金属的电化学腐蚀原理； 2．金属的电化学防护。 1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　) A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈 D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生 答案 D 解析 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属或合金发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有D正确。 2．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 答案　C 解析　金属被腐蚀的本质是金属原子失电子，发生氧化反应：M－ne－===Mn＋，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。 3．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．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ 答案 D 解析由于活动性：Fe＞石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为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，比没有形成原电池时的速率快，选项A正确；d为石墨，由于是中性电解质，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；d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，选项D错误。 4．下列说法正确的是(　　) A．生产和生活中，化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍，危害更大 B．大多数金属腐蚀的原因是发生氧化还原反应 C．化学腐蚀的速率随着温度升高而加快 D．化学腐蚀和电化学腐蚀过程中都产生电流 答案 C 解析电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大，A项错误；所有金属腐蚀的原因均为发生氧化还原反应，B项错误；温度升高，化学反应速率增大，C项正确；化学腐蚀过程中无电流产生，电化学腐蚀过程中有微电流产生，D项错误。 5．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　) A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a处溶液的pH不变，b处溶液的pH减小 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ 答案 C 解析 a管内是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀， A正确；发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，发生析氢腐蚀时，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变，b处溶液变成硫酸亚铁溶液，溶液的pH变大，C错误； a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，D正确。 6．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 答案　B 解析　铁铆钉发生吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过外电路流向正极。 7．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　) A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大 答案　C 解析　生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时生铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后生铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，生铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液c(OH－)都增大，D错误。 8．某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图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化学腐蚀 B．在潮湿的酸性土壤中金属棒M将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正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零 答案 B 解析 在酸性环境下，钢管发生析氢腐蚀，故A错误；为了减少钢管的损失，金属棒M、钢管应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，故B正确；在潮湿的酸性土壤中，存在大量氢离子，氢离子移动到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，故能抑制氢离子与铁的反应，故C错误；钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极，钢管作正极，腐蚀速率加快，故D错误。 9．如图所示方法中，地下铁管腐蚀最快的是(　　) 答案 A 解析 图A铁管作阳极，腐蚀速度加快；图B中铁管作阴极，被保护，不被腐蚀；图C中形成原电池，铁比锡活泼作负极，腐蚀速度加快；图D中形成原电池，锌作负极，铁管作正极，正极金属被保护，不被腐蚀，而电解原理引起的腐蚀速率大于原电池原理引起的腐蚀速率，故A的腐蚀速率最快。 10．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 答案 D 解析 A.由图可知，两种环境下都是铁被腐蚀，电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，说明Sn元素的金属性弱于Fe元素，故A错误；B.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；C.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；D.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。 11．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A. 腐蚀过程中，负极是C B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．每生成1 mol铁锈(Fe2O3·xH2O)理论上消耗标准状况下的33.6 L O2 答案 D 解析 该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋、正极反应式为O2＋4e－＋2H2O ===4OH－。从以上分析可以知道原电池反应，铁作负极被腐蚀，碳作正极，A错误；原电池中电子沿外导线从负极流向正极，不能通过电解质溶液，电解质溶液中是离子的定向移动形成闭合回路，B错误；正极电极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，电极反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋、正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧气氧化生成氢氧化铁，离子反应方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2、化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，每生成1 mol铁锈(Fe2O3·xH2O)，Fe为2 mol，根据铁元素守恒计算：2Fe～O2～2Fe(OH)2～4e－ ，根据上述反应关系可知，2 mol Fe参加反应消耗氧气1 mol，生成Fe(OH)2为2 mol，再根据4Fe(OH)2～O2关系可知，消耗2 mol Fe(OH)2，消耗氧气为0.5 mol，理论上消耗标准状况下的氧气体积(1＋0.5) mol×22.4 L·mol－1＝33.6 L，D正确。 12．对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为__________________。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_________________________。 (3)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护，若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为__________。 答案 (1)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ (2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定 (3)N　牺牲阳极的阴极保护法 解析 (1)活泼金属铝作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。 (2)镀铜时阴极上铜离子放电，因此用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定。 (3)若X为碳棒，则只能用外加电流的阴极保护法，此时开关K应置于N处，铁与电源的负极相连作阴极被保护。若X为Zn，K置于M处，构成原电池，锌是负极，铁是正极，铁被保护，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$