4.3 金属的腐蚀与防护 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

**基本信息** 聚焦金属腐蚀与防护，通过基础辨析-实验探究-实际应用三层设计，构建从单一知识点到综合能力的巩固路径，培养科学思维与问题解决能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|防锈措施、腐蚀类型判断|以选择题为主，如辨析钝化膜形成与电化学腐蚀原理，强化化学观念| |综合层|实验设计与原理分析|结合图表与填空，如牺牲阳极法实验探究，提升科学探究与实践能力| |拓展层|实际情境应用|联系海上光伏等工程案例，渗透科学态度与责任，实现知识迁移|

　　　　　　　　　　　　　 1．(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　) A．发蓝处理　　　　　　 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 解析：选D。发蓝处理是将钢在空气中加热或直接浸在浓氧化性溶液中，使金属表面形成一层极薄的氧化膜的材料保护技术，A不符合题意；阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜，B不符合题意；表面渗镀是向金属中渗入一种或几种元素以在表面形成一层扩散合金层，C不符合题意；喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面隔绝空气中的水蒸气和氧气，并没有在表面形成钝化膜，D符合题意。 2．(2026·邢台高二检测)化学与生产、生活息息相关。下列说法正确的是(　　) A．铁制菜刀镶嵌铜把手可以缓解菜刀的腐蚀 B．铜制雕像在酸雨中发生析氢腐蚀 C．太阳能电池板可将电能转化为化学能 D．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 解析：选D。Fe、Cu和表面的水膜构成原电池，铁为负极，会加速菜刀的腐蚀，故A错误；铜与氢离子不反应，故铜不会发生析氢腐蚀，故B错误；太阳能电池板可将太阳能转化为电能，故C错误。 3．(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：Zn－2e－===Zn2+ 解析：选D。钢铁外壳、锌块、海水形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，钢铁外壳为正极，A项错误；镶嵌的锌块为负极，发生氧化反应转化为Zn2+，需要定期更换，B项错误；该法利用原电池原理，为牺牲阳极法，C项错误；锌为负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2+，D项正确。 4．国产航母福建舰采用模块制造，然后焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　) A．舰艇被腐蚀是因为形成了电解池 B．甲是海水环境下的腐蚀情况 C．被腐蚀时正极反应式为Fe－2e－===Fe2+ D．焊点附近用锌块打“补丁”延缓腐蚀 解析：选D。A项，由题图可知，舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，加快了腐蚀的速率，错误；B项，海水环境下电解质浓度较大，腐蚀更严重，乙是在海水环境下的腐蚀情况，错误；C项，两种环境下，正极反应式均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，错误；D项，锌可以和铁形成原电池，此时锌为负极，保护了舰体不被腐蚀，正确。 5．浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如下，原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列说法错误的是(　　) A．金属贮存罐可用钢制材料 B．电子沿导线流入辅助电极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源的负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 解析：选C。钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，发生氧化反应，为阳极，连接电源的正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流入辅助电极，B正确，C错误；金属贮存罐为阳极，电压过高时，大量金属失电子发生氧化反应生成金属离子，有可能会加剧腐蚀，D正确。 6．(2026·苏州高二期末)NaCl是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，NaCl颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在NaCl­大气环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是(　　) A．腐蚀过程中，Fe为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．Cl－对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 解析：选D。铁是活泼金属，腐蚀过程中，Fe作负极，发生失去电子的氧化反应，A正确；正极上氧气得到电子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确；根据题干信息可判断Cl－对腐蚀反应起催化作用，C正确；图示为吸氧腐蚀，正极生成OH－，水体碱性增强，D错误。 7．(2026·天津河西区高二检测)下列对“生铁片锈蚀对比实验”的分析正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 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，饱和食盐水中溶解的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，负极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：选C。对比实验①②③，说明生铁片发生电化学腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量O2和水，由实验③生铁片明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故A错误；实验①中，苯不是电解质，生铁片难以腐蚀，故B错误；生铁片能发生电化学腐蚀，但实验②中未观察到明显锈蚀，说明饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀，故C正确；实验③中，铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2+，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，在正极上O2得电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D错误。 8．(2026·泰安高二月考)某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理，设计如下实验。 实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。 (1)锌棒上发生的电极反应为___________________________________ ___________________________________， 铁棒上发生的电极反应为___________________________________ ___________________________________。 (2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。 实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。 (3)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。 (4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是__________________、___________________________________________________。 (5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为___________________________________。 解析：(1)锌、铁、氯化钠溶液形成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌为负极被腐蚀，铁为正极被保护。(3)铜、铁、氯化钠溶液形成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜为正极被保护，铁为负极被腐蚀，则两个实验中原电池的电子流向相反，故电流表指针的偏转方向也相反。(4)铁作为负极时，Fe失去电子生成Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜为正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。(5)对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为牺牲阳极法。 答案：(1)Zn－2e－===Zn2+　2H2O＋O2＋4e－===4OH－　(2)Fe2+　(3)相反　(4)产生蓝色沉淀　溶液变红色　(5)不活泼　牺牲阳极法 9．(2026·淮南高二月考)某化学兴趣小组的同学利用如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是(　　) 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和 NH4Cl 溶液 铜 电极Y上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 解析：选C。铁发生吸氧腐蚀，A错误；锌比铁活泼，锌为负极，能保护铁不被腐蚀，B错误；氯化铵溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，铜为正极，析出氢气，C正确；a、b分别与外接电源的负极和正极相连，为外加电流法，D错误。 10．金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是(　　) A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 解析：选B。题图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，作为原电池的负极，失去电子被氧化；题图2为外加电流法，阳极材料为辅助阳极，通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在阳极表面失去电子，如海水中的Cl－，A错误。题图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H＋放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确。题图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C错误。题图1、题图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe－2e－===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D错误。 11．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)。 实验 方案 现象 ① 在Fe表面生成蓝色沉淀 ② 试管内无明显变化 ③ 试管内生成蓝色沉淀 下列说法不正确的是(　　) A．对比实验②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比实验①②，说明K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用实验①的方法 D．将Zn换成Cu，用实验①的方法可判断Fe比Cu活泼 解析：选D。对比实验②③，实验②中Fe附近的溶液中不含Fe2+，实验③中Fe附近的溶液中含Fe2+，说明实验②中Zn保护了Fe，A正确；实验①中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，Fe表面产生蓝色沉淀，说明Fe表面产生了Fe2+，对比实验①②的异同，说明实验①中可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+，不能用实验①的方法验证Zn保护Fe或证明Fe比Cu活泼，B、C正确，D错误。 12．(2026·天津河西区高二期末)某化学小组同学设计实验探究钢铁的腐蚀与防护。按要求回答下列问题。 (1)对比甲、乙、丙三个装置，工作时： ①铁棒腐蚀速率最大的是________装置。 ②利用上图涉及的实验用品，再自选一种常见金属棒，在下边的方框内画出一个可以防护铁棒腐蚀的电化学装置图，并标注电极名称、电极材料和电解质溶液。 (2)利用如图丁所示装置及试剂，测定具支锥形瓶中压强(p)随时间(t)变化关系的曲线如图戊、溶解氧(DO)随时间(t)变化关系的曲线如图己。 ①该实验的目的是利用溶氧和压强传感器定量探究___________________________________。 ②对比图戊、己曲线，可推知pH＝6.0时，体系构成的原电池正极的反应物主要是__________。 ③以上测试实验过程中，负极反应式为______________________。 ④pH＝2.0时，正极反应式为___________________________________ ___________________________________。 pH＝4.0时，铁粉发生腐蚀的类型为___________。 解析：(1)①甲装置中，没有构成原电池，铁发生化学腐蚀；乙装置中，构成原电池，铁作负极，增大了腐蚀速率；丙装置中，铁作阴极，被保护；综上，铁棒腐蚀速率：乙＞甲＞丙。 (2)Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性时，则Fe会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导致锥形瓶内压强减小。①该实验的目的是利用溶氧和压强传感器定量探究Fe粉与C粉在不同pH的酸溶液中，发生电化学腐蚀的类别。②pH＝6.0时，溶液酸性很弱，此时Fe发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导致锥形瓶内压强减小。③无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，铁作负极，发生氧化反应。④pH＝2.0时，溶液酸性较强，Fe发生析氢腐蚀，产生氢气，导致锥形瓶内压强增大，锥形瓶内溶解氧减少，说明消耗氧气，则正极的电极反应式有2H＋＋2e－===H2↑、O2＋4e－＋4H＋===2H2O；若pH＝4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的气体压强会减小，而题图戊中pH＝4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明此时Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气。 答案：(1)①乙　②(答案合理即可) (2)①Fe粉与C粉在不同pH的酸溶液中，发生电化学腐蚀的类别　②氧气　③Fe－2e－===Fe2+　④2H＋＋2e－===H2↑、O2＋4e－＋4H＋===2H2O　析氢腐蚀和吸氧腐蚀 13．(2026·邯郸高二期末)海上光伏作为新能源体系的重要组成部分，正迎来规模化发展的历史性机遇。海洋环境具有高湿度、高盐度等特征，对于光伏系统支撑结构造成严峻威胁，使得海上光伏电站需要具有更高要求的耐腐蚀性能。下列说法错误的是(　　) A．海水的pH一般在8.0～8.5，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀 B．相比于海洋底泥区，浪花飞溅区钢结构生锈更严重 C．在牺牲阳极法中，光伏系统支撑结构与直流电源的负极相连 D．钢结构生锈时的电极反应为Fe－2e－===Fe2+ 解析：选C。海水的pH一般在8.0～8.5，是弱碱性环境，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A正确；海洋底泥区由于缺氧，腐蚀速率较小，而浪花飞溅区氧气充足，盐分含量高，故钢结构生锈更严重，B正确；在牺牲阳极法中，光伏系统支撑结构与比铁活泼的金属相连，活泼金属作负极被腐蚀，光伏系统支撑结构作正极被保护，C错误；钢结构生锈时的电极反应为Fe－2e－===Fe2+，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $