第三节 金属的腐蚀与防护（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第三节 金属的腐蚀与防护 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 题型03 实验探究电化学腐蚀 题型04 金属的防护 题型05 金属腐蚀的快慢比较 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 1.概念 金属或合金与周围的_________发生_________反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子_________电子变为阳离子，金属发生_________反应。 2.金属腐蚀的分类 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含义：金属直接发生_________而引起的腐蚀。 ②条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等；非电解质液体，如石油。 （2）电化学腐蚀： ①含义：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生_________，比较活泼的金属发生_________而被腐蚀。 ②条件：接触到电解质溶液。 3.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 ___________________________ ____________________________________ 现象 _________ __________________ 区别 _________ __________________ 实质与 联系 ____________________________________ ____________________________________ 【典例1】（24-25高二下·广东·期中）保护好革命文物，传承好红色基因，下列有关革命文物的说法正确的是 朱德手书 泸定桥上的钢铁锁链 A．墨汁中的炭黑与C60互为同位素 B．钢铁锁链在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀 红军用过的发报机 林伯渠用过的马灯 C．铜线圈含有自由移动的阴、阳离子而能导电 D．玻璃灯罩属于分子晶体 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】（24-25高二下·广东惠州·开学考试）考古学家在江苏建湖发现一处钱币窖藏遗存，出土钱币约1.5吨。除少量的唐代开元通宝钱币外，大部分为宋代钱币。钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是 A．钱币表面绿色物质的主要成分是 B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀 C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化 D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等 【变式1-2】下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 【变式1-3】下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．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 D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 钢铁的电化学腐蚀分为：_________和_________ 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较_________ 水膜酸性_________ 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 __________________ __________________ 总反应 __________________ __________________ 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：__________________ 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH有关，下列说法不正确的是 A．在的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为 B．在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为 D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 【变式2-1】（24-25高二上·广东广州·期末）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下： pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列说法不正确的是 A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 【变式2-2】（24-25高二上·广东梅州·期末）下列有关金属腐蚀与防护说法错误的是 A．在酸性环境下，钢铁能发生析氢腐蚀 B．金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化的过程 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法 D．钢铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应，继而形成铁锈 【变式2-3】我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(　　) A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ 题型03 实验探究电化学腐蚀 电化学腐蚀的实验探究 实验装置 实验一 实验二 实验步骤 实验一：将经过酸洗涤除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入实验一图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。 实验二：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。实验二图。解释引起这种变化的原因。 实验现象 实验一：几分钟后，导管末端的水柱液面_________，铁钉表面有锈迹产生 实验二：滴有硫酸铜溶液的试管中产生气泡的速率_________ 实验结论 ①铁钉在中性的食盐水溶液中易发生_________腐蚀； ②电化腐蚀比化学腐蚀_________ 【典例3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的腐蚀，已知和均可作为Fe氧化剂，测定结果如图2所示，则下列说法中错误的是 A．AB段，以氧化Fe为主 B．BC段正极反应式主要为 C．其他条件不变，增大空气中氧气浓度，腐蚀速率越快 D．DE段溶液pH不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【变式3-1】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）将两根铁钉分别缠绕铜丝和锌皮，放入装有琼脂的培养皿中(如下图)，琼脂中含有食盐水和酚酞溶液，下列说法正确的是 A．图A中锌皮附近有气泡产生 B．图A中会出现两处红色 C．图B中铜丝区域发生的电极反应为 D．图B中在铁钉上发生还原反应 【变式3-2】（24-25高二下·广东东莞·期末）实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 【变式3-3】（24-25高二下·广东东莞·期末）为研究金属的电化学腐蚀机理，某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是 A．碳粉作正极 B．负极电极反应式： C．若压强传感器显示压强升高，则以吸氧腐蚀为主 D．若将碳粉换成锌粉，则可被保护 题型04 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：被保护的金属作_________，活泼性更强的金属作_________。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 （2）外加电流法 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【典例4】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）某天然气公司取得一项名为“用于热采井外加电流阴极保护装置的阴极电缆结构”的专利。下列说法错误的是 A．该装置能对输油、输水等埋地管线进行腐蚀防护 B．该保护装置需调整外接电源电压使被保护的电缆表面腐蚀电流降至零或接近零 C．电缆应该连接电源的正极 D．被保护的电缆电极发生了还原反应 【变式4-1】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）化学与生产生活密切相关，下列生产生活项目中蕴含的化学知识错误的是 选项 生产生活项目 化学知识 A 船舶外壳镶嵌锌块 形成电解池，牺牲阳极锌块，保护船体 B 汽车尾气净化器内放置催化剂 催化剂可以加快反应速率 C 在火箭上安装燃料雾化器 增大反应物接触面积，提高燃料燃烧效率 D 用排饱和食盐水收集氯气 增大，降低氯气在水中的溶解度 A．A B．B C．C D．D 【变式4-2】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）劳动开创美好未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸可由乙醇氧化制备 B 用多彩防锈漆涂刷公园的钢铁护栏 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀 C 用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 用84消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒液具有强氧化性 A．A B．B C．C D．D 【变式4-3】（24-25高二上·广东江门·期末）电化学的腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是 A．图甲：粗银提纯 B．图乙：铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．图丙：铁钥匙上镀铜 D．图丁：保护钢闸门不被腐蚀 题型05 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的比较 1.在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的_________＞原电池的_________＞化学腐蚀＞原电池的_________＞电解池的_________。 2.在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀； 金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越_________。 【典例5】（24-25高二上广东茂名·阶段练习）如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 A． ④>②>①>③ B．②>③>①>④ C．③>②>①>④ D．④>③>②>① 【变式5-1】（24-25高二上·广东江门·期末）如图所示，将一根铁棒垂直没入水中，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法不正确的是 A．铁棒AB段的溶解氧浓度高于BC段 B．铁棒AB段附近的pH值降低 C．铁棒BC段电极反应： D．该腐蚀过程属于电化学腐蚀 【变式5-2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）研究青铜器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。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法错误的是    A．青铜基体做负极 B．青铜器在潮湿环境中不发生化学腐蚀 C．参与的反应为： D．环境中的与正负极的产物形成a的离子方程式为： 【变式5-3】如下各图烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 A．②①③④ B．④③②① C．④②①③ D．③②④① / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属的腐蚀与防护 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 题型03 实验探究电化学腐蚀 题型04 金属的防护 题型05 金属腐蚀的快慢比较 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 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。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 2.金属腐蚀的分类 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含义：金属直接发生化学反应而引起的腐蚀。 ②条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等；非电解质液体，如石油。 （2）电化学腐蚀： ①含义：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条件：接触到电解质溶液。 3.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的物质直接反应 不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 实质与 联系 ①实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗； ②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍 【典例1】（24-25高二下·广东·期中）保护好革命文物，传承好红色基因，下列有关革命文物的说法正确的是 朱德手书 泸定桥上的钢铁锁链 A．墨汁中的炭黑与C60互为同位素 B．钢铁锁链在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀 红军用过的发报机 林伯渠用过的马灯 C．铜线圈含有自由移动的阴、阳离子而能导电 D．玻璃灯罩属于分子晶体 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．炭黑与C60互为同素异形体，故A错误； B．钢铁中的碳与铁在潮湿的空气中会形成原电池，易发生电化学腐蚀，故B项正确； C．金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，在外加电场作用下，自由电子可发生定向移动而导电，故C错误； D．玻璃不属于晶体，故D错误； 故选B。 【变式1-1】（24-25高二下·广东惠州·开学考试）考古学家在江苏建湖发现一处钱币窖藏遗存，出土钱币约1.5吨。除少量的唐代开元通宝钱币外，大部分为宋代钱币。钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是 A．钱币表面绿色物质的主要成分是 B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀 C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化 D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等 【答案】B 【详解】A．钱币主要成分是铜合金，其表面的绿色物质主要成分是铜绿，其化学式为Cu2(OH)2CO3，故A说法正确； B．根据金属活动顺序表，铜元素没有氢元素活泼，不能置换出氢气，钱币中铜在地下主要发生吸氧腐蚀，故B说法错误； C．在潮湿环境会发生电化学腐蚀，铜作负极，发生氧化反应，故C说法正确； D．保护钱币，应防止铜发生腐蚀，可采取的措施保持干燥环境、涂保护层等，故D说法正确； 答案为B。 【变式1-2】下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是 A．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 【答案】A 【详解】A．铝的抗腐蚀能力源于其表面易形成致密氧化膜，而非不易与氧气反应，A错误； B．电化学腐蚀根据环境分为吸氧腐蚀（中性/弱酸性）和析氢腐蚀（强酸性），B正确； C．金属腐蚀本质是金属原子失电子被氧化，无论化学或电化学腐蚀均如此，C正确； D．钢铁在潮湿空气中形成微电池，发生电化学腐蚀导致生锈，D正确； 故答案选A。 【变式1-3】下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．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 D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 【答案】D 【详解】A．铁制品的镀层破损后，在潮湿环境中可发生原电池反应，白铁皮（镀锌铁）中锌比铁活泼，反应时锌作负极，被氧化而腐蚀，铁作正极，被保护；马口铁（镀锡铁）中铁比锡活泼，铁作负极，被氧化而腐蚀，A错误； B．钢铁发蓝的原理是钢铁与氧化剂反应生成氧化膜（主要成分为），发蓝过程属于化学变化，B错误； C．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，C错误； D．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大，D正确； 故答案选D。 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 钢铁的电化学腐蚀分为：析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH有关，下列说法不正确的是 A．在的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为 B．在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为 D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 【答案】C 【详解】A．在的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为，A正确； B．在的溶液中，碳钢在弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，B正确； C．在的溶液中，碳钢在碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，则碳钢腐蚀的正极反应式为，C错误； D．将碱性溶液煮沸除去O2后，正极上O2生成的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确； 故选C。 【变式2-1】（24-25高二上·广东广州·期末）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下： pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列说法不正确的是 A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 【答案】C 【详解】A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，A正确； B. 当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确； C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误； D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确； 故选C。 【变式2-2】（24-25高二上·广东梅州·期末）下列有关金属腐蚀与防护说法错误的是 A．在酸性环境下，钢铁能发生析氢腐蚀 B．金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化的过程 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法 D．钢铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应，继而形成铁锈 【答案】D 【详解】A．在酸性环境下，钢铁可构成原电池,氢离子浓度较大,钢铁能发生析氢腐蚀，A正确； B．金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化生成金属离子的过程，B正确； C．锌的金属性强于铁，与铁构成原电池时，锌是负极，铁是正极被保护，因此轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法，C正确； D．在原电池中铁只能失去2个电子，转化为亚铁离子,负极反应式，D错误； 答案选D。 【变式2-3】我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(　　) A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ 【答案】B 【解析】金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。 题型03 实验探究电化学腐蚀 电化学腐蚀的实验探究 实验装置 实验一 实验二 实验步骤 实验一：将经过酸洗涤除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入实验一图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。 实验二：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。实验二图。解释引起这种变化的原因。 实验现象 实验一：几分钟后，导管末端的水柱液面上升，铁钉表面有锈迹产生 实验二：滴有硫酸铜溶液的试管中产生气泡的速率快 实验结论 ①铁钉在中性的食盐水溶液中易发生吸氧腐蚀； ②电化腐蚀比化学腐蚀快 【典例3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的腐蚀，已知和均可作为Fe氧化剂，测定结果如图2所示，则下列说法中错误的是 A．AB段，以氧化Fe为主 B．BC段正极反应式主要为 C．其他条件不变，增大空气中氧气浓度，腐蚀速率越快 D．DE段溶液pH不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】B 【详解】A．AB段pH上升（被消耗），压强增大（产生），说明主要发生析氢腐蚀，以H⁺氧化Fe为主，A正确； B．BC段溶液pH约3-5（酸性环境），吸氧腐蚀正极反应应为（酸性条件），B错误； C．增大浓度，吸氧腐蚀速率加快，整体腐蚀速率增大，C正确； D．DE段pH不变，因反应消耗的量与中生成量相等，D正确； 故答案选B。 【变式3-1】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）将两根铁钉分别缠绕铜丝和锌皮，放入装有琼脂的培养皿中(如下图)，琼脂中含有食盐水和酚酞溶液，下列说法正确的是 A．图A中锌皮附近有气泡产生 B．图A中会出现两处红色 C．图B中铜丝区域发生的电极反应为 D．图B中在铁钉上发生还原反应 【答案】B 【详解】A．图A中锌比铁活泼，锌皮为负极，发生氧化反应：，无气泡产生；正极（铁钉）发生还原反应（吸氧或析氢），气泡若产生应在铁钉附近，锌皮附近无气泡，A错误； B．图A中锌为负极，铁钉为正极。在正极（铁钉）上发生反应 ，导致铁钉附近区域酚酞变红。产生的会向负极（锌皮）迁移，使锌皮附近区域也变为红色，故会出现两处红色，B正确； C．图B中铁钉与铜丝形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe为负极（），Cu为正极。中性食盐水环境下，正极（铜丝）发生吸氧腐蚀：，C错误； D．图B中铁钉为负极，发生氧化反应（），而非还原反应，D错误； 故答案选B。 【变式3-2】（24-25高二下·广东东莞·期末）实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 【答案】D 【详解】A．a管是中性溶液，发生吸氧腐蚀，b管是酸性溶液，发生析氢腐蚀，A项正确； B．a管发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，b管发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，则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项正确； C．b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH值变大，C项正确； D．生铁丝作负极，故b处电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，D项错误； 答案选D。 【变式3-3】（24-25高二下·广东东莞·期末）为研究金属的电化学腐蚀机理，某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是 A．碳粉作正极 B．负极电极反应式： C．若压强传感器显示压强升高，则以吸氧腐蚀为主 D．若将碳粉换成锌粉，则可被保护 【答案】C 【分析】如图所示装置，碳粉作正极，得电子发生还原反应，铁作负极，失电子发生氧化反应。 【详解】A．根据分析如图所示装置，碳粉作正极，A正确； B．根据分析，铁作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式：，B正确； C．若压强传感器显示压强升高，说明装置内有气体生成，可能是析氢腐蚀，不会是吸氧腐蚀，C错误； D．由于电极活动性：Zn＞Fe，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应，从而使铁得到保护，D正确； 故选C。 题型04 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 （2）外加电流法 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【典例4】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）某天然气公司取得一项名为“用于热采井外加电流阴极保护装置的阴极电缆结构”的专利。下列说法错误的是 A．该装置能对输油、输水等埋地管线进行腐蚀防护 B．该保护装置需调整外接电源电压使被保护的电缆表面腐蚀电流降至零或接近零 C．电缆应该连接电源的正极 D．被保护的电缆电极发生了还原反应 【答案】C 【详解】A．该装置属于外加电流阴极保护法，能有效抑制金属腐蚀，适用于埋地管线的防护，A正确； B．调整外接电源电压以消除腐蚀电流是外加电流法的核心操作，确保金属表面无腐蚀发生，B正确； C．外加电流阴极保护法中，被保护的电缆作为阴极，应连接电源的负极，C错误； D．外加电流阴极保护法中，被保护的电缆作为阴极，阴极发生还原反应，D正确； 故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）化学与生产生活密切相关，下列生产生活项目中蕴含的化学知识错误的是 选项 生产生活项目 化学知识 A 船舶外壳镶嵌锌块 形成电解池，牺牲阳极锌块，保护船体 B 汽车尾气净化器内放置催化剂 催化剂可以加快反应速率 C 在火箭上安装燃料雾化器 增大反应物接触面积，提高燃料燃烧效率 D 用排饱和食盐水收集氯气 增大，降低氯气在水中的溶解度 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．船舶外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法，利用的是原电池原理（锌为负极被腐蚀），而非电解池（需外加电源），因此“形成电解池”描述错误，A错误； B．催化剂的作用是加快反应速率，汽车尾气净化器通过催化剂促进有害气体转化，B正确； C．燃料雾化增大接触面积，提高燃烧效率，符合化学反应速率理论，C正确； D．饱和食盐水中Cl⁻浓度高，可抑制Cl2溶解，D正确； 故选A。 【变式4-2】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）劳动开创美好未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸可由乙醇氧化制备 B 用多彩防锈漆涂刷公园的钢铁护栏 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀 C 用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 用84消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒液具有强氧化性 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．用白醋除水垢利用的是乙酸的酸性，与“乙酸可由乙醇氧化制备”这一制备方法无关，A符合题意； B．涂防锈漆通过隔绝潮湿空气防止钢铁腐蚀，关联正确，B不符题意； C．厨余垃圾含N、P、K元素，可作肥料，关联正确，C不符题意； D．84消毒液的次氯酸钠具有强氧化性，能杀菌消毒，关联正确，D不符题意； 答案选A。 【变式4-3】（24-25高二上·广东江门·期末）电化学的腐蚀、防护与利用在日常生活中比较常见。下列各图不能达到相应目的的是 A．图甲：粗银提纯 B．图乙：铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 C．图丙：铁钥匙上镀铜 D．图丁：保护钢闸门不被腐蚀 【答案】D 【详解】A．图甲为粗银提纯，电解精炼时粗银作阳极，纯银作阴极，电解质为AgNO3溶液，符合电解精炼原理，能达到目的，A正确； B．图乙中铜板与铁铆钉形成原电池，Fe比Cu活泼作负极，Cu作正极，正极Cu被保护，铜板不易被腐蚀，能达到目的，B正确； C．图丙为铁钥匙镀铜，电镀时镀层金属Cu作阳极，待镀金属铁钥匙作阴极，电解质为CuSO4溶液，装置符合电镀原理，能达到目的，C正确； D．图丁中钢闸门连接外接电源正极，作电解池阳极，会发生Fe-2e-=Fe2+而被腐蚀，应将钢闸门接电源负极作阴极才能保护，不能达到目的，D错误； 故选D。 题型05 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的比较 1.在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的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。 2.在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀； 金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 【典例5】（24-25高二上广东茂名·阶段练习）如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 A． ④>②>①>③ B．②>③>①>④ C．③>②>①>④ D．④>③>②>① 【答案】B 【详解】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，故铁腐蚀由快到慢的顺序为②>③>①>④； B项符合题意。 【变式5-1】（24-25高二上·广东江门·期末）如图所示，将一根铁棒垂直没入水中，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法不正确的是 A．铁棒AB段的溶解氧浓度高于BC段 B．铁棒AB段附近的pH值降低 C．铁棒BC段电极反应： D．该腐蚀过程属于电化学腐蚀 【答案】B 【分析】铁棒在水溶液中发生吸氧腐蚀，形成原电池，BC段作原电池负极，铁被氧化生成亚铁离子，所以BC段腐蚀严重，AB段靠近水面接触氧气，作原电池正极，生成较多铁锈，据此解答即可。 【详解】A．铁棒AB段与空气界面较近，而深水处溶氧量较少，因此铁棒AB段的溶解氧浓度高于BC段，故A正确； B．AB段靠近水面接触氧气，作原电池正极，电极反应式为，O2+2H2O+4e−=4OH−，pH增大，故B错误； C．BC段作原电池负极，电极反应式为Fe-2eˉ=Fe2+，故C正确； D．该腐蚀过程为铁棒在水溶液中发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D正确； 综上所述答案为B。 【变式5-2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）研究青铜器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。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法错误的是    A．青铜基体做负极 B．青铜器在潮湿环境中不发生化学腐蚀 C．参与的反应为： D．环境中的与正负极的产物形成a的离子方程式为： 【答案】B 【详解】A．根据图知，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，c(青铜基体)做负极，故A正确； B．青铜器在潮湿环境中也会与氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜，也会发生化学腐蚀，故B错误； C．氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故C正确； D．Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产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，故D正确。 答案选B。 【变式5-3】如下各图烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 A．②①③④ B．④③②① C．④②①③ D．③②④① 【答案】C 【详解】②、③、④的实质均为原电池装置。③中Fe为正极，被保护；②、④中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说Fe和Cu的金属活动性比Fe和Sn的差别大，故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀得更快；①中因铁不纯而发生微电池反应。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $