第1章 第4节 金属的腐蚀与防护（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版）

该高中化学课件围绕金属的腐蚀与防护，系统讲解腐蚀类型、电化学腐蚀原理、防护方法及应用。通过生活现象导入，联系原电池知识，为电解池防护铺垫，构建知识支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过对比表格、实验分析（如食盐水滴现象）及暖贴、废水处理实例，帮助学生理解原理。学生提升解决实际问题能力，教师可依托资源实施探究教学。

金属的腐蚀与防护 第4节 第 1 章 1.了解金属腐蚀的现象及危害。 2.知道金属腐蚀的类型和本质及金属发生电化学腐蚀的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 3.掌握防止金属腐蚀的措施及原理。 核 心 素 养 发 展 目 标 课时对点练 内 容 索 引 一、金属电化学腐蚀的原理 二、金属腐蚀的防护 三、电化学腐蚀原理的应用 < 一 > 金属电化学腐蚀的原理 1.金属腐蚀现象及危害 金属腐蚀现象普遍存在，每年因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失的总和。 2.金属腐蚀与分类 氧化还原 潮湿 红褐色的铁锈 3.化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与非金属等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触形成原电池 结果 金属被氧化 较活泼金属被氧化 实质 M-ne-===Mn+ 关系 ①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生； ②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 4.金属电化学腐蚀的类型与反应原理 以钢铁的腐蚀为例   吸氧腐蚀 析氢腐蚀 示意图     条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 离子导体 潮湿的空气或电解质溶液   吸氧腐蚀 析氢腐蚀 负极 反应物均为铁，电极反应：_____________ 正极 反应物：空气中的氧气 电极反应：___________________ 反应物：H+ 电极反应：______________ 总反应 _________________________ ____________________ 联系 通常两种腐蚀同时存在，但前者更普遍 Fe-2e-===Fe2+ O2+4e-+2H2O===4OH- 2H++2e-===H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 Fe+2H+===Fe2++H2↑ (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 (2)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主 (3)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀 (4)纯铁不易被腐蚀，生铁易被腐蚀，是因为生铁中含碳，能形成原电池发生电化学腐蚀 (5)铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe-3e-===Fe3+ × × √ √ × 正误判断 1.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。 (1)导管内液面下降时，发生　　　　　(填“析氢腐 蚀”或“吸氧腐蚀”，下同)。  (2)红墨水回升时，发生　　　 ，此时正极反应式为______________ 　　 　　。 (3)析氢腐蚀时消耗　 (填“H+”或“OH-”，下同)，吸氧腐蚀时产生　 ，具支试管中溶液pH逐渐　　 (填“增大”或“减小”)。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 O2+2H2O+4e- ===4OH- H+ OH- 增大 思考交流 2.在一块抛光、干净的钢片上滴上一滴含有少量 酚酞和铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}的饱和食盐水，几 分钟后，液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘 为一红色圆环，而在两者之间有一棕褐色环。已 知：Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)，这是一种检验溶液中Fe2+的常用方法。如图所示。 思考下列问题： (1)液滴中心出现蓝色的原因：_________________________________________ __________________________________________________________________________。  液滴中心氧气的浓度小，为负极，发生反应：Fe-2e-===Fe2+，然后发生反应：Fe2+ +K++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色沉淀) 思考交流 (2)液滴边缘为一红色圆环的原因：___________ __________________________________________ _______________________。  (3)棕褐色环的主要成分为铁锈，用化学用语表示 产生铁锈的过程：　　　 　　　 。  气的浓度较大，为正极，电极反应为O2+2H2O+ 4e-===4OH-，使酚酞变红 液滴边缘氧 答案　中心区(负极)产生的Fe2+向边缘(正极)移动，发生如下一系列变化： Fe2++2OH-===Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O(铁锈)+(3-n)H2O 返回 思考交流 < 二 > 金属腐蚀的防护 1.防护本质 阻止金属发生 反应。 2.防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，涂耐腐蚀物质，如涂油漆等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 氧化 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 原理 原电池原理 电解池原理 措施 被保护的金属作正极，以一种活泼性较强的金属作负极 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源 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 (3)电化学防护方法 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 示意图     联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 (1)在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极保护法 (2)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈 (3)钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法 (4)给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接以防止铁腐蚀 (5)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锡、铬、镍等，能够减缓金属的腐蚀 × × √ √ √ 正误判断 1.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　　　 　。  ④>②>①>③ 思考交流 为　　　 　， 该电化学防护法称为　　 　　　　　。  2.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。 (1)若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于　　处，铁棒上发生的电极反应为　 　，该种防护方法称为　　　 　。  (2)若X为锌棒，开关K置于M处，铁棒上的电极反应 N 2H++2e-===H2↑ 阴极电保护法 O2+4e-+2H2O===4OH- 牺牲阳极保护法 思考交流 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。 归纳总结 返回 < 三 > 电化学腐蚀原理的应用 (一)制作暖贴 1.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑、少量氯化钠和水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题： (1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生　　　　反应放出的热量。   (2)加入氯化钠的主要作用是　　　 　。   (3)有关的电极反应式：负极：　　　 　， 正极：_______________ 　　　　　。 (4)试用化学方程式表明上述变化过程：____________________________ 　 　　 　　　　 。 原电池 NaCl溶于水，形成电解质溶液 Fe-2e-===Fe2+ 2H2O+O2+4e- ===4OH- 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O O2+2Fe+2H2O===2Fe(OH)2， 电解质溶液是中性的，并且具备形成原电池的条件，结合铁锈的存在，可以确定铁发生了吸氧腐蚀。 (二)利用微电解技术处理废水 2.利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下： 请回答： (1)图中C电极上的电极反应式是　 　 　　。  2H2O+2e-===H2↑+2OH- (2)下列叙述正确的是　　　(填字母)。  A.铁电极为正极，碳电极为负极 B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利 于除污 C.如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境 D.铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极 表面 BC 3.铊(Tl)的价态分析及处理方法是环境保护研究的重点课题。 (1)三价铊各物种[Tl3+、Tl(OH)2+、Tl(OH、Tl(OH)3、Tl(OH]分布分数(平衡时某物种的物质的量占各物种的总物质的量之和的分数)与pH的关系如图所示。当pH=1.5时，溶液中浓度最大的含铊物种是　　　　　(填化学式)。  Tl(OH (2)铁盐、铁碳混合物可作为去除废水中Tl+和Tl3+的吸附剂。铁碳混合物去除铊的原理是_________________________________________________ 　　　　 　。若铁碳混合物中添加少量铝粉，铊的去除速率明显加快，其可能原因是_____________________________ 　　　　　。  铝较铁更易失电子(或形成胶体的 铁碳微电池中铁失去电子变成Fe2+，Fe2+进一步被氧化生成Fe3+，Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体 速率更快) 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B C D C C B D 题号 9 10 　11 答案 C C 　C 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12. (1)Zn　牺牲阳极保护法　 (2)阴　阴极电保护法　先滴加新制氯水，再加KSCN溶液，若溶液不变红色　 (3)可使铁发生钝化作用的 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13. (1)ACD (2)逐渐减慢　氧气的浓度 (3)①O2+4e-+2H2O===4OH-　 ②K3[Fe(CN)6]溶液　 ③Fe-2e-===Fe2+　 ④b (4)3Fe-8e-+4H2O===Fe3O4+8H+ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14. (1)C　 (2)AD　 (3)33.6　1 066 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题组一　金属的腐蚀及分类 1.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 √ 对点训练 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 金属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。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.(2024·福建泉州高二期中)下列装置(容器中的液体均足量)中，铁的腐蚀速率最快的是 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A项，无水乙醇属于非电解质，不能构成原电池，铁发生化学腐蚀； B项，构成原电池，Fe为负极，发生失电子的氧化反应，加快铁的腐蚀速率； C项，构成原电池，Al为负极，Fe为正极，Fe被保护，不易被腐蚀； D项，蔗糖属于非电解质，不能构成原电池，铁发生化学腐蚀。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题组二　生活中的腐蚀现象及原因解释 3.市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是 A.该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是Fe-2e-===Fe2+ B.活性炭作正极，发生的电极反应是O2+4e-+2H2O===4OH- C.该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的 D.保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 该保暖贴中，发生铁的吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应是Fe-2e-===Fe2+，A项正确； 活性炭作正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应为O2+4e-+2H2O ===4OH-，B项正确； 铁粉与氧气通过无数个微小的原电池发生氧化还原反应，放出大量的热，C项错误。 A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀 B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极，电极反应式是Fe-3e-===Fe3+ C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀 D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O √   Ⅰ Ⅱ 现象 切过咸菜的刀不及时清洗，不久便会因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道，在硫酸盐还原菌作用下出现漏水 原理图     4.生活中处处有化学，下列有关说法正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由图可知，Ⅱ中在还原菌作用下S在正极得到电子发生还原反应生成HS-，没有氧气参与正极放电，所以Ⅱ发生的不是吸氧腐蚀，故A错误； 由图可知，Ⅰ和Ⅱ中铁都为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故B错误； 输送暖气的铁管道不易发生Ⅱ中的腐蚀，因为温度过高会使硫酸盐还原菌失活，故C错误； 由图可知，Ⅰ中发生的是吸氧腐蚀，锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O，故D正确。 5.糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、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：Fe-3e-===Fe3+ C.脱氧过程中碳作原电池正极，电极反应：2H2O+O2+4e-===4OH- D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气672 mL(标准状况) √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 n(Fe)=0.02 mol，负极反应式：Fe-2e-===Fe2+，生成的Fe2+与正极生成的OH-结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以0.02 mol Fe最终失去0.06 mol电子，消耗n(O2)==0.015 mol，即336 mL O2(标准状况)，D错误。 题组三　金属腐蚀的防护 6.研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法错误的是 A.“西气东输”工程中的天然气管道，常用阴极电保护法来防止腐蚀 B.铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分的双吸剂可以延长食 物的保质期 C.将被保护金属与外加电源的正极相连，则一定会腐蚀金属 D.微电解技术处理工业废水的原料是含有铁屑和木炭屑的多孔填料，其 原理与原电池相同 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7.某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失，拟用如图所示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吸氧腐蚀 B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过 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的正、负极 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 在酸性环境下，钢管主要发生析氢腐蚀，A项错误； 金属棒M、钢管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，B项正确； 在潮湿的酸性土壤中，存在大量H+，H+移到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，C项错误； 若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源的正、负极，则钢管作阳极，腐蚀速率加快，D项错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8.(2024·山东师范大学附中高二月考)研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A.图甲中a点处溶液变红 B.若图乙中电极d为铜，海水换 成稀硫酸，则铜棒产生H2 C.若图乙中电极d为锌，则铁不易被腐蚀 D.图甲中不会出现红棕色固体 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 食盐水为中性溶液，生铁发生吸氧腐蚀，a点与空气中的氧气接触，氧气得电子生成OH-，则a点处溶液变红，A正确； 若电极d为铜，海水换成稀硫酸，则生铁作负极，Cu作正极，Fe发生析氢腐蚀，H+在正极发生得电子的还原反应：2H++2e-===H2↑，B正确； 若电极d为锌，则Fe与Zn形成原电池，Zn为负极，生铁为正极，则铁不易被腐蚀，C正确； 图甲装置中铁发生吸氧腐蚀，a点为正极，b点为负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，生成的Fe2+与OH-生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被O2氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3最终脱水形成铁锈，所以会出现红棕色固体，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是 A.若B处液面上升，A溶液可能是酸性溶液 B.若A溶液为NaCl溶液，B、C液面始终保 持不变 C.可能产生Fe2O3·nH2O D.腐蚀的总反应式一定是2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ A溶液若是酸性溶液，则铁钉发生析氢腐蚀，总反应为Fe+2H+===Fe2+ +H2↑，使B处液面下降，A、D错误； 若A溶液为NaCl溶液，则铁钉发生吸氧腐蚀，B处液面上升，B错误； 发生吸氧腐蚀：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水变为Fe2O3·nH2O，C正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏进入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是 A.原理图可理解为两个串联电解装置 B.溶液中铁丝被腐蚀时，铁丝左侧有无色气体产 生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色 C.溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe-2e-===Fe2+ D.地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属 管道表面涂绝缘膜(或油漆等) √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确； 左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe-2e-===Fe2+，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H++2e-===H2↑，OH-浓度增大，与阳极产生的Fe2+结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确、C项错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图所示。若上端开口关闭，可得到强还原性的H·(氢原子)；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的·OH(羟基自由基)。下列说法正确的是 A.无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为Fe- 3e-=== Fe3+ B.鼓入空气时，每生成1 mol·OH有2 mol电子发生 转移 C.不鼓入空气时，正极的电极反应式为H+ + e- ===H· D.处理含有C2的污水时，上端开口应关闭 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 在原电池中，铁作负极，电极反应式是 Fe-2e-===Fe2+，故A错误； 鼓入空气时，氧气在正极发生的电极反应为O2+2e-+2H+===2·OH，每生成1 mol·OH有1 mol电子发生转移，故B错误； 不鼓入空气时，正极发生还原反应：H++ e-=== H·，故C正确； C2有还原性，需要用氧化剂把C2氧化为CO2，所以上端应开口，生成具有强氧化性的·OH，故D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转化等方面应用广泛。 (1)图1中，为减缓钢闸门的腐蚀，材料B可以选择　 (填“Zn”或“Cu”)。这种防护方法称为　　　　　 　　。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Zn 牺牲阳极保护法 (2)图2为钢铁防护模拟实验装置，则铁作　　极，这种防护方法称为　　　　　　 。检测钢铁保护效果的方法是取少量铁电极附近的溶液于试管中，____________ 　　　　　　 　，则说明保护效果好。  答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 阴 阴极电保护法 氯水，再加KSCN溶液，若溶液不变红色 先滴加新制 (3)图2中铁与外加电源的正极相连作阳极时也可以得到防护，只不过应使外加电源电压维持在　　　　　　　　　　 范围内。 可使铁发生钝化作用的 13.(2024·福建漳州十校高二期中联考)研究金属腐蚀和防腐的原理具有现实意义。 (1)图甲为探究钢铁吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组利用该装置进行实验，观察到导管中的水柱上升缓慢，下列措施可以更快更清晰地观察到水柱上升现象的有　　　(填字母)。  A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热具支试管提高温度 C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管，水中滴加红墨水 ACD 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图甲中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧试管中导管的液面上升。用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，使导管内水柱上升更明显，A正确； 用酒精灯加热具支试管提高温度，试管内气体受热膨胀，压强增大，导管内水柱下降，B错误； 将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，会形成许多微小的原电池，反应速率加快，使导管内水柱上升更明显，C正确； 换成更细的导管，高度变化更灵敏，导管内水柱上升更明显，D正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表，根据数据判断腐蚀的速率随时间　　　　　(填“逐渐加快”“不变”或“逐渐减慢”)，你认为主要影响因素为　　　　　　。  逐渐减慢 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 时间/min 1 3 5 7 9 液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2 氧气的浓度 利用题表中数据，分析可知，0~1 min、1~3 min、3~5 min、5~7 min、7~9 min时间段内液柱上升高度分别为0.8 cm、1.3 cm、0.9 cm、0.7 cm、0.5 cm，故铁钉腐蚀的速率随时间逐渐减慢；铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，导致反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减小。 时间/min 1 3 5 7 9 液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 已知：K3溶液可与Fe2+反应生成蓝色沉淀。 ④根据以上实验探究，试判断　　(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。  b 实验操作 实验现象 实验结论 向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂 a点附近溶液出现红色 a点电极反应式为①_____________ 　　　   然后再滴加2~3滴②　　   b点周围出现蓝色物质 b点电极反应式为③　　 　  (3)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格： O2+4e-+2H2O ===4OH- K3[Fe(CN)6]溶液 Fe-2e-===Fe2+ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ①图乙中铁钉发生吸氧腐蚀，滴加酚酞后a点附近出现红色，则说明有氢氧根离子产生，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-； ②由已知信息分析，b点周围出现蓝色物质说明b点Fe失电子生成Fe2+，则加入的是K3[Fe(CN)6]溶液； ③b点电极反应式为Fe-2e-===Fe2+； ④b点作电池的负极，腐蚀更严重。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 阳极为Fe，Fe失电子生成Fe3O4，电极反应式为3Fe-8e-+4H2O===Fe3O4 +8H+。 (4)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式： 　　　　　　　　　　　　　。  答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3Fe-8e-+4H2O===Fe3O4+8H+ 14.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+2n)H2O===2Fe2O3·nH2O+8H+ (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 C 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据反应机理，将方程式叠加：①×4+②×8+③×2+④可得，4Fe+3O2 +2nH2O===2Fe2O3·nH2O，为吸氧腐蚀。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极保护法等。 (2)某铁件需长期浸于水下，为了减缓腐蚀，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 AD 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由4Fe+3O2+2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式： 3O2　　~　12e-　　~　增加质量 3×22.4 L　12 mol　　 132 g V(O2)　　 6 mol　　　Δm V(O2)==33.6 L，Δm==66 g，生锈后铁件质量为 1 000 g+66 g=1 066 g。 (3)质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6 mol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·nH2O中n的值为1)。  33.6 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 066 返回 本课结束 第 1 章 $