专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护（学习讲义）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理学生用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦金属的腐蚀与防护核心知识点，先阐述金属电化学腐蚀的本质及危害，再对比化学腐蚀与电化学腐蚀的差异，细化吸氧腐蚀与析氢腐蚀的条件及反应原理，最后系统介绍覆盖保护层、电化学防护、改变金属组成结构等防护措施，构建从原理到应用的完整学习支架。 资料设计突出科学思维与科学探究，通过对比表格明晰腐蚀类型差异，实验探究（如铁粉与炭粉混合物腐蚀压强变化）培养实证分析能力，习题结合虎门大桥钢筋腐蚀等实例强化科学态度。课中辅助教师高效授课，课后通过对点训练与随堂演练帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第三单元　金属的腐蚀与防护 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 2.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 知识点一　金属的腐蚀 1.金属腐蚀 2.化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 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 腐蚀对象 金属 较活泼金属 联系 二者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 3.吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁的腐蚀为例） 类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 钢铁表面凝结一层溶有O2的水膜，它与碳和铁形成原电池 钢铁表面水膜的酸性较强 正极反应 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　 负极反应 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 总反应　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 其他反应 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，Fe（OH）3脱去一部分水生成Fe2O3•nH2O，Fe2O3•nH2O是铁锈的主要成分 随着H2的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe（OH）2，Fe（OH）2与空气中的O2生成Fe（OH）3，进而形成铁锈 实验装置 实验步骤 按图组装好仪器，几分钟后，打开止水夹 【交流讨论】 1.两个实验的现象有何差异？ 2.产生差异的原因是什么？ 1.（人教版习题改编）下列说法中，错误的是（　　） A．铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈 B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈 C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 D．生铁（铁碳合金）比纯铁更易发生腐蚀 2.某研究小组利用图1装置探究铁粉腐蚀原理。挤压胶头滴管将醋酸滴入铁粉与炭粉的均匀混合物中，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。 下列说法正确的是（　　） A．铁粉发生反应：Fe－3e－Fe3＋ B．铁粉一定是先发生了析氢腐蚀，后发生了吸氧腐蚀 C．由t2时容器中的压强可判断反应后期铁发生了吸氧腐蚀 D．为确定O~t1时段的腐蚀类型，可用N2代替图1锥形瓶中的空气，进行对比实验 知识点二　金属的防护 1.防止金属锈蚀最常用的方法——在金属表面覆盖保护层 （1）涂层保护：如涂油、油漆或覆盖塑料等。 （2）镀层保护：在金属表面镀上一层不活泼金属。 （3）氧化膜保护：通过化学方法使金属表面生成一层致密的氧化膜。 2.电化学防护法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 　　　　原理 　　　　原理 原理 形成原电池时，被保护金属作　　极（正极）；更活泼的金属作　　极（负极）参加反应 被保护金属与电源的　　极相连，作　　极；另一惰性材料与电源的　　极相连，作　　极 优缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能 应用 保护一些钢铁设备，如石油管道、海轮外壳等 保护土壤、海水及河水中的金属设备 图示 【教材挖掘】 　教材介绍了防止金属腐蚀的两种电化学保护法。轮船的外壳装有镁合金或锌块，其作用是什么？应用了哪种保护方法？ 3.改变金属的组成或结构 （1）原理：物质的结构决定了物质的性质，采取一定的措施可以使金属的组成或内部结构发生一定的变化，提高抗腐蚀能力。 （2）应用：在金属中添加其他元素制成耐蚀合金。如在铁中加入一定量的镍、铬等金属可制成不锈钢。 1.已知Fe2＋与K3［Fe（CN）6］（铁氰化钾）溶液反应生成带有特征蓝色的KFe［Fe（CN）6］沉淀。如图装置反应一段时间后，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴　　　　　色　　　　　溶液，观察实验现象。 实验装置 电流表 阳极（负极区） 阴极（正极区） 现象 指针　　　 Zn溶解 有　　产生，试管中　　蓝色沉淀生成 有关反应 — 　　 　 　 　 　 　　 结论 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀 2.当马口铁（镀锡）和白铁皮（镀锌）上的金属镀层损坏时，铁不容易被腐蚀的是　　 　　，其原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.（鲁科版习题）结合图示判断，下列叙述中正确的是（　　） A．a和b中正极均被保护 B．a和b中负极反应均是Fe－2e－Fe2＋ C．a和b中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－4OH－ D．a和b中Na＋均向铁电极方向移动 2.下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是（　　） A．图甲、乙中钢闸门均为电子输入的一端 B．图甲、乙中钢闸门上均主要发生反应：2H＋＋2e－H2↑ C．图甲是外加电流的阴极保护法，图乙是牺牲阳极的阴极保护法 D．金属腐蚀对人类只有害处没有益处 能力培养　金属腐蚀类型的判断方法 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（　　） A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质 C．在电工操作中，铜导线和铁线不能放在一起使用 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀 规律方法 （1）根据是否发生原电池反应来判断 发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。 （2）根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断 位于金属活动性顺序中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。 【迁移应用】 1.在如图所示装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列描述正确的是（　　） A．生铁块中的碳是原电池的负极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应为Fe－3e－Fe3＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 2.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如表。 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 Fe 下列说法错误的是（　　） A．当pH＜4时，碳钢主要发生析氢腐蚀 B．当pH＞6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．当pH＞14时，正极反应式：O2＋4H＋＋4e－2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减小 1.虎门大桥出现桥面抖动现象，专家对桥墩的主体钢筋进行了全面检测，并确定了其安全性。以下说法正确的是（　　） A．桥墩钢筋容易发生化学腐蚀 B．在海面与空气交界处的钢铁，比海底的钢铁更容易被腐蚀 C．可以在桥墩钢筋上嵌附铜片，减慢钢筋腐蚀速率 D．将桥墩钢筋与外接电源负极相连的保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法 2.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正确的是（　　） A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－Fe3＋ B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D．以Na2SO4溶液代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 3.埋在地下的钢管道可以用如图所示的方法进行电化学保护，下列说法中正确的是（　　） A．该方法是将化学能转化成了电能 B．在此装置中钢管道作负极 C．该方法称为外加电流的阴极保护法 D．镁块上发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－4OH－ 4.我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。 （1）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。 ①腐蚀过程中，负极是　　　　（填图中字母“a”“b”或“c”）； ②环境中的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］，其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　； ③若生成4.29 g Cu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为　　　　L（标准状况）。 完成课后作业　专题1　第三单元 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元　金属的腐蚀与防护 知识点一 1.氧化　析氢　吸氧　3.O2＋2H2O＋4e－4OH－　2H＋＋2e－H2↑　2Fe－4e－2Fe2＋　Fe－2e－Fe2＋　2Fe＋O2＋2H2O2Fe（OH）2　Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑ 探究活动 交流讨论 1.提示：两支具支试管中都有红褐色铁锈产生。a装置中的导管内红墨水水柱上升，水柱液面高于小试管中的液面，甚至有少量红墨水流到a装置的具支试管中。b装置中的导管内红墨水水柱下降，水柱液面低于小试管中的液面，甚至有少量气泡从导管口冒出。 2.提示：a装置的具支试管中气体压强减小，b装置的具支试管中气体压强增大，这是铁在两种不同的条件下发生不同的电化学腐蚀而引起的。 对点训练 1.C　钢柱在水中发生吸氧腐蚀，水的交界处的氧气浓度大于水下氧气浓度，更易发生吸氧腐蚀，更易生锈，C错误。 2.C　Fe单质发生腐蚀过程中生成Fe2＋，A项错误；将胶头滴管内醋酸滴入铁粉与炭粉的均匀混合物中，O～t1时段装置内压强逐渐增大，说明铁与醋酸反应产生了H2，可能发生了化学腐蚀，也可能是析氢腐蚀，t1之后容器内压强减小，说明装置内气体分子数目减小，氧气被消耗，发生吸氧腐蚀，B项错误；t2时容器内压强明显小于起始压强，说明容器内气体分子数减小，即铁发生了吸氧腐蚀，C项正确；O～t1时段的腐蚀类型可能是铁与醋酸直接接触的化学腐蚀，也可能是醋酸与炭粉接触从而引发的析氢腐蚀，两种腐蚀均与锥形瓶内是否含有空气无关，因此使用N2替换图1锥形瓶中的空气无法判断其腐蚀类型，D项错误。 知识点二 2.原电池　电解池　阴　阳　负　阴　正　阳 教材挖掘 提示：保护船体不被海水腐蚀，应用了牺牲阳极的阴极保护法。 探究活动 1.提示：黄　K3[Fe（CN）6]　偏转　气泡　无　Zn－2e－Zn2＋　2H＋＋2e－H2↑ 2.提示：白铁皮。金属镀层损坏时，镀层金属和铁在潮湿的空气中形成原电池，白铁皮中铁作正极被保护，马口铁中铁作负极加速腐蚀。 对点训练 1.A　题给装置a、b都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，A正确；a中的负极反应式为Zn－2e－Zn2＋，而b中负极是铁，反应式为Fe－2e－Fe2＋，B错误；a溶液显中性，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，而b溶液显酸性，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，C错误；原电池中阳离子定向移动到正极，a中Na＋向铁电极方向移动，b中Na＋向铜电极方向移动，D错误。 2.A　钢闸门被保护，为电子输入的一端，A正确；图甲是原电池，是牺牲阳极的阴极保护法，O2在钢闸门上得电子：O2＋2H2O＋4e－4OH－，图乙是外加电流的阴极保护法，H2O在钢闸门上得电子：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，B、C错误；金属腐蚀对人类也有益处，如制备暖宝宝、用牺牲阳极的阴极保护法保护轮船等，D错误。 能力培养 【典例】　提示：埋在潮湿土壤里的铁管更易形成原电池而被腐蚀，A不符合题意；纯银久置表面变黑是由于金属银和空气中少量的H2S等发生反应，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B符合题意；铜导线和铁线放在一起使用容易形成原电池而发生腐蚀，C不符合题意；镀银的铁制品，镀层部分受损后，易形成铁银原电池，使铁被腐蚀，D不符合题意。 迁移应用 1.D　铁、碳及电解质溶液形成原电池，Fe作负极，发生氧化反应：Fe－2e－Fe2＋，碳作正极，食盐水是中性溶液，在a中发生吸氧腐蚀，消耗O2，a中压强减小；NH4Cl溶液呈酸性，Fe在b中发生析氢腐蚀，产生H2，b中压强增大，红墨水柱液面变为左高右低。 2.C　在pH＜4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－H2↑，A正确；在pH＞6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，B正确；在pH＞14的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，C错误；在煮沸除氧气后的碱性溶液中，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小，D正确。 【随堂演练】 1.B　钢铁在自然界中易发生电化学腐蚀，A项错误；在海面与空气交界处溶解的氧气比海底多，所以在海面与空气交界处的钢铁更易形成原电池发生吸氧腐蚀，B项正确；Fe、Cu形成原电池时，Fe的活泼性大于Cu的活泼性，Fe作负极被腐蚀，所以在桥墩钢筋上嵌附铜片不能减慢钢筋腐蚀速率，C项错误；将桥墩钢筋与外接电源负极相连构成电解池，钢筋作阴极被保护，该保护方法是外加电流的阴极保护法，D项错误。 2.C　该装置中发生吸氧腐蚀，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，A错误；铁腐蚀过程中会放热，还存在化学能转化为热能的变化，B错误；用Na2SO4代替NaCl溶液，溶液呈中性，Fe仍然发生吸氧腐蚀，D错误。 3.A　构成的原电池中，是将化学能转化成了电能，A正确；根据题图可知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，B、C错误；镁块作负极，电极反应为Mg－2e－＋2OH－Mg（OH）2，D错误。 4.（1）Ag2O＋2CuCl2AgCl＋Cu2O （2）①c　②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－Cu2（OH）3Cl↓ ③0.448 解析：（1）复分解反应中各元素化合价均不变。（2）①铜作负极失电子，产物是Cu2＋；③4.29 g Cu2（OH）3Cl中含有0.04 mol Cu2＋，Cu－2e－Cu2＋，则转移0.08 mol电子，需耗氧0.02 mol，标准状况下体积为0.448 L。 学科网（北京）股份有限公司 $