1.3 金属的腐蚀与防护-（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（苏教版）

该高中化学课件聚焦金属的腐蚀与防护，衔接化学反应与能量变化，通过题组呈现腐蚀类型、防护方法及速率比较，结合实验案例构建从基础到提升的学习支架，帮助学生系统掌握核心知识。 其亮点在于以实验探究为主线，融入真实情境题与创新数字技术，运用科学思维分析腐蚀机理，通过对比实验培养科学探究能力，强化化学观念，助力学生提升问题解决能力，为教师提供丰富教学素材与高效教学方法。

专题1 化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 第三单元　金属的腐蚀与防护 基础过关练 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　金属的腐蚀 1.[2026广东部分学校联考]自然界中钢铁在腐蚀过程中,不涉及的变化是 ( ) A.Fe由+2价转化为+3价 B.O2被还原 C.杂质C被氧化除去 D.Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　钢铁在腐蚀过程中,Fe先被氧化为+2价,再进一步被氧化为+3价,涉及+2价到+3价的变化,A不 符合题意;O2在钢铁的腐蚀过程中作氧化剂,被还原,B不符合题意;在钢铁的电化学腐蚀中,杂质C起导电 作用,作正极,未被氧化,C符合题意;Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O是铁锈形成的常见过程,D不符合题意。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026山东泰安市直学校联考]如图所示,两套实验装置中进行的实验都涉及金属的腐蚀,假设其中的 金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是 ( )  Ⅰ     Ⅱ A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体 B.装置Ⅱ在开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+ 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　常温下,　装置Ⅰ中Fe遇浓硝酸钝化,Cu为负极,Fe为正极　 ,在反应初期生成NO2气体, 随着反应的进行硝酸浓度逐渐降低,则产生NO气体,A错误;装置Ⅱ中含O2,在开始阶段铁丝只发生吸氧 腐蚀,B错误;装置Ⅱ中,随着O2被消耗,左侧管中压强减小,液面升高,铁丝与稀硫酸接触,Fe与稀H2SO4反 应生成H2,C正确;装置Ⅰ中随着反应的进行硝酸浓度逐渐降低,过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe2+,则在反 应结束时溶液中的金属阳离子有Cu2+、Fe2+,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2025广东部分学校联考]尘埃落在平整的铁制品的表面上,水蒸气在尘粒下形成薄水层,尘粒覆盖的 中心部分供氧较少,而在尘粒的边缘有较多的O2,实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 ( )   A.空气中含有CO2、SO2会加快腐蚀 B.铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C.铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D.边缘区反应为O2+2H2O+4e-  4OH- 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　空气中含有的CO2、SO2会与水反应生成碳酸、亚硫酸,c(H+)的增大会加快铁制品的腐蚀,A正 确;铁制品被腐蚀时一般会经过:Fe→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O,即最终产物是Fe2O3·xH2O,B 错误;由题给实际腐蚀图可知,铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部,C正确;题图中尘粒边缘区的O2是 Fe-C原电池中在正极参与得电子的物质,则电极反应式为O2+2H2O+4e-  4OH-,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.金属腐蚀现象在生产、生活中普遍存在,依据下列2种腐蚀现象回答问题。   图1 图2       (1)图1中被腐蚀的金属为___________,其腐蚀类型为_______(填字母)。图2中金属腐蚀类型为_______ (填字母)。 A.化学腐蚀　　　B.电化学腐蚀 C.析氢腐蚀　　　D.吸氧腐蚀 　BD     　BC     　铁(或Fe)     第1讲　描述运动的基本概念 (2)图1中Cu的作用是____________________,结合电极反应、电子移动、离子移动等,分析金属被腐蚀 的原理:_____________________________________________________________________________ ___________________________________________。 (3)图2中铁的生锈过程为Fe→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O,将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完 整:正极的电极反应式为______________________,负极的电极反应式为___________________,总反应 式为__________________________。 　2Fe+O2+2H2O  2Fe(OH)2     　2Fe-4e-  2Fe2+     　O2+4e-+2H2O   4OH-     过外电路从负极移向正极,金属铁被腐蚀生成Fe2+     　铜作为正极,氢离子在内电路中移向正极,得到电子,生成氢气;铁作为负极,失去电子,电子通 　作为正极材料,导电     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)题图1中SO2的水溶液作为电解质溶液,酸性较强,与铁、铜形成原电池,腐蚀类型为析氢腐蚀; 题图2中O2得电子生成OH-,所发生电化学腐蚀类型为吸氧腐蚀。(3)题图2中发生吸氧腐蚀,正极的电极 反应式为O2+4e-+2H2O  4OH-,铁作负极失电子,电极反应式为2Fe-4e-  2Fe2+,总反应式为2Fe+O2+ 2H2O  2Fe(OH)2。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　金属的防护 5.[2025重庆十一中月考]下列说法不正确的是 ( ) A.汽车底盘喷涂高分子膜,可起到保护作用 B.港珠澳大桥使用高性能富锌(锌粉)底漆防腐的原理是外加电流的阴极保护法 C.在钢铁部件表面进行发蓝处理是化学过程 D.输气的钢管被天然气中含硫化合物腐蚀,属于化学腐蚀 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触,可以起到防护的作用,A正确;锌、铁及潮 湿的空气可以构成原电池,且锌作负极保护铁,采用的是牺牲阳极的阴极保护法,B不正确;在钢铁部件 表面进行发蓝处理,是将Fe转化为Fe3O4薄膜,从而保护内层金属,属于化学变化,C正确;输气的钢管被天 然气中含硫化合物腐蚀是金属与含硫化合物直接发生化学反应,属于化学腐蚀,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2025广东广州月考]保护金属管道的常用方法是外加电流的阴极保护法加覆盖涂层的联合保护法。 下列说法错误的是 ( ) A.涂层只能是金属或合金 B.金属管道连接直流电源的负极 C.辅助阳极可以选石墨 D.联合保护法更能延长管道的使用寿命 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　保护金属管道的涂层不一定是金属或者合金,也可以是油漆、矿物油等物质,A错误;外加电流 的阴极保护法中被保护的金属应该作阴极,连接直流电源的负极,B正确;辅助阳极可以是惰性电极或者 废旧金属,C正确;覆盖涂层可以隔绝氧化剂,外加电流在涂层破坏后还可以起保护作用,则联合保护法 保护金属效果更好,更能延长管道的使用寿命,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 7.钢铁的防护有多种方法,下列对于图中的防护方法描述正确的是 ( )   A.a、b以导线连接,辅助电极发生还原反应 B.a、b以导线连接或以直流电源连接,辅助电极的材料可能都含有Zn C.a、b以直流电源连接,通电后外电路电子被强制流向辅助电极 D.a、b分别连接直流电源的负极、正极,该方法是牺牲阳极的阴极保护法 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　a、b以导线连接,利用牺牲阳极的阴极保护法,则辅助电极活动性应该比铁强,作负极,发生氧 化反应,A项错误;a、b以导线连接或以直流电源连接,辅助电极都是发生氧化反应,Zn比Fe活泼,B项正 确;通电后,被保护的钢铁闸门作阴极,辅助电极作阳极,因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向 钢铁闸门,使钢铁闸门得到保护,C项错误;由于有外加电源,故此方法为外加电流的阴极保护法,D项错 误。 易错提示 　　若a、b以导线连接,则属于原电池原理的电化学防护:牺牲阳极的阴极保护法;若a、b以直流电源 连接,则属于电解池原理的电化学防护:外加电流的阴极保护法。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026河北秦皇岛期中]利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是( ) A.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处 B.若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法 C.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于M处,该电化学防护法称为牺牲 阳极的阴极保护法 D.若X为锌,开关K置于N处,对铁不能起到保护作用   　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析       若X为碳棒,开关K置于N处,金属铁作电解池的阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,A正确;若X为锌,开关K 置于M处,锌作原电池的负极,铁作原电池的正极,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法,B错误; 若X为碳棒,开关K置于M处,铁作原电池的负极,加快了铁的腐蚀,C错误;若X为锌,开关K置于N处,锌作 电解池的阳极,铁作电解池的阴极,可以减缓铁的腐蚀,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　金属腐蚀快慢的比较 9.[2026山东潍坊第一中学开学考]下列有关金属腐蚀的说法错误的是 ( )     图a 图b 　C         图c 图d 第1讲　描述运动的基本概念 A.图a中,若将海水换为蒸馏水,则生铁的腐蚀速率减小 B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减慢 C.图c中,接通开关时Zn的腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的负极 第1讲　描述运动的基本概念 解析　　题图a中,水是弱电解质,蒸馏水的导电能力很弱,则生铁的腐蚀速率减小,A正确;题图b中,开关 由M改置于N时,Cu-Zn合金作正极,锌作负极,所以Cu-Zn合金的腐蚀速率减慢,B正确;题图c中,接通开关 时,Zn作负极,腐蚀速率增大,氢离子在铂上放电生成氢气,C错误;题图d中,Mg的活泼性比Fe强,构成原电 池时,Mg作负极,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 10.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定 在如图所示的三个装置中,再保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是  ( )   A.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面会下降 B.实验结束时,左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D.实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　盐酸易挥发,装置Ⅰ中铁钉发生化学腐蚀,生成H2,使左侧液面下降,A项正确;装置Ⅱ中,铁钉与 铜丝连接,由于Fe比Cu活泼,Fe、Cu与挥发出的盐酸形成原电池,Fe作负极,发生析氢腐蚀,放出更多的 H2,使左侧液面下降得更多,即左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ低,B项错误;装置Ⅲ中浓硫酸是难挥发性酸,而且 浓硫酸具有吸水性,干燥的空气中铁不易被腐蚀,所以装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀,D项正确;根据 以上分析可知,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重,C项正确。 第1讲　描述运动的基本概念 11.[2025湖南常德期中]研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义,某电化学实验装 置如图所示。下列说法不正确的是 ( )   A.闭合K1时,阴极的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH- B.闭合K2时,铁腐蚀的速率最快 C.闭合K3时,石墨电极附近溶液的pH将增大 D.闭合K3并将石墨换成锌棒,铁的腐蚀速率减慢 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　闭合K1时,石墨作阴极,电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,A正确;非惰性金属作电解池阳 极时腐蚀速率最快,作电解池阴极时腐蚀速率最慢,则闭合K2时,铁棒作阴极,铁腐蚀的速率最慢,B错误; 闭合K3时,铁棒作原电池的负极,石墨作正极,电解质溶液是NaCl溶液,可发生吸氧腐蚀,正极的电极反应 式为O2+4e-+2H2O  4OH-,石墨电极附近溶液的pH增大,C正确;闭合K3时构成原电池,将石墨换成锌棒 后,锌作负极,则铁被保护,铁的腐蚀速度减慢,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 能力提升练 第三单元　金属的腐蚀与防护 第1讲　描述运动的基本概念 题组　金属的腐蚀与防护及相关实验探究 1.[2025山东德州开学考]在海水中,金属接缝处氧气浓度比海水低,易形成浓度差而发生缝隙腐蚀,机理 如图所示。下列说法错误的是 ( )   A.负极电极反应式为Fe-2e- Fe2+ B.金属接缝处溶液pH增大 C.金属外表面为负极,内表面为正极 D.大量的氯离子进入缝隙 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　由题图可知,金属内表面为负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,金属外表面为正极,电极反应式 为O2+4e-+2H2O 4OH-,则金属接缝处溶液pH增大,A、B正确,C错误;原电池中,阴离子向负极方向移 动,则海水中大量Cl-进入缝隙,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 2.某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响,设计如下实验:将饱和食盐水与琼脂(凝固剂,不参 与反应)的混合液置于两个培养皿中,向其中滴入少量酚酞溶液和K3［Fe(CN)6］溶液,混合均匀,分别将 包裹铜片和锌片的铁钉放入两个培养皿中,观察现象如表。     ⅰ.包裹铜片的铁钉 ⅱ.包裹锌片的铁钉 第1讲　描述运动的基本概念 已知:K3［Fe(CN)6］遇到Fe2+能产生蓝色沉淀,下列有关实验现象及分析不正确的是( ) A.两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀,但培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速率更快 B.该实验证明,若给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属,则破损后依旧可以防护 C.培养皿ⅱ中对铁钉的防护是牺牲阳极的阴极保护法 D.随着反应的进行,培养皿ⅰ和ⅱ中均出现红褐色浑浊 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　　两个培养皿中都为中性环境,“变红”说明有OH-生成,则均发生吸氧腐蚀　 ,电极反 应式为O2+2H2O+4e-  4OH-,培养皿ⅰ中铁为原电池的负极、铜为正极,培养皿ⅱ中锌为原电池的负 极、铁为正极,铁钉被保护,所以培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速率快,A项正确;若给金属表面镀活泼性比被保 护金属强的金属,则破损后被保护金属作正极,依旧可以防护,B项正确;培养皿ⅱ中锌为负极,铁为正极, 铁钉被保护,该防护方法为牺牲阳极的阴极保护法,C项正确;培养皿ⅱ中铁受到保护,不会出现红褐色 浑浊,培养皿ⅰ中铁为负极失去电子生成Fe2+,Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2和O2、H2O反应生成 Fe(OH)3,因此会出现红褐色浑浊,D项错误。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2026北京第四中学期中]恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。   图1 图2 第1讲　描述运动的基本概念 下列说法正确的是 ( ) A.AB段pH越大,析氢速率越大 B.其他条件不变,增大空气中O2浓度,析出H2的质量增多 C.BC段正极电极反应式主要为O2+4e-+2H2O  4OH- D.DE段溶液pH基本不变,可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+  2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+ 10H2O  4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　　图1　构成原电池,Fe是负极,开始pH较小,AB段溶液pH逐渐增大,体系压强增大,主要发生析氢 腐蚀　 ,负极反应式为Fe-2e-  Fe2+,正极反应式为2H++2e-  H2↑,pH越大,析氢速率越小,A 错误;BC段的pH约为3~5,正极不能产生氢氧根离子,正极电极反应式为O2+4e-+4H+  2H2O,其他条件 不变,增大空气中氧气浓度,会促进吸氧腐蚀的过程,析出H2的质量减小,B、C错误;DE段溶液pH基本不 变,可能的原因是相同时间内,2Fe+O2+4H+  2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O  4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2025福建泉州阶段考]某小组同学进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验。 装置   分别进行的操作 ⅰ.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞溶液 ⅱ.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液 现象 铁片表面产生蓝色沉淀 第1讲　描述运动的基本概念 (1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。 ①实验ⅰ中的现象是______________________。 ②用化学用语解释实验ⅰ中的现象:_______________________________。 (2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。 ①据此有同学认为仅通过实验ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是______________________ ______________________________________________。 ②进行实验,在实验几分钟后记录实验现象,具体如下。 化为Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀生成的Fe2+的检验     　K3［Fe(CN)6］将Fe氧 　O2+4e-+2H2O   4OH-     　碳棒附近溶液变红     第1讲　描述运动的基本概念 实验装置   滴管内试剂 0.5 mol·L-1 K3[Fe(CN)6] 溶液 试管内试剂 (体积为2 mL) ⅲ.蒸馏水 ⅳ.1.0 mol·L-1 NaCl溶液 ⅴ.0.5 mol·L-1 Na2SO4 溶液 实验现象 无明显变化     铁片表面产生大量蓝色沉淀 无明显变化 第1讲　描述运动的基本概念 a.以上实验表明:在__________条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。 b.为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ,发现铁 片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是________________________。 (3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ⅱ结果的影响,又利 用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是_______(填字母)。 　AC     　破坏铁片表面的氧化膜     　Cl-存在     第1讲　描述运动的基本概念 实验 试剂 现象 A 酸洗后的铁片、K3［Fe(CN)6溶液(已除O2) 产生蓝色沉淀 B 酸洗后的铁片、K3［Fe(CN)6］和NaCl混合溶液(未除O2) 产生蓝色沉淀 C 铁片、K3［Fe(CN)6］和NaCl混合溶液(已除O2) 产生蓝色沉淀 D 铁片、K3［Fe(CN)6］和盐酸混合溶液(已除O2) 产生蓝色沉淀 (4)综合以上实验分析,利用实验ⅱ中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是:连好装置一段时 间后,________________________________________________________________________(相关操 作、现象),则说明负极附近溶液中产生了Fe2+,即发生了电化学腐蚀。 　取出少许铁片(负极)附近的溶液于试管中,滴加K3［Fe(CN)6］溶液,若出现蓝色沉淀     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)①实验ⅰ中,碳棒为正极,正极上发生O2得电子生成OH-的反应,碳棒附近溶液变红。②正极上 氧气得电子与水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O  4OH-。(2)①K3[Fe(CN)6]具有 氧化性,能将Fe氧化为Fe2+,影响实验结果。②a.对比实验ⅳ和ⅴ,溶液中的Na+、S 对铁的腐蚀无影响, Cl-使K3[Fe(CN)6]溶液易与Fe反应;b.用稀硫酸酸洗后,铁片表面的氧化膜被破坏,再进行实验ⅲ,铁片 表面产生蓝色沉淀,则Cl-的作用与稀硫酸相同,也是破坏铁片表面的氧化膜。(3)已除O2,则铁片不能发 生吸氧腐蚀,酸洗后的铁片表面氧化膜被破坏,根据现象产生蓝色沉淀,表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用 生成Fe2+,A符合题意;酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2),同时满足两个反应发生 的条件,既可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,也可能是铁片发生了吸氧腐蚀,B不符合题意;铁片、 K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2),不能发生吸氧腐蚀,只能是Cl-破坏铁片表面的氧化膜,然后 K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,C符合题意;铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)反应产生蓝 色沉淀,可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2+,也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,D不符合题意。 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点　用数字技术探究金属的腐蚀原理 5.[2026福建三明一中月考]用图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究。通过传感器采集数 据,测得具支锥形瓶中压强和溶解氧随时间变化如图2所示(忽略温度对压强的影响)。  第1讲　描述运动的基本概念 A.pH=2时,压强发生如图变化仅是因为产生了H2 B.pH=2时,只发生析氢腐蚀,正极电极反应式为2H++2e-  H2↑ C.pH=4时,同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 D.整个过程中,负极电极反应式均为Fe-3e-  Fe3+ 下列说法正确的是( ) 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析   根据上图分析可知,A错误、C正确;根据上图分析可知,pH=2时,既有析氢腐蚀又有吸氧腐蚀,正极反应 式有2H++2e-  H2↑、O2+4e-+4H+  2H2O,B错误;具支锥形瓶中的Fe粉、C粉及不同pH的酸溶液构 成了原电池,Fe粉作为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-  Fe2+,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 $