第三单元 金属的腐蚀与防护（导学案）化学苏教版2019选择性必修1

第一专题 化学反应与能量变化 第三单元 金属的腐蚀与防护 一、知识目标 1.理解金属腐蚀的本质是氧化还原反应，能区分化学腐蚀和电化学腐蚀。 2.掌握钢铁的两种电化学腐蚀类型：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 3.知道金属防护的主要方法：隔离法；电化学保护法；能解释常见防护措施的原理。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析 通过观察铁生锈、铜绿形成等宏观现象，辨识化学腐蚀与电化学腐蚀的差异。 从微观角度分析电化学腐蚀中电子转移（如Fe→Fe²⁺+2e⁻）与离子迁移路径，解释吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应机制。 2.变化观念与平衡思想 理解金属腐蚀是动态的氧化还原过程，分析不同环境（如pH、氧气浓度）对腐蚀平衡的影响。 认识防护方法（如外加电流法）通过改变电极电势抑制腐蚀反应的平衡移动。 3.证据推理与模型认知 通过实验（如铁钉在不同溶液中的锈蚀对比）收集证据，推理电解质、氧气对腐蚀速率的影响。 建立“微电池”模型解释电化学腐蚀，并迁移应用（如解释镀锌铁与镀锡铁的防护差异）。 4.科学探究与创新意识 设计对比实验探究防护效果（如对比涂漆、镀锌、牺牲阳极法的保护作用）。 创新性思考新型防护技术（如自修复涂层、纳米材料防腐）的原理与可行性。 5.科学态度与社会责任 讨论金属腐蚀对资源、经济的影响（如我国年损失超千亿元），树立可持续发展观。 评价防护技术的环境友好性（如无铬钝化工艺替代传统镀铬），增强绿色化学意识。 一、教学重点： 了解金属腐蚀的本质和种类，能从电化学角度理解金属腐蚀现象，能分析和评估金属腐蚀给国民经济发展带来的不利影响； 二、教学难点： 能结合实例提出金属防护的常用方法；能利用金属腐蚀原理思考生产和生活中的有关问题，设计解决问题的合理方案。 1.金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生_________而腐蚀损耗的现象，金属从_________转变为_________。 2.金属腐蚀可分为_________和_________两种，其中在日常生活中，_________现象比_________现象严重得多。​ 3.化学腐蚀是指金属与其他物质_________发生氧化还原反应而引起的腐蚀；电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生_________，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 4.根据环境的不同，钢铁的电化学腐蚀可分为_________和_________，其中_________是生活中钢铁腐蚀的主要类型（多数环境为中性/弱酸性）。 5.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作____极，电极反应式为_____________________（氧化反应）；碳作____极，电极反应式为________________________（还原反应），电池总反应式为________________________。 6.钢铁发生析氢腐蚀的条件是表面水膜_________，此时正极的电极反应式为______________________，电池总反应式为_______________________。 7.铁锈的主要成分是________________，它是由 Fe(OH)₂进一步被 O₂氧化生成_________，再脱去一部分水形成的。​ 8.防止金属腐蚀最常用的方法是在金属表面_________，如涂油、油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等，原理是使金属与_________、水隔绝。 9.利用原电池原理保护金属的“牺牲阳极的阴极保护法”中，需将被保护金属与_________的金属连接，其中_________作阳极（负极）被腐蚀，_________作阴极（正极）被保护。 10.“外加电流的阴极保护法”中，被保护的金属设备作____极，另加_________作阳极，两者处于电解质溶液中并接上外加直流电源，通过抑制金属_________来防止腐蚀。​ 11.除覆盖保护层和电化学防护法外，还可通过__________________的方法防止金属腐蚀，例如在金属中添加其他元素制成耐蚀合金。 教学环节一：新课导入​ 【情境思考】​ 观察以下生活场景相关描述：①厨房中长时间未使用的铁锅，表面出现红褐色锈迹；②博物馆展出的出土青铜鼎，表面覆盖着绿色铜锈；③佩戴一段时间的银项链，表面逐渐变黑失去光泽。​ 【问题驱动】​ 上述金属制品 “生锈” 或 “损坏” 的过程，属于物理变化还是化学变化？请结合现象说明判断依据，初步感知金属腐蚀的本质。​ 答案：__________________________ 判断依据：金属制品表面生成了新物质（如铁锅的红褐色铁锈、青铜鼎的绿色铜锈、银项链的黑色物质），化学变化的本质是有新物质生成，因此这些过程是化学变化，初步说明金属腐蚀是金属与其他物质发生化学反应的过程。​​ 【思考】为什么潮湿环境下的铁锅比干燥环境下的铁锅更容易生锈？这一现象能说明金属腐蚀与什么因素有关？​ 答案：__________________________ 解析：金属（尤其是电化学腐蚀）需要电解质溶液参与，水分是常见的电解质溶液载体，能促进金属与氧气、其他物质的反应，因此潮湿环境会加速腐蚀。​ 【提升素养】结合教材中“全世界每年因金属腐蚀造成巨大经济损失”的相关内容，谈谈你对“研究金属腐蚀与防护意义”的初步认识。​ 答案：__________________________ 解析：从“损失规避”和“资源节约”两方面分析，结合教材中具体数据（如 GDP 占比、我国年损失），体现研究的必要性。​ 教学环节二：梳理金属的腐蚀的概念与分类​ 【阅读、完成填空】阅读教材中金属腐蚀的定义，提取核心关键词，完成填空：​ 1.金属腐蚀是指______________与周围环境中的物质发生________而____________的现象。​ 解析：教材定义明确 “金属或合金” 是腐蚀主体，“化学反应” 是本质，“腐蚀损耗” 是结果，三者为定义核心要素，缺一不可。​​ 2.金属腐蚀的本质是：金属或合金通过_________转化为_________，导致___________的过程。​ 解析：通过对比物理/化学变化，突出“化学反应”的本质属性；“损耗”则强调腐蚀的实际影响，两者结合可精准理解金属腐蚀的内涵。​ 【分类对比】阅读“铁粉与硫酸的腐蚀实验”描述：取两支试管，分别加入等量铁粉，一支加入稀硫酸（无炭粉），另一支加入稀硫酸并混合少量炭粉，观察到“有炭粉的试管反应更剧烈，且可检测到微弱电流”。​ 【思考】分析两支试管中的反应现象差异，思考：为什么加入炭粉后，反应速率加快且产生电流？​ 答案：__________________________​ 解析：原电池的构成条件为“两个电极、电解质溶液、闭合回路”，炭粉（正极）、铁粉（负极）、稀硫酸（电解质）满足条件，形成原电池后电子转移速率提升，导致反应加快并产生电流。​ 【填写表格】根据实验现象，尝试区分化学腐蚀与电化学腐蚀，填写下表： 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 反应类型 腐蚀速度 关系 ​ ​ 答案：__________________________​ 解析：化学腐蚀是金属与物质直接反应，无原电池参与，因此无需杂质、无电流、速率慢；电化学腐蚀依赖原电池，杂质作为正极，有电流、速率快，实验中“加炭粉”的反应即属于电化学腐蚀。​​ 【深度思考】结合原电池原理，解释“为什么不纯的金属更容易腐蚀”，可画图辅助说明（标注正负极、电子流向）。​ 答案：__________________________ 解析：核心是“杂质构成原电池正极，加速负极（金属）的氧化”，明确原电池对腐蚀速率的影响。​ 教学环节三：探究金属的电化学腐蚀​ 【明确实验目的】探究钢铁在不同酸碱性环境下的电化学腐蚀类型（析氢腐蚀、吸氧腐蚀）。 【阅读实验步骤】向铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液（中性）和稀醋酸（酸性）润湿过的两支具支试管（标记为 a、b），组装仪器后观察导管中水柱变化。​ 【预测实验现象】结合“气体变化影响压强”的知识，预测 a、b 试管中水柱可能出现的变化，并说明预测依据。​ 答案：__________________________​ 解析：气体消耗（O₂减少）使压强减小，气体生成（H₂增多）使压强增大，压强差会导致水柱出现相应变化，这是判断腐蚀类型的关键现象。​​ 【问题探究】 1.实验中“向铁粉中加入炭粉”的作用是什么？请结合原电池构成条件分析。​ 答案：__________________________ 解析：若只有铁粉，无杂质（正极），则无法形成原电池，可能仅发生缓慢的化学腐蚀，无法观察到明显的水柱变化，因此炭粉的作用是提供正极，促进电化学腐蚀发生。​ 2.若实际观察到 “a 试管水柱上升，b 试管水柱下降”，请解释两种现象产生的原因（从反应中气体消耗或生成的角度分析）。​ 答案：__________________________​ 解析：紧扣“气体变化与压强差”的逻辑，将现象与电极反应中的气体消耗/生成直接关联，体现“现象→原理”的推导过程。​ 【反应式书写】​ 1.已知钢铁电化学腐蚀中，Fe 作为负极发生氧化反应，写出负极通用电极反应式________________。 解析：Fe 作为较活泼金属，在电化学腐蚀中失去电子，生成 + 2 价的 Fe²⁺，因此负极反应式统一为 Fe 失 2 个电子生成 Fe²⁺。​ 2.结合环境酸碱性，推导不同腐蚀类型的正极反应式和总反应式，填写下表：​ ​ 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极： 负极： 正极： 正极： 总反应 ​ ​ 解析：正极反应式由环境酸碱性决定：中性/弱酸性环境中，H⁺浓度低，O2得电子结合 H2O 生成 OH⁻（吸氧）；酸性环境中，H⁺浓度高，H+得电子生成 H2（析氢）；总反应式为正、负极反应式得失电子守恒后相加（吸氧腐蚀中，负极 2 个 Fe 失 4e⁻，正极 1 个 O₂得 4e⁻，得失电子守恒，直接相加即可）。​ 【后续反应分析】​ 阅读 “铁锈的形成” 相关内容，回答：​ 1.吸氧腐蚀中，Fe (OH)₂如何转化为铁锈（主要成分 Fe2O3・nH2O）？写出相关反应的化学方程式。​ 答案：__________________________ 解析：Fe (OH)₂易被氧化，是铁锈形成的关键中间产物，需先氧化为 Fe (OH)₃，再脱水形成铁锈，两步反应需依次书写。​ 2.析氢腐蚀中，铁锈的形成与吸氧腐蚀有哪些相似之处？​ 答案：__________________________ 解析：析氢腐蚀中，随着 H₂析出，水膜 pH 升高，Fe²⁺与 OH⁻结合生成 Fe (OH)₂，后续氧化、脱水过程与吸氧腐蚀一致，因此核心中间步骤相同。​ 3.记忆易错点：判断 “氢后金属（如铜）能否发生吸氧腐蚀”“氢前金属（如铁）能否发生析氢腐蚀”，并说明理由。​ 答案：__________________________ ②氢前金属（如铁）能发生析氢腐蚀；理由：析氢腐蚀需要金属与 H⁺反应生成 H₂，氢前金属的活泼性强于 H，能置换出 H⁺中的 H 生成 H₂，因此氢前金属在酸性环境下可发生析氢腐蚀。​ 解析：关键区分两种腐蚀的条件 —— 吸氧腐蚀依赖 O₂，与金属活泼性（氢前/氢后）无关；析氢腐蚀依赖金属与 H⁺反应，仅氢前金属满足条件，避免混淆“金属活泼性与腐蚀类型的关系”。​ 教学环节四：金属的防护​ 【思考与讨论】思考与讨论（结合生活经验）​ 列举 3-5 种日常生活或生产中防止金属腐蚀的措施，如 “在金属制品表面镀一层耐腐蚀金属”，并尝试分析每种措施的防护原理，填写下表：​ 防止金属腐蚀的措施 能防止金属腐蚀的原理 实例 在金属制品表面镀一层耐腐蚀金属 ​ 解析：措施需结合生活实际，原理围绕 “隔绝腐蚀条件”“改变金属性质”“利用电化学保护” 三类核心逻辑，确保措施与原理一一对应。​ 【原理探究】原理探究电化学防护法​ 1.阅读“牺牲阳极的阴极保护法”相关内容，回答：​ 该方法利用了什么原理？被保护金属和“更活泼金属”分别作为原电池的哪一极？​ 答案：__________________________​ 解析：“牺牲阳极”即牺牲负极（更活泼金属），使其被腐蚀；“保护阴极”即保护正极（被保护金属），使其不发生氧化反应。​ 2.举例说明该方法的实际应用（如教材中的海轮外壳、石油管道），并用简单图示表示防护原理（标注电极材料、电子流向）。​ 答案：__________________________ ​ 3. 阅读 “外加电流的阴极保护法” 相关内容，对比牺牲阳极的阴极保护法，完成下表： 类型 方法 原理 实例 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 类型 方法 原理 实例 牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的设备上装上比它更活泼的金属 被保护的金属作原电池的正极 船舶的外壳上装锌块 外加电流的阴极保护法 将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液中，接上外加直流电源 被保护的金属作电解池的阴极 保护海水中的钢闸门 教学环节5：金属腐蚀原理的合理利用 【情境拓展】除了“防腐蚀”，我们还能“利用腐蚀”—— 展示“暖宝宝”“蒸汽眼罩”实物，说明其原理是“利用铁粉的吸氧腐蚀放热”；介绍印刷电路制作（利用腐蚀原理刻蚀铜箔）。 1． 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醋酸溶液，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 2．下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　　) 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，NaCl溶液中溶解的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－ 3．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 4. 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↑ 5. 某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：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，再加数滴酚酞试液，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察，下列现象不可能出现的是(　　) A．B中导气管中产生气泡 B．B中导气管里形成一段水柱 C．金属片剪口变红 D．锌被腐蚀 6.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 7.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 8. 验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。下列说法不正确的是(　　) A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋ C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 金属腐蚀：本质（氧化反应）→ 分类（化学腐蚀/电化学腐蚀）→ 电化学腐蚀细分（析氢/ 吸氧）； 金属防护：措施（覆盖保护层/改变组成/电化学防护）→ 原理（隔离/优化/电化学保护）→ 效果对比。 核心口诀：“腐蚀本质是氧化，电化学腐蚀更可怕；析氢酸性吸氧中，防护隔离或电化。”（帮助学生记忆重点） 考点1：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护 1．2025年4月7日起，南宁金陵大桥维修改造工程正式动工，专家需要对桥身、桥墩的钢筋进行全面检测，确定安全性。以下说法正确的是 A．钢筋是指单质铁 B．水下的钢铁比河面处的钢铁更容易被腐蚀 C．钢筋小面积锈迹可以使用磷酸浸泡几分钟后，再做下一步清洗 D．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法 2．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，下列修复青铜文物的方法其主要目的是减缓青铜器化学腐蚀速率的是 A．锡焊接法 B．修整复原法 C．烫蜡覆盖法 D．花纹翻刻法 3．下列关于电化学的说法正确的是 A．在自然环境中，青铜器中的锡加快了铜的腐蚀 B．水库的钢闸门接直流电源的正极，可以减缓闸门的腐蚀 C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法 D．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 考点2：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀 1．下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 2．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生析氢腐蚀，实验Ⅱ中发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验Ⅱ B．实验Ⅰ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 C．实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应： D．实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为： 3.下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。以下叙述错误的是 品名：一次性使用取暖片 成分：铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等 用法：使用之前将其真空包装外袋撕开。取出内袋，轻轻揉搓，贴在内衣外层。 注意事项：1.避免真空塑料包装袋被破坏，造成产品失效。             2.可持续10小时均匀放热。 A．暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热 B．铁生锈后反应产物的主要成分是四氧化三铁 C．暖宝宝需接触空气才会发热 D．食盐能加快热敷袋中铁生锈的速度 考点3：金属的防护 1.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C．图中，开关由改置于时，合金的腐蚀速率减小 D．图中，采用的保护法为牺牲阳极法，镁块相当于原电池的负极 2.回答下列问题。 (1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，烧杯内液体均为饱和食盐水。 在相同条件下，四组装置中铁电极腐蚀最快的是 (填序号，下同)；为防止金属被腐蚀，可以采用上述 装置原理进行防护。为了检测钢铁保护效果，方法是：取少量铁电极附近的溶液于试管中，滴加溶液，若 ，则说明保护效果好。 (2)汽车尾气中氮氧化合物、碳氢化合物的处理会污染环境，运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测。 a．间接电解法除NO，其原理如图所示，从A口中出来的气体是 (填名称)，电解池阴极的电极反应式 。 b．用离子方程式表示吸收柱中除去NO的原理 。 (3)因极易氧化，实验室很难制得白色纯净的沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的沉淀。电解液c为NaCl溶液，两电极的材料分别为石墨和铁。 ①a极材料应为 。 ②制备过程的总反应方程式为 。 3.金属的防护 (1)改变金属材料的组成，如制成合金等。 (2)在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (3)电化学保护法 ①牺牲阳极法(牺牲阳极保护法)——⑭ 原理 a．⑮ ：比被保护金属活泼的金属。 b．⑯ ：被保护的金属设备。 ②外加电流法(阴极电保护法)——⑰ 原理 a．⑱ ：被保护的金属设备。 b．⑲ ：惰性电极。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一专题 化学反应与能量变化 第三单元 金属的腐蚀与防护 一、知识目标 1.理解金属腐蚀的本质是氧化还原反应，能区分化学腐蚀和电化学腐蚀。 2.掌握钢铁的两种电化学腐蚀类型：析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 3.知道金属防护的主要方法：隔离法；电化学保护法；能解释常见防护措施的原理。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析 通过观察铁生锈、铜绿形成等宏观现象，辨识化学腐蚀与电化学腐蚀的差异。 从微观角度分析电化学腐蚀中电子转移（如Fe→Fe²⁺+2e⁻）与离子迁移路径，解释吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应机制。 2.变化观念与平衡思想 理解金属腐蚀是动态的氧化还原过程，分析不同环境（如pH、氧气浓度）对腐蚀平衡的影响。 认识防护方法（如外加电流法）通过改变电极电势抑制腐蚀反应的平衡移动。 3.证据推理与模型认知 通过实验（如铁钉在不同溶液中的锈蚀对比）收集证据，推理电解质、氧气对腐蚀速率的影响。 建立“微电池”模型解释电化学腐蚀，并迁移应用（如解释镀锌铁与镀锡铁的防护差异）。 4.科学探究与创新意识 设计对比实验探究防护效果（如对比涂漆、镀锌、牺牲阳极法的保护作用）。 创新性思考新型防护技术（如自修复涂层、纳米材料防腐）的原理与可行性。 5.科学态度与社会责任 讨论金属腐蚀对资源、经济的影响（如我国年损失超千亿元），树立可持续发展观。 评价防护技术的环境友好性（如无铬钝化工艺替代传统镀铬），增强绿色化学意识。 一、教学重点： 了解金属腐蚀的本质和种类，能从电化学角度理解金属腐蚀现象，能分析和评估金属腐蚀给国民经济发展带来的不利影响； 二、教学难点： 能结合实例提出金属防护的常用方法；能利用金属腐蚀原理思考生产和生活中的有关问题，设计解决问题的合理方案。 1.金属腐蚀是指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，金属从单质转变为化合态。 2.金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，其中在日常生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。​ 3.化学腐蚀是指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；电化学腐蚀是指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被氧化而引起的腐蚀。 4.根据环境的不同，钢铁的电化学腐蚀可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，其中吸氧腐蚀是生活中钢铁腐蚀的主要类型（多数环境为中性/弱酸性）。 5.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极，电极反应式为2Fe–4e⁻= 2Fe²⁺（氧化反应）；碳作正极，电极反应式为O₂+ 2H2O + 4e⁻= 4OH⁻（还原反应），电池总反应式为2Fe + O + 2H2O = 2Fe (OH)₂。 6.钢铁发生析氢腐蚀的条件是表面水膜酸性较强，此时正极的电极反应式为2H⁺+ 2e⁻= H2↑，电池总反应式为Fe + 2H⁺= Fe²⁺+ H2↑。 7.铁锈的主要成分是Fe2O3・nH2O，它是由 Fe(OH)₂进一步被 O₂氧化生成Fe(OH)3，再脱去一部分水形成的。​ 8.防止金属腐蚀最常用的方法是在金属表面覆盖保护层，如涂油、油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等，原理是使金属与空气、水隔绝。 9.利用原电池原理保护金属的“牺牲阳极的阴极保护法”中，需将被保护金属与比其更活泼的金属连接，其中更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，被保护金属作阴极（正极）被保护。 10.“外加电流的阴极保护法”中，被保护的金属设备作阴极，另加惰性电极作阳极，两者处于电解质溶液中并接上外加直流电源，通过抑制金属失去电子来防止腐蚀。​ 11.除覆盖保护层和电化学防护法外，还可通过改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀，例如在金属中添加其他元素制成耐蚀合金。 教学环节一：新课导入​ 【情境思考】​ 观察以下生活场景相关描述：①厨房中长时间未使用的铁锅，表面出现红褐色锈迹；②博物馆展出的出土青铜鼎，表面覆盖着绿色铜锈；③佩戴一段时间的银项链，表面逐渐变黑失去光泽。​ 【问题驱动】​ 上述金属制品 “生锈” 或 “损坏” 的过程，属于物理变化还是化学变化？请结合现象说明判断依据，初步感知金属腐蚀的本质。​ 答案：属于化学变化。 判断依据：金属制品表面生成了新物质（如铁锅的红褐色铁锈、青铜鼎的绿色铜锈、银项链的黑色物质），化学变化的本质是有新物质生成，因此这些过程是化学变化，初步说明金属腐蚀是金属与其他物质发生化学反应的过程。​​ 【思考】为什么潮湿环境下的铁锅比干燥环境下的铁锅更容易生锈？这一现象能说明金属腐蚀与什么因素有关？​ 答案：潮湿环境中存在更多水分，水分可作为电解质溶液，为金属腐蚀提供反应条件；干燥环境中水分少，腐蚀反应难以发生。该现象说明金属腐蚀与“水（或潮湿环境）”有关。​ 解析：金属（尤其是电化学腐蚀）需要电解质溶液参与，水分是常见的电解质溶液载体，能促进金属与氧气、其他物质的反应，因此潮湿环境会加速腐蚀。​ 【提升素养】结合教材中“全世界每年因金属腐蚀造成巨大经济损失”的相关内容，谈谈你对“研究金属腐蚀与防护意义”的初步认识。​ 答案：研究金属腐蚀与防护，可减少因腐蚀导致的设备损坏、停产、安全事故（如管道泄漏、桥梁坍塌），降低经济损失（如我国年腐蚀损失约 2 万亿），同时延长金属制品使用寿命，节约金属资源，具有重要的经济和社会意义。​ 解析：从“损失规避”和“资源节约”两方面分析，结合教材中具体数据（如 GDP 占比、我国年损失），体现研究的必要性。​ 教学环节二：梳理金属的腐蚀的概念与分类​ 【阅读、完成填空】阅读教材中金属腐蚀的定义，提取核心关键词，完成填空：​ 1.金属腐蚀是指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。​ 解析：教材定义明确 “金属或合金” 是腐蚀主体，“化学反应” 是本质，“腐蚀损耗” 是结果，三者为定义核心要素，缺一不可。​​ 2.金属腐蚀的本质是：金属或合金通过化学反应转化为化合态，导致自身损耗的过程。​ 解析：通过对比物理/化学变化，突出“化学反应”的本质属性；“损耗”则强调腐蚀的实际影响，两者结合可精准理解金属腐蚀的内涵。​ 【分类对比】阅读“铁粉与硫酸的腐蚀实验”描述：取两支试管，分别加入等量铁粉，一支加入稀硫酸（无炭粉），另一支加入稀硫酸并混合少量炭粉，观察到“有炭粉的试管反应更剧烈，且可检测到微弱电流”。​ 【思考】分析两支试管中的反应现象差异，思考：为什么加入炭粉后，反应速率加快且产生电流？​ 答案：炭粉与铁粉在稀硫酸（电解质溶液）中形成原电池：铁粉为负极（较活泼，失电子），炭粉为正极（不活泼，得电子）；原电池能加速电子转移，因此反应速率加快；电子定向移动形成电流，故可检测到微弱电流。​ 解析：原电池的构成条件为“两个电极、电解质溶液、闭合回路”，炭粉（正极）、铁粉（负极）、稀硫酸（电解质）满足条件，形成原电池后电子转移速率提升，导致反应加快并产生电流。​ 【填写表格】根据实验现象，尝试区分化学腐蚀与电化学腐蚀，填写下表： 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 反应类型 腐蚀速度 关系 ​ ​ 答案：如上表所示​ 解析：化学腐蚀是金属与物质直接反应，无原电池参与，因此无需杂质、无电流、速率慢；电化学腐蚀依赖原电池，杂质作为正极，有电流、速率快，实验中“加炭粉”的反应即属于电化学腐蚀。​​ 【深度思考】结合原电池原理，解释“为什么不纯的金属更容易腐蚀”，可画图辅助说明（标注正负极、电子流向）。​ 答案：不纯的金属中含有杂质（如钢铁中的碳），当金属处于潮湿环境（或电解质溶液中）时，金属（较活泼）与杂质（较不活泼）形成原电池：金属为负极，发生氧化反应（失电子，被腐蚀）；杂质为正极，发生还原反应（得电子，不被腐蚀）；原电池加速电子转移，使金属的氧化反应更快，因此不纯的金属更容易腐蚀。​ 解析：核心是“杂质构成原电池正极，加速负极（金属）的氧化”，明确原电池对腐蚀速率的影响。​ 教学环节三：探究金属的电化学腐蚀​ 【明确实验目的】探究钢铁在不同酸碱性环境下的电化学腐蚀类型（析氢腐蚀、吸氧腐蚀）。 【阅读实验步骤】向铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液（中性）和稀醋酸（酸性）润湿过的两支具支试管（标记为 a、b），组装仪器后观察导管中水柱变化。​ 【预测实验现象】结合“气体变化影响压强”的知识，预测 a、b 试管中水柱可能出现的变化，并说明预测依据。​ 答案：a 试管（氯化钠溶液，中性）：水柱上升；依据：中性环境下钢铁发生吸氧腐蚀，消耗试管内的 O₂，导致试管内压强小于外界大气压，外界水压使水柱上升。​ b 试管（稀醋酸，酸性）：水柱下降；依据：酸性环境下钢铁发生析氢腐蚀，产生 H₂，导致试管内压强大于外界大气压，压迫水柱下降。​ 解析：气体消耗（O₂减少）使压强减小，气体生成（H₂增多）使压强增大，压强差会导致水柱出现相应变化，这是判断腐蚀类型的关键现象。​​ 【问题探究】 1.实验中“向铁粉中加入炭粉”的作用是什么？请结合原电池构成条件分析。​ 答案：作用是作为原电池的正极；原电池需要 “两个活泼性不同的电极”，铁粉（较活泼，作负极）与炭粉（较不活泼，作正极）形成电极对，结合电解质溶液（氯化钠溶液或稀醋酸）和闭合回路，满足原电池构成条件，才能发生电化学腐蚀，因此炭粉是形成原电池的必要条件之一。​ 解析：若只有铁粉，无杂质（正极），则无法形成原电池，可能仅发生缓慢的化学腐蚀，无法观察到明显的水柱变化，因此炭粉的作用是提供正极，促进电化学腐蚀发生。​ 2.若实际观察到 “a 试管水柱上升，b 试管水柱下降”，请解释两种现象产生的原因（从反应中气体消耗或生成的角度分析）。​ 答案：a 试管（中性环境）：发生吸氧腐蚀，正极反应为 “O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻”，反应消耗试管内的氧气，导致试管内气体总量减少，压强降低（小于外界大气压），外界空气压迫导管中的水柱上升。​ b 试管（酸性环境）：发生析氢腐蚀，正极反应为 “2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑”，反应生成氢气，导致试管内气体总量增加，压强升高（大于外界大气压），试管内气体压迫导管中的水柱下降。​ 解析：紧扣“气体变化与压强差”的逻辑，将现象与电极反应中的气体消耗/生成直接关联，体现“现象→原理”的推导过程。​ 【反应式书写】​ 1.已知钢铁电化学腐蚀中，Fe 作为负极发生氧化反应，写出负极通用电极反应式Fe - 2e⁻=Fe²⁺。 解析：Fe 作为较活泼金属，在电化学腐蚀中失去电子，生成 + 2 价的 Fe²⁺，因此负极反应式统一为 Fe 失 2 个电子生成 Fe²⁺。​ 2.结合环境酸碱性，推导不同腐蚀类型的正极反应式和总反应式，填写下表：​ ​ 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极： 负极： 正极： 正极： 总反应 ​ 答案：如上表所示​ 解析：正极反应式由环境酸碱性决定：中性/弱酸性环境中，H⁺浓度低，O2得电子结合 H2O 生成 OH⁻（吸氧）；酸性环境中，H⁺浓度高，H+得电子生成 H2（析氢）；总反应式为正、负极反应式得失电子守恒后相加（吸氧腐蚀中，负极 2 个 Fe 失 4e⁻，正极 1 个 O₂得 4e⁻，得失电子守恒，直接相加即可）。​ 【后续反应分析】​ 阅读 “铁锈的形成” 相关内容，回答：​ 1.吸氧腐蚀中，Fe (OH)₂如何转化为铁锈（主要成分 Fe2O3・nH2O）？写出相关反应的化学方程式。​ 答案：第一步，Fe (OH)₂被空气中的 O₂氧化为 Fe (OH)₃：4Fe (OH)2 + O₂+ 2H2O = 4Fe (OH)₃；第二步，Fe (OH)₃不稳定，脱去一部分水生成 Fe2O3・nH2O（铁锈）：2Fe (OH)₃= Fe2O3・nH2O + (3-n)H2O（n为结晶水数目，无需配平具体系数）。​ 解析：Fe (OH)₂易被氧化，是铁锈形成的关键中间产物，需先氧化为 Fe (OH)₃，再脱水形成铁锈，两步反应需依次书写。​ 2.析氢腐蚀中，铁锈的形成与吸氧腐蚀有哪些相似之处？​ 答案：相似之处：①最终均生成铁锈（ Fe2O3・nH2O）；②中间均经过 Fe (OH)₂氧化为 Fe (OH)₃的过程；③Fe (OH)₃均需脱水才能形成铁锈。​ 解析：析氢腐蚀中，随着 H₂析出，水膜 pH 升高，Fe²⁺与 OH⁻结合生成 Fe (OH)₂，后续氧化、脱水过程与吸氧腐蚀一致，因此核心中间步骤相同。​ 3.记忆易错点：判断 “氢后金属（如铜）能否发生吸氧腐蚀”“氢前金属（如铁）能否发生析氢腐蚀”，并说明理由。​ 答案：①氢后金属（如铜）能发生吸氧腐蚀；理由：吸氧腐蚀无需金属与 H⁺反应，只需金属能与O₂反应（铜在潮湿空气中可生成铜绿，属于吸氧腐蚀），氢前、氢后金属均可与 O₂反应，因此均能发生吸氧腐蚀。​ ②氢前金属（如铁）能发生析氢腐蚀；理由：析氢腐蚀需要金属与 H⁺反应生成 H₂，氢前金属的活泼性强于 H，能置换出 H⁺中的 H 生成 H₂，因此氢前金属在酸性环境下可发生析氢腐蚀。​ 解析：关键区分两种腐蚀的条件 —— 吸氧腐蚀依赖 O₂，与金属活泼性（氢前/氢后）无关；析氢腐蚀依赖金属与 H⁺反应，仅氢前金属满足条件，避免混淆“金属活泼性与腐蚀类型的关系”。​ 教学环节四：金属的防护​ 【思考与讨论】思考与讨论（结合生活经验）​ 列举 3-5 种日常生活或生产中防止金属腐蚀的措施，如 “在金属制品表面镀一层耐腐蚀金属”，并尝试分析每种措施的防护原理，填写下表：​ 防止金属腐蚀的措施 能防止金属腐蚀的原理 实例 在金属制品表面镀一层耐腐蚀金属 ​ 答案：如上表所示（任选 3-5 种即可）​ 解析：措施需结合生活实际，原理围绕 “隔绝腐蚀条件”“改变金属性质”“利用电化学保护” 三类核心逻辑，确保措施与原理一一对应。​ 【原理探究】原理探究电化学防护法​ 1.阅读“牺牲阳极的阴极保护法”相关内容，回答：​ 该方法利用了什么原理？被保护金属和“更活泼金属”分别作为原电池的哪一极？​ 答案：利用原电池原理；被保护金属作原电池的正极（阴极），更活泼金属作原电池的负极（阳极）​ 解析：“牺牲阳极”即牺牲负极（更活泼金属），使其被腐蚀；“保护阴极”即保护正极（被保护金属），使其不发生氧化反应。​ 2.举例说明该方法的实际应用（如教材中的海轮外壳、石油管道），并用简单图示表示防护原理（标注电极材料、电子流向）。​ 答案：应用：海轮外壳焊接锌块、地下输油管道外裹镁带。​ ​ 3. 阅读 “外加电流的阴极保护法” 相关内容，对比牺牲阳极的阴极保护法，完成下表： 类型 方法 原理 实例 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 类型 方法 原理 实例 牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的设备上装上比它更活泼的金属 被保护的金属作原电池的正极 船舶的外壳上装锌块 外加电流的阴极保护法 将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液中，接上外加直流电源 被保护的金属作电解池的阴极 保护海水中的钢闸门 答案如上表。 教学环节5：金属腐蚀原理的合理利用 【情境拓展】除了“防腐蚀”，我们还能“利用腐蚀”—— 展示“暖宝宝”“蒸汽眼罩”实物，说明其原理是“利用铁粉的吸氧腐蚀放热”；介绍印刷电路制作（利用腐蚀原理刻蚀铜箔）。 1． 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醋酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　B 　)　 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 2．下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　C　) 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，NaCl溶液中溶解的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－ 3．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(　 B　) 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 4. 下列对如图所示的实验装置的判断错误的是(　D　) 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↑ 5. 某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：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，再加数滴酚酞试液，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察，下列现象不可能出现的是(　A　) A．B中导气管中产生气泡 B．B中导气管里形成一段水柱 C．金属片剪口变红 D．锌被腐蚀 6.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(　D　) 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 7.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(　C 　) 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 8. 验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。下列说法不正确的是(　D　) A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋ C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 金属腐蚀：本质（氧化反应）→ 分类（化学腐蚀/电化学腐蚀）→ 电化学腐蚀细分（析氢/ 吸氧）； 金属防护：措施（覆盖保护层/改变组成/电化学防护）→ 原理（隔离/优化/电化学保护）→ 效果对比。 核心口诀：“腐蚀本质是氧化，电化学腐蚀更可怕；析氢酸性吸氧中，防护隔离或电化。”（帮助学生记忆重点） 考点1：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、金属的防护 1．2025年4月7日起，南宁金陵大桥维修改造工程正式动工，专家需要对桥身、桥墩的钢筋进行全面检测，确定安全性。以下说法正确的是 A．钢筋是指单质铁 B．水下的钢铁比河面处的钢铁更容易被腐蚀 C．钢筋小面积锈迹可以使用磷酸浸泡几分钟后，再做下一步清洗 D．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法 【答案】C 【详解】A．钢筋是铁碳合金，并非纯铁，故A错误； B．河面处钢铁接触水和氧气更充分，形成电化学腐蚀条件，比水下部分更易腐蚀，故B错误； C．磷酸与铁锈（Fe2O3）反应生成磷酸铁，形成致密保护层，故C正确； D．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为 “外加电流的阴极保护法”，故D错误； 选C。 2．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，下列修复青铜文物的方法其主要目的是减缓青铜器化学腐蚀速率的是 A．锡焊接法 B．修整复原法 C．烫蜡覆盖法 D．花纹翻刻法 【答案】C 【详解】A．锡焊接法指利用青铜器断口的金属性，通过加热烙铁和焊锡进行焊接，使破残铜器复原，A错误； B．修整复原法指采用传统工艺与现代科学技术相结合的手段，一般分为矫形和残片拼对连接两个部分，B错误； C．烫蜡覆盖(表面封护)可以阻止青铜器与水、空气接触，减慢化学腐蚀速率，C正确； D．花纹翻刻法指使用自制的各种錾刀，按照已摹绘好的花纹轮廓，用锤击加压法进行雕刻，对照原器花纹，反复重刻、磨锉，直至花纹和原器花纹一样精细，D错误； 故选C。 3．下列关于电化学的说法正确的是 A．在自然环境中，青铜器中的锡加快了铜的腐蚀 B．水库的钢闸门接直流电源的正极，可以减缓闸门的腐蚀 C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法 D．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 【答案】C 【详解】A．青铜器中锡的金属活动性比铜强，在电化学腐蚀中作为阳极被腐蚀，反而保护了铜，因此锡不会加快铜的腐蚀，A错误； B．钢闸门接直流电源正极时，闸门作为阳极会被加速腐蚀，正确的外加电流保护法应接电源负极，B错误； C．锌块比铁活泼，作为牺牲阳极优先被腐蚀，保护船体铁材料，属于牺牲阳极法，C正确； D．生活中的铁在潮湿中性环境中主要发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀需酸性条件，并不普遍，D错误； 故选C。 考点2：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀 1．下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是 A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： B．铁发生腐蚀生锈的反应： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜： D．安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应： 【答案】A 【详解】A．酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为，故A正确； B．铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误； C．发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，且反应条件与产物不符，故C错误； D．安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极保护法，铁作为阴极，铁电极上可能是O2得电子发生还原反应，非Fe3+被还原，故D错误； 选A。 2．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ中发生析氢腐蚀，实验Ⅱ中发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验Ⅱ B．实验Ⅰ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 C．实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应： D．实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为： 【答案】B 【详解】A．实验Ⅰ中为酸性环境，发生析氢腐蚀，实验Ⅱ中为中性环境，发生吸氧腐蚀，实验I中锌为负极，铁为正极被保护，实验Ⅱ中Fe为负极，腐蚀加快，则铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验Ⅱ，A正确； B．验I中锌为负极，铁为正极被保护，溶液中不存在Fe2+，实验Ⅰ中裸露在外的铁钉附近处不会出现蓝色，B错误； C．实验Ⅱ中Fe为负极，生成Fe2+，Cu为正极，正极O2得电子生成OH-，发生电极反应：，Fe2+向铜片移动，铜片附近得到的Fe(OH)2会被O2氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀， C正确； D．实验Ⅱ中Fe为负极，生成Fe2+，产生的 Fe2+扩散到铁钉附近与 K3[Fe(CN)6]中的 [Fe(CN)6]3-结合，形成蓝色沉淀，离子方程式为：，D正确； 故选B。 3.下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。以下叙述错误的是 品名：一次性使用取暖片 成分：铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等 用法：使用之前将其真空包装外袋撕开。取出内袋，轻轻揉搓，贴在内衣外层。 注意事项：1.避免真空塑料包装袋被破坏，造成产品失效。             2.可持续10小时均匀放热。 A．暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热 B．铁生锈后反应产物的主要成分是四氧化三铁 C．暖宝宝需接触空气才会发热 D．食盐能加快热敷袋中铁生锈的速度 【答案】B 【详解】A．暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热，铁生锈是缓慢的氧化反应，A项正确； B．铁生锈后反应产物的主要成分是Fe2O3，B项错误； C．铁生锈需要空气，暖宝宝需接触空气才会发热，C项正确； D．食盐的主要成分为氯化钠，吸水后能和铁和其中的碳，构成原电池，能加快热敷袋中铁生锈的速度，D项正确； 故选B。 考点3：金属的防护 1.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C．图中，开关由改置于时，合金的腐蚀速率减小 D．图中，采用的保护法为牺牲阳极法，镁块相当于原电池的负极 【答案】D 【详解】A．插入海水中的铁棒，越靠近底端，海水中氧气的浓度越小，越不易腐蚀，A错误； B．由图可知，铁和铜在酸化的氯化钠溶液中构成原电池，金属铁是负极，失电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子与滴入的铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，B错误； C．由图可知，开关由N改置于M时，铜锌合金为负极，则合金的腐蚀速率加快，C错误； D．由图可知，保护钢铁管道的方法为牺牲阳极的阴极保护法，镁更活泼，镁块相当于原电池的负极，D正确； 故选D。 2.回答下列问题。 (1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，烧杯内液体均为饱和食盐水。 在相同条件下，四组装置中铁电极腐蚀最快的是 (填序号，下同)；为防止金属被腐蚀，可以采用上述 装置原理进行防护。为了检测钢铁保护效果，方法是：取少量铁电极附近的溶液于试管中，滴加溶液，若 ，则说明保护效果好。 (2)汽车尾气中氮氧化合物、碳氢化合物的处理会污染环境，运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测。 a．间接电解法除NO，其原理如图所示，从A口中出来的气体是 (填名称)，电解池阴极的电极反应式 。 b．用离子方程式表示吸收柱中除去NO的原理 。 (3)因极易氧化，实验室很难制得白色纯净的沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的沉淀。电解液c为NaCl溶液，两电极的材料分别为石墨和铁。 ①a极材料应为 。 ②制备过程的总反应方程式为 。 【答案】(1) ④ ②、③ 没有蓝色沉淀产生 (2) 氧气 (3) Fe 【分析】（1）钢铁的腐蚀按照有没有形成原电池分为化学腐蚀和电化学腐蚀；金属防护按照原电池防护可以连接比保护金属活泼的 金属单质作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，也可以连接电源的负极作阴极称为阴极电保护法。 （2）运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测，根据装置图可知阴极由，生成的进入NO吸收柱中与NO反应，生成和氮气；阳极是稀硫酸溶液，按照电解池的放电顺序，阳极极反应为：。 (3)电解液c为NaCl溶液，两电极的材料分别为石墨和铁，用于制备氢氧化亚铁沉淀，需铁电极作阳极失电子生成亚铁离子，阴极电解水生成的氢氧根与亚铁离子结合形成氢氧化亚铁沉淀。 【详解】（1）在相同条件下，四组装置中铁电极在①中形成原电池并作负极被腐蚀，②中的铁片连接比它活泼的Zn，Fe被保护，腐蚀速度较慢，③中Fe连接电源负极作阴极被保护，腐蚀速度最慢，④中Fe连接电源的正极作阳极，被腐蚀且速度最快。综上铁电极腐蚀最快的是④。 上述四幅图中，②、③两装置依次让Fe电极做正极、阴极被保护。 钢铁保护效果好的话溶液中几乎没有Fe2+，故可通过检验有无Fe2+来检测钢铁保护效果，方法是：取少量铁电极附近的溶液于试管中，滴加溶液，若没有蓝色沉淀产生，则溶液中无Fe2+，则说明保护效果好。 （2）a．根据分析，阳极电极反应为：，从A口中出来的气体是氧气；电解池阴极由，电极反应式。 b．吸收柱中用除去NO的离子方程式为。 （3）①根据分析，Fe作阳极，碳作阴极，a极是阳极，材料应为Fe。 ②制备过程中阳极：，阴极：，总反应方程式为。 3.金属的防护 (1)改变金属材料的组成，如制成合金等。 (2)在金属表面覆盖保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (3)电化学保护法 ①牺牲阳极法(牺牲阳极保护法)——⑭ 原理 a．⑮ ：比被保护金属活泼的金属。 b．⑯ ：被保护的金属设备。 ②外加电流法(阴极电保护法)——⑰ 原理 a．⑱ ：被保护的金属设备。 b．⑲ ：惰性电极。 【答案】 原电池 负极 正极 电解 阴极 阳极 【详解】电化学保护法通常分为2种，一种为原电池原理，另一种为电解原理； ①牺牲阳极法(牺牲阳极保护法)为原电池原理，在原电池结构中，正极得到电子，使金属不被腐蚀受到保护，负极采用活泼金属失去电子消耗来保护正极金属材料，得到： a．比被保护金属更活泼的金属作原电池负极； b．被保护的金属设备作原电池正极。 ②外加电流法(阴极电保护法)为电解原理，在电解池中，阴极得到电子，使金属不被腐蚀受到保护，得到： a．被保护的金属设备作电解池的阴极； b．惰性电极或活泼金属作电解池的阳极。 1 学科网（北京）股份有限公司 $