1.3 金属的腐蚀与防护（举一反三题型专练，江苏专用）化学苏教版选择性必修1

**基本信息** 以“分类-比较-防护-探究”为逻辑主线，通过表格对比、原理归纳和实验分析构建金属腐蚀与防护的系统性解题体系，强化科学思维与实验探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |金属腐蚀的分类|1典例+3变式|对比化学腐蚀与电化学腐蚀本质差异，归纳析氢/吸氧腐蚀条件|从定义到实质，建立“类型-条件-电极反应”认知链| |金属腐蚀快慢的比较|1典例+3变式|提炼“腐蚀类型-电解质性质-金属活泼性”三维比较模型|基于原电池原理，推导不同条件下速率规律| |金属防护的方法|1典例+3变式|总结覆盖保护层与电化学保护（牺牲阳极/外加电流）两类方法|依据腐蚀原理逆向设计防护策略，体现证据推理| |金属腐蚀现象与实验探究|1典例+3变式|构建“实验现象-电极反应-腐蚀类型”分析框架|通过实验验证理论，培养科学探究与模型认知能力|

第三单元 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属腐蚀的分类 题型02 金属腐蚀快慢的比较 题型03 金属防护的方法 题型04 金属腐蚀现象与实验探究 ▌题型01 金属腐蚀的分类 1.化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 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 不纯的金属或合金发生 反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 电流产生 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 而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但 更普遍 2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 (pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 总反应式 联系 吸氧腐蚀更普遍 【典例1】（25-26高二上·江苏盐城·期中）钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜，水膜里含有少量、等，形成一层电解质溶液，与钢铁中铁和碳构成了无数微小原电池(如下图所示)。下列有关说法正确的是 A．钢铁生锈过程中电能转化为化学能 B．铁作负极，电极反应式为： C．在干燥的空气中铁制品也发生类似的腐蚀 D．为减缓铁制品生锈，可在铁表面刷漆或涂油 【变式1-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，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—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，为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为 C．对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 【变式1-2】 （25-26高二下·江苏·期中）下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．金属钠置于空气中表面变暗 B．黄铜(锌铜合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 【变式1-3】（2026·江苏淮安·模拟预测）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 ▌题型02 金属腐蚀快慢的比较 条件 快慢顺序 腐蚀类 型不同 原理引起的腐蚀＞ 原理引起的腐蚀＞ 腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越 【典例2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由慢到快的顺序为 A．⑥③①②④⑤ B．⑥①②③④⑤ C．⑥③①④②⑤ D．⑥①④②③⑤ 【变式2-1】（25-26高一下·江苏连云港·期中）钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是 A．铁为电池负极，X离子为Fe2+ B．正极反应式为Fe-2e-=Fe2+ C．电子由铁流向碳，再经海水流向铁 D．钢铁的腐蚀速率：在河水中>在海水中 【变式2-2】 （25-26高二上·江苏镇江·阶段检测）在下图所示装置的烧杯中均盛有海水，其中铁被保护的是 A．②③ B．②③④ C．②④ D．①②④ 【变式2-3】（25-26高二上·江苏·阶段检测）回答下列问题： (1)下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 。(填序号) (2)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极转化为，其电极反应式为 。 (3)铅蓄电池是最常见的二次电池，电解质溶液为稀硫酸，放电时该电池的总反应式为。放电时，电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过时，理论上负极板的质量增加 g。电池的负极在充电时应接外接电源的 极。 (4)铁钉镀铜时，铁钉作阴极，铜作阳极，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)，若电解一段时间后将电源正负极反接，则铁钉 (填“能”或“不能”)复原。 (5)足量的纳米铁粉酸性废水中反应，若反应无气体产生、其离子方程式为 ；研究发现，一定量纳米铁粉处理废水时，若pH偏低将会导致的去除率下降，其原因是 。 ▌题型03 金属防护的方法 1.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界 、 、电解质溶液等)隔离，这是一种被普遍采用的防护方法。 ①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。 ②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。 2.电化学保护法 电化学防护 法 法 依据 原电池原理 电解池原理 原理 形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。阳极要定期予以更换 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护 应用实例 一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块 土壤、海水及河水中的金属设备等 示意图 【典例3】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【变式3-1】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）下列有关原电池、电解、电镀和电化学腐蚀的说法中，正确的是 A．图a装置是原电池，可以实现化学能转化为电能 B．图b装置电解片刻后，溶液的酸性增强 C．图c装置可以防止铁钉生锈 D．图d中在轮船铁质外壳吃水线以下镶嵌铜块可减缓船体的腐蚀速率 【变式3-2】（25-26高二上·江苏南通·期中）利用如下图装置完成电化学实验。下列说法不正确的是 A．若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加 D．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 【变式3-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 ▌题型04 金属腐蚀现象与实验探究 1．实验探究1(如图所示) (1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为 ，右试管中现象是有气泡冒出。 (2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为 ，右试管中现象是导管内液面上升。 2．实验探究2 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为 色，中心区域为 色，在两色环交界处出现铁锈 生铁片发生吸氧腐蚀，中心区域的电极反应式为 ，边缘处的电极反应式为 ，交界处发生的反应为 、 。 【典例4】（25-26高二上·江苏南京·期末）探究铁的电化学腐蚀实验如下：向饱和NaCl溶液中加入溶液和酚酞，将铜片紧密覆盖在铁片上，向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液，可能的原理如题图所示。下列说法正确的是 A．铁片上发生氧化反应，出现蓝色沉淀 B．铜片上的溶液变为红色，电极反应式为 C．用锌片代替铜片，保持其它操作不变，观察到的现象相同 D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，观察到的现象相同 【变式4-1】（25-26高二上·江苏淮安·阶段检测）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法不正确的是 A．该装置构成了原电池 B．铁腐蚀过程中化学能转化为电能 C．活性炭在该装置中作为正极 D．负极电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- 【变式4-2】 （25-26高三上·江苏南京·阶段检测）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下： 下列说法不正确的是 A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极方程式为：Cu+Cl--e-=CuCl B．青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大 C．青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的方程式为：Cu2O+HCl+2H2O = Cu2(OH)3Cl+H2↑ D．青铜器修复时可用一定浓度的碳酸钠溶液浸泡一段时间，将“有害锈”转化为“无害锈” 【变式4-3】（25-26高二上·江苏·阶段检测）室温下，实验小组利用如图1装置探究钢铁的电化学腐蚀，测定结果如图2所示。下列说法错误的是 A．钢铁电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．0~200 s，pH、压强增大，可能原因是溶液中H+转化为H2 C．400~600 s，正极发生的主要电极反应式为O2 +4H+-4e-=2H2O D．由实验可知，钢铁的电化学腐蚀类型与电解质溶液的pH有关 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属腐蚀的分类 题型02 金属腐蚀快慢的比较 题型03 金属防护的方法 题型04 金属腐蚀现象与实验探究 ▌题型01 金属腐蚀的分类 1.化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 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 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 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 2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 (pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 【典例1】（25-26高二上·江苏盐城·期中）钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜，水膜里含有少量、等，形成一层电解质溶液，与钢铁中铁和碳构成了无数微小原电池(如下图所示)。下列有关说法正确的是 A．钢铁生锈过程中电能转化为化学能 B．铁作负极，电极反应式为： C．在干燥的空气中铁制品也发生类似的腐蚀 D．为减缓铁制品生锈，可在铁表面刷漆或涂油 【答案】D 【解析】原电池中，铁作负极，电极反应式为：，C作正极，电极反应式为：，据此分析回答。A．钢铁生锈是原电池反应，原电池将化学能转化为电能，A错误；B．铁作负极时，失去电子生成，正确电极反应为，B错误；C．干燥空气中无法形成电解质溶液，不能构成原电池，不会发生此类电化学腐蚀，C错误；D．铁表面刷漆或涂油可隔绝水和氧气，能减缓铁制品生锈，D正确；故选D。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，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—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，为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为 C．对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 【答案】D 【解析】A．铁是活泼的金属，腐蚀过程中，Fe作负极，发生失去电子的氧化反应，A正确；B．正极氧气得到电子，正极反应式为，B正确；C．根据题干信息可判断对腐蚀反应起催化作用，C正确；D．图示为吸氧腐蚀，正极生成，水体应该碱性增强，D错误；故答案选D。 【变式1-2】 （25-26高二下·江苏·期中）下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．金属钠置于空气中表面变暗 B．黄铜(锌铜合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 【答案】A 【解析】A．金属钠置于空气中表面变暗是钠直接与空气中的氧气反应生成氧化钠，属于化学腐蚀，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，A符合题意；B．黄铜为锌铜合金，形成原电池时更活泼的锌作负极被腐蚀，铜作正极被保护，因此不易产生铜绿，与电化学腐蚀有关，B不符合题意；C．铁和铜接触时，潮湿环境下可形成原电池，更活泼的铁作负极被氧化生成铁锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意；D．镀层受损后，铁、银和电解质溶液可形成原电池，更活泼的铁作负极被腐蚀，因此铁表面更易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，D不符合题意；故选A。 【变式1-3】（2026·江苏淮安·模拟预测）B30铜镍合金的主要成分为Ni(约30%)、Cu(约68%)，该合金在洁净富氧的天然海水中表面会生成薄而致密的钝化膜，常用于制造远洋舰船。使用过程中，钝化膜在多种因素作用下缓慢被破坏，导致B30合金重新暴露于海水中(如图)。 已知：Ni在金属活动性顺序中位于H前。下列说法不正确的是 A．钝化膜被破坏后会发生电化学腐蚀，Ni作负极 B．正极的主要反应为 C．海水中的、等离子会加速合金的电化学腐蚀 D．使用预成膜等技术加厚钝化膜，有助于延缓合金的腐蚀 【答案】B 【解析】A．Ni金属活动性强于Cu，钝化膜破坏后合金与海水构成原电池，Ni作负极发生电化学腐蚀，A正确； B．海水为富氧的中性环境，正极发生吸氧腐蚀，主要反应为，析氢反应为酸性环境下的正极反应，不符合该场景，B错误； C．海水中的、等离子可增强海水导电性，且易破坏钝化膜，会加速合金的电化学腐蚀，C正确； D．钝化膜可隔绝合金与海水的接触，加厚钝化膜有助于延缓合金腐蚀，D正确； 故选B。 ▌题型02 金属腐蚀快慢的比较 条件 快慢顺序 腐蚀类 型不同 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快 【典例2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由慢到快的顺序为 A．⑥③①②④⑤ B．⑥①②③④⑤ C．⑥③①④②⑤ D．⑥①④②③⑤ 【答案】A 【解析】铁腐蚀由慢到快的顺序为⑥③①②④⑤：⑥中Fe为电解池阴极，防护效果最好，腐蚀最慢；③中Fe为原电池正极，被保护，腐蚀速率次之；①是铁的化学腐蚀，速率更快；②中Fe为原电池负极，Fe和Sn活泼性差较小，腐蚀速率比①快；④中Fe是原电池负极，Fe和Cu活泼性差大于Fe和Sn，腐蚀速率比②快；⑤中Fe为电解池阳极，腐蚀速率最快；故选A。 【变式2-1】（25-26高一下·江苏连云港·期中）钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是 A．铁为电池负极，X离子为Fe2+ B．正极反应式为Fe-2e-=Fe2+ C．电子由铁流向碳，再经海水流向铁 D．钢铁的腐蚀速率：在河水中>在海水中 【答案】A 【解析】钢铁浸没在海水中，钢铁中的Fe作负极，C作正极，Fe失电子转化为Fe2+，溶液中的氧气在正极得电子生成OH-，据此分析解答。A．Fe失电子转化为Fe2+，即X离子为Fe2+，故A正确；B．溶液中的氧气在正极得电子生成OH-，电极反应为：，故B错误；C．电子不能进入溶液中，故C错误；D．海水中的离子浓度大于河水，海水的导电能力强于河水，则钢铁在海水中腐蚀速率更快，故D错误；故答案选A。 【变式2-2】 （25-26高二上·江苏镇江·阶段检测）在下图所示装置的烧杯中均盛有海水，其中铁被保护的是 A．②③ B．②③④ C．②④ D．①②④ 【答案】C 【解析】装置①为电解池，其中Fe与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，铁被腐蚀；②为电解池，Fe与电源负极相连，作阴极，被保护；③为原电池，Fe与Sn作电极，Fe比Sn活泼，Sn作正极、Fe作负极，Fe失电子发生氧化反应，Fe被腐蚀；④为原电池，Fe与Zn作电极，Zn比Fe活泼，Fe作正极、Zn作负极，Zn失电子发生氧化反应，Fe被保护；其中铁被保护的是②④，故选C。 【变式2-3】（25-26高二上·江苏·阶段检测）回答下列问题： (1)下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 。(填序号) (2)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极转化为，其电极反应式为 。 (3)铅蓄电池是最常见的二次电池，电解质溶液为稀硫酸，放电时该电池的总反应式为。放电时，电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过时，理论上负极板的质量增加 g。电池的负极在充电时应接外接电源的 极。 (4)铁钉镀铜时，铁钉作阴极，铜作阳极，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，电解质溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)，若电解一段时间后将电源正负极反接，则铁钉 (填“能”或“不能”)复原。 (5)足量的纳米铁粉酸性废水中反应，若反应无气体产生、其离子方程式为 ；研究发现，一定量纳米铁粉处理废水时，若pH偏低将会导致的去除率下降，其原因是 。 【答案】(1)④>②>①>③ (2)+6e—+14H+=2Cr3++7H2O (3) 增大 24 负 (4) 不变 不能 (5) pH低于4.0，纳米铁粉易与氢离子反应放出氢气，被还原的数目减少 【解析】（1）图中所示的各容器中均盛有海水，根据铁的腐蚀速率快慢顺序为：电解池阳极＞原电池负极＞一般腐蚀＞原电池正极＞电解质阴极，①中铁为一般腐蚀，②中铁比Sn活泼，铁做负极，铁失去电子，③中Zn比Fe活泼，Fe做正极被保护，④为电解池，与电源正极相连的为阳极，铁做阳极被腐蚀，因此铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③； （2）Cr3+，Cr化合价降低得电子，结合题目为酸性环境，故电极反应式为+6e—+14H+=2Cr3++7H2O； （3）结合放电时总方程式可知，放电时消耗硫酸，故随着反应进行，电解质溶液中硫酸的浓度减小，电解质溶液的pH增大；当外电路通过时，则硫酸根离子参与负极反应生成硫酸铅，理论上负极板的质量增加；电池的负极在充电时发生还原反应，应接外接电源的负极；故答案为：增大；24；负； （4）在铁钉镀铜过程中，铁钉作阴极（发生还原反应：Cu2++2e-=Cu），铜作阳极(发生氧化反应：Cu=Cu2++2e-)，由于阳极溶解的铜离子量与阴极沉积的铜离子量相等，硫酸铜溶液的浓度保持不变； 电源正负极反接后，铁钉变为阳极，会发生氧化反应(Fe=Fe2++2e-)，导致铁钉溶解和腐蚀；同时铜变为阴极，铜离子还原沉积。但铁钉本身无法恢复原状，因为反接过程会破坏铁钉表面甚至整体结构，无法回到初始状态；故答案为：不变；不能； （5）依题意知，反应无气体产生，则转化为；若pH偏低，则铁与H+易反应生成H2而降低了的去除率。 故答案为：；pH低于4.0，纳米铁粉易与反应放出氢气，被还原的数目减少。 ▌题型03 金属防护的方法 1.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种被普遍采用的防护方法。 ①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。 ②金属保护层：如铁制品上镀铜、锌等。 2.电化学保护法 电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 原电池原理 电解池原理 原理 形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。阳极要定期予以更换 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护 应用实例 一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块 土壤、海水及河水中的金属设备等 示意图 【典例3】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，其装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．该保护法实现了电能全部转化为化学能 B．钢闸门作阳极，与电源的正极相连 C．辅助电极可以使用石墨 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【答案】C 【解析】利用外加电流的阴极保护法减缓海水中钢铁闸门的腐蚀，则钢闸门作阴极，与直流电源负极相连。 A．该保护法可阻止铁失电子，但由于有一部分电能转化为热能等，所以电能不能全部转化为化学能，A不正确；B．由分析可知，钢闸门作阴极，与电源的负极相连，B不正确；C．辅助电极作阳极，应具有不溶性，而石墨是不溶性的惰性电极，所以可使用石墨作辅助电极，C正确；D．海水中含有大量的电解质，导电性比河水强，钢铁在海水中更容易形成原电池，所以钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D不正确；故选C。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）下列有关原电池、电解、电镀和电化学腐蚀的说法中，正确的是 A．图a装置是原电池，可以实现化学能转化为电能 B．图b装置电解片刻后，溶液的酸性增强 C．图c装置可以防止铁钉生锈 D．图d中在轮船铁质外壳吃水线以下镶嵌铜块可减缓船体的腐蚀速率 【答案】B 【解析】A．图a中铜直接与硝酸银溶液接触发生反应，电子不经过外电路，无法形成有效原电池，不能实现化学能向电能的转化，A错误；B．图b中石墨为惰性阳极，电解硫酸铜溶液的总反应为，反应生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，酸性增强，B正确；C．图c中铁钉连接电源正极，作电解池的阳极，发生反应，会加速铁钉腐蚀，不能起到防生锈作用，C错误；D．铁的金属活泼性强于铜，船体镶嵌铜块时，铁作原电池负极，会加快船体的腐蚀速率，D错误；故答案选B。 【变式3-2】（25-26高二上·江苏南通·期中）利用如下图装置完成电化学实验。下列说法不正确的是 A．若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加 D．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于M处，可观察到X极处冒气泡 【答案】D 【解析】A．开关K置于M处时形成原电池，活泼性强于，作负极被腐蚀，作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，A正确；B．开关K置于N处时形成电解池，铁与负极相连作阴极，铜为阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，Y为硫酸铜溶液，铜离子在铁极得到电子发生还原反应生成铜，可用于铁表面镀铜，B正确；C．开关K置于M处，为原电池，铁比铜活泼，铁作负极，电子由铁经导线流向铜，铜棒上铜离子得电子生成铜单质，质量增加，C正确；D．开关K置于M处，X为碳棒，Y为氯化钠溶液，形成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，X极为正极，电极反应为，无气泡生成，D错误；故选D。 【变式3-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法不正确的是 A．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 B．图1、图2中钢闸门上均主要发生了还原反应 C．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子，被氧化损耗 D．图1是牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法 【答案】C 【解析】A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极失去电子被氧化，钢闸门为负极，为电子输入的一端；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，闸门为阴极，为电子输入的一端，故A正确；B．图1、图2中钢闸门分别为正极、阴极，其上均主要发生了还原反应，故B正确；C．图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，故C错误；D．图1为牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法，故D正确；故选C。 ▌题型04 金属腐蚀现象与实验探究 1．实验探究1(如图所示) (1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，右试管中现象是有气泡冒出。 (2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，右试管中现象是导管内液面上升。 2．实验探究2 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 生铁片发生吸氧腐蚀，中心区域的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，边缘处的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，交界处发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。 【典例4】（25-26高二上·江苏南京·期末）探究铁的电化学腐蚀实验如下：向饱和NaCl溶液中加入溶液和酚酞，将铜片紧密覆盖在铁片上，向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液，可能的原理如题图所示。下列说法正确的是 A．铁片上发生氧化反应，出现蓝色沉淀 B．铜片上的溶液变为红色，电极反应式为 C．用锌片代替铜片，保持其它操作不变，观察到的现象相同 D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，观察到的现象相同 【答案】A 【解析】该装置为吸氧腐蚀，装置中铁发生吸氧腐蚀，铁片为负极，负极上铁失电子生成，与溶液反应生成蓝色沉淀；铜片为正极，正极上氧气得电子生成。A．铁电极为负极，铁失电子生成，与溶液反应生成蓝色沉淀，A正确；B．铜片为正极，正极上氧气得电子生成，电极反应为，B错误；C．用锌片代替铜片，锌片为负极，Zn失电子生成，发生氧化反应，电极反应为，无亚铁离子生成，不能生成蓝色沉淀，现象不同，C错误；D．用盐酸代替NaCl溶液，保持其它操作不变，铜片仍为正极，正极上是得电子生成，与NaCl溶液做电解质溶液时的现象不同，D错误； 故选A。 【变式4-1】（25-26高二上·江苏淮安·阶段检测）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法不正确的是 A．该装置构成了原电池 B．铁腐蚀过程中化学能转化为电能 C．活性炭在该装置中作为正极 D．负极电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- 【答案】D 【解析】A．铁粉、活性炭和NaCl电解质溶液满足原电池构成条件，该装置构成原电池，A正确；B．铁腐蚀过程发生原电池反应，将化学能转化为电能，B正确；C．铁的活泼性强于碳，该原电池中活性炭作正极，C正确；D．给出的电极反应是吸氧腐蚀的正极反应，负极是Fe失电子生成，反应式为，D错误；故选D。 【变式4-2】 （25-26高三上·江苏南京·阶段检测）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下： 下列说法不正确的是 A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极方程式为：Cu+Cl--e-=CuCl B．青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大 C．青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的方程式为：Cu2O+HCl+2H2O = Cu2(OH)3Cl+H2↑ D．青铜器修复时可用一定浓度的碳酸钠溶液浸泡一段时间，将“有害锈”转化为“无害锈” 【答案】C 【解析】A．青铜锈蚀I过程属于电化学腐蚀，在负极失去电子生成，电极反应方程式为：，A正确；B．青铜锈蚀I过程发生电极反应：，浓度越大，腐蚀趋势越大，B正确；C．青铜锈蚀Ⅲ过程中，中为价，产物中为价，铜元素化合价升高，需要氧化剂；但氧化性弱于，不能氧化价，实际氧化剂是，化学方程式为：，C错误；D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，可使转化为结构致密的，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，将“有害锈”转化为“无害锈”，D正确；故答案选C。 【变式4-3】（25-26高二上·江苏·阶段检测）室温下，实验小组利用如图1装置探究钢铁的电化学腐蚀，测定结果如图2所示。下列说法错误的是 A．钢铁电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+ B．0~200 s，pH、压强增大，可能原因是溶液中H+转化为H2 C．400~600 s，正极发生的主要电极反应式为O2 +4H+-4e-=2H2O D．由实验可知，钢铁的电化学腐蚀类型与电解质溶液的pH有关 【答案】C 【解析】A．钢铁电化学腐蚀中，铁作为负极失去电子生成Fe2+，负极反应式为，A正确；B．0~200 s，初始溶液含少量稀盐酸呈酸性，可能发生析氢腐蚀，正极H+得电子生成H2，H+浓度减小使pH增大，生成H2气体导致压强增大，B正确；C．正极反应为得电子的还原反应，400~600 s时溶液酸性减弱，主要发生吸氧腐蚀，正极正确反应应为，C错误；D．实验初始酸性条件可能发生析氢腐蚀，后期pH升高可能发生吸氧腐蚀，说明腐蚀类型与电解质溶液pH有关，D正确；故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属腐蚀的分类 原电池 无 有 氧化 电化学腐蚀 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 【典例1】D 【变式1-1】D 【变式1-2】A 【变式1-3】B 题型02 金属腐蚀快慢的比较 电解 原电池 化学 快 快 【典例2】A 【变式2-1】A 【变式2-2】C 【变式2-3】(1)④>②>①>③ (2)+6e—+14H+=2Cr3++7H2O (3) 增大 24 负 (4) 不变 不能 (5) pH低于4.0，纳米铁粉易与氢离子反应放出氢气，被还原的数目减少 题型03 金属防护的方法 空气 水 牺牲阳极的阴极保护 外加电流的阴极保护 【典例3】C 【变式3-1】B 【变式3-2】D 【变式3-3】C 题型04 金属腐蚀现象与实验探究 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 红 蓝 Fe－2e－===Fe2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 【典例4】A 【变式4-1】D 【变式4-2】C 【变式4-3】C 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $