4.3 金属的腐蚀与防护（5大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学人教版选择性必修1

可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破举一反三） 题型01金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 E 典例精析 【典例1】A 举一反三 【变式1-1】A 【变式1-2】D 【变式1-3】C 题型02析氢腐蚀和吸氧腐蚀 典例精析 【典例2】B 举一反三 【变式2-1】D 【变式2-2】B 【变式2-3】D 题型3实验探究电化学腐蚀 典例精析 【典例3】A 举一反三 【变式3-1】A 【变式3-2】A 【变式3-3】B 题型04金属的防护 典例精析 【典例4】C 1/2 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 举一反三 【变式4-1】B 【变式4-2】D 【变式4-3】D 题型05金属腐蚀的快慢比较 典例精析 【典例5】D 举一反三 【变式5-1】B 【变式5-2】D 【变式5-3】B 2/2 第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 题型03 实验探究电化学腐蚀 题型04 金属的防护 题型05 金属腐蚀的快慢比较 ▌题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 1.概念 金属或合金与周围的　　　　　发生　　　　反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子　　电子变为阳离子，金属发生　　反应。 2.金属腐蚀的分类 根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： （1）化学腐蚀： ①含义：金属直接发生　　　　而引起的腐蚀。 ②条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等；非电解质液体，如石油。 （2）电化学腐蚀： ①含义：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生　　　　　，比较活泼的金属发生　　　　而被腐蚀。 ②条件：接触到电解质溶液。 3.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 现象 　　　　　 　　　　　　　　 区别 　　　　　 　　　　　　　 实质与 联系 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【典例1】（25-26高二上·广东深圳·期末）从生活看化学，下列常见现象涉及的相关化学知识表述不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 输油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 发生了电化学腐蚀 B 冬天使用的一次性贴片式暖宝宝 发生了能量变化，也伴随有物质变化 C 使用含氟牙膏可有效预防蛀牙 使难溶的转化为更难溶的 D 部分疫苗需要冰箱保存 温度越低，反应速率越慢 【变式1-1】（25-26高二上·广东汕尾·期末）劳动创造未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 家务劳动：用醋酸清洗烧水壶中的水垢 醋酸是弱电解质 B 实践活动：用泡沫灭火器演示如何灭火 与在溶液中互促水解 C 帮厨活动：将洗净的铸铁刀具擦干后放置 铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀 D 自主探究：用碘酒检验淘米水中是否含有淀粉 淀粉遇碘单质变蓝 【变式1-2】（25-26高二上·广东广州·期末）下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗 B．镀锡铁皮的镀层部分破坏后铁板也不会被腐蚀 C．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： D．海水中钢闸门用外加电流法对其进行保护，钢闸门连接电源负极 【变式1-3】（25-26高二上·广东深圳·期末）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，边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．尘粒覆盖的中心部分做负极 B．空气中含有会加快腐蚀 C．尘粒边缘区的反应为 D．对此类腐蚀可采用表面镀锡进行防护，原理是在金属表面覆盖保护层 ▌题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 钢铁的电化学腐蚀分为：　　　　和　　　　 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较　 水膜酸性　　　　　　 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 　　 　 　 　　 　 总反应 　 　 　　 　 　 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下： 　 　 　 　 　 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】（25-26高二下·广东深圳·期末）深中通道极大地缓解了珠三角地区的交通压力，其建设过程展示了我国强大的基建能力和科研能力。下列说法错误的是 A．钢管桥墩在海水中容易发生吸氧腐蚀 B．桥塔上的悬吊钢索在潮湿空气中发生腐蚀时，其中Fe作正极 C．悬吊钢索表面涂上富锌漆，能更好保护钢索 D．钢管桥墩采用外加电流法防腐，钢管桥墩接电源的负极 【变式2-1】化学是一门以实验为基础的学科，下列叙述与其图示相符合的是 A．测定未知NaOH溶液的浓度 B．探究析氢腐蚀 C．铁片上镀铜 D．探究温度对化学反应快慢的影响 【变式2-2】（25-26高二上·广东中山·期末）下列实验装置图的说明或应用描述中不正确的是 A．装置为将设计成原电池 B．装置利用电解原理可制备金属钠 C．装置为铅酸电池放电后可再次充电 D．装置可用于验证铁钉的吸氧腐蚀 【变式2-3】下列有关实验方案设计、现象和结论正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 将打磨过的铁铜合金放在氨水中一段时间 溶液变为深蓝色 铜在氨水中可能发生析氢腐蚀 B 向溶液加入5mL0.1mol/LNaOH溶液中，再滴加几滴溶液 白色沉淀变为蓝色沉淀 C 测定的和溶液的 前者较大 酸性： D 将和固体混合并用玻璃棒快速搅拌 有刺激性气味的气体产生，并伴随降温 该反应能发生的主要原因是熵增 ▌题型03 实验探究电化学腐蚀 电化学腐蚀的实验探究 实验装置 实验一 实验二 实验步骤 实验一：将经过酸洗涤除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入实验一图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。 实验二：取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1-2滴硫酸铜溶液，再观察现象。实验二图。解释引起这种变化的原因。 实验现象 实验一：几分钟后，导管末端的水柱液面　　，铁钉表面有锈迹产生 实验二：滴有硫酸铜溶液的试管中产生气泡的速率　 实验结论 ①铁钉在中性的食盐水溶液中易发生　　腐蚀； ②电化腐蚀比化学腐蚀　 【典例3】（25-26高二下·广东惠州·期中）下列实验操作、装置(部分夹持装置略)和现象都正确的是 A．钠在分界面处跳动，试管内有白色沉淀生成 B．浓氨水与浓硫酸反应，产生大量白烟 C．铁钉生锈，右侧导管口有气泡产生 D．钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体 【变式3-1】（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）掌握化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列装置正确且能达到实验目的的是 A．图1验证铁钉的吸氧腐蚀 B．图2验证与发生可逆反应 C．图3测定溶液浓度 D．图4验证酸碱中和反应为放热反应 【变式3-2】下列实验能达到实验目的的是 A．图甲可以探究钢铁发生吸氧腐蚀的原理 B．图乙可以用滴定法测量溶液的物质的量浓度 C．图丙可以进行酸碱反应速率和热的测定 D．图丁可以探究浓度对反应速率的影响 【变式3-3】实验是学习化学的重要途径。下列所示装置和操作能达到实验目的的是 A．测定锌与稀硫酸的反应速率 B．探究铁的吸氧腐蚀 C．用盐酸标准溶液滴定NaOH溶液 D．测定中和反应的反应热 ▌题型04 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：被保护的金属作　　，活泼性更强的金属作　　。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 （2）外加电流法 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【典例4】（25-26高二上·广东汕尾·期末）化学与社会、生产及生活密切相关。下列说法正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度变化 B．镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀快 C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济” D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将化学能转化为电能 【变式4-1】（25-26高二上·广东汕头·期末）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 工业劳作：向工业废水中加入FeS除去废水中的 FeS水解显碱性 B 环保活动：用作净水剂 水解形成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物 C 学农活动：向盐碱地(含、)洒石膏进行处理 能与发生复分解反应 D 学工活动：将铝制品电解氧化形成保护膜 铝制品与电源负极相连能够受保护 【变式4-2】下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是 A．用图甲装置可在铁件上镀铜 B．用图乙装置可证明活泼性： C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施 D．用图丁装置不利于最大限度地实现化学能向电能的转化 【变式4-3】下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．在铁制品上镀铜 B．测定化学反应速率 C．测定盐酸的pH D．探究牺牲阳极法 ▌题型05 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的比较 1.在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的　　＞原电池的　　＞化学腐蚀＞原电池的　　＞电解池的　　。 2.在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀； 金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越　。 【典例5】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。对海水中钢闸门的防腐措施如图。下列说法正确的是 A．辅助阳极材料自身失去电子 B．钢闸门表面腐蚀电流为零时，阳极上不发生化学反应 C．钢闸门不被保护时，越靠近底端腐蚀越严重 D．外加电压改变时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH- 【变式5-1】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。下列说法不正确的是 A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 C．图甲的防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 【变式5-2】下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C．图中，开关由改置于时，合金的腐蚀速率减小 D．图中，采用的保护法为牺牲阳极法，镁块相当于原电池的负极 【变式5-3】下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述 Ⅱ A 当镀层破损时，马口铁(镀锡钢板)比白铁皮(镀锌钢板)更难被腐蚀 用牺牲阳极法防止金属腐蚀 B 冠醚可用于识别碱金属离子 不同空穴大小的冠醚可与不同的碱金属离子形成超分子 C 酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越小，O-H键极性越弱 D 向溴乙烷水解后的上层溶液中，滴入几滴AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成 溴乙烷中存在溴离子 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 题型03 实验探究电化学腐蚀 题型04 金属的防护 题型05 金属腐蚀的快慢比较 ▌题型01 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 1.概念 金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 2.金属腐蚀的分类 根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： （1）化学腐蚀： ①含义：金属直接发生化学反应而引起的腐蚀。 ②条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等；非电解质液体，如石油。 （2）电化学腐蚀： ①含义：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 ②条件：接触到电解质溶液。 3.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的物质直接反应 不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应 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 【典例1】（25-26高二上·广东深圳·期末）从生活看化学，下列常见现象涉及的相关化学知识表述不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 输油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 发生了电化学腐蚀 B 冬天使用的一次性贴片式暖宝宝 发生了能量变化，也伴随有物质变化 C 使用含氟牙膏可有效预防蛀牙 使难溶的转化为更难溶的 D 部分疫苗需要冰箱保存 温度越低，反应速率越慢 【答案】A 【解析】A．钢管中的铁与原油中的含硫化合物直接发生化学反应而被腐蚀，属于化学腐蚀，A错误； B．一次性贴片式暖宝宝中的铁粉与空气中的氧气反应，生成新物质并放出热量，因此既发生了物质变化，也发生了能量变化，B正确； C．含氟牙膏中的能使牙齿表面的转化为更难溶的，增强牙齿抵抗侵蚀的能力，从而有效预防蛀牙，C正确； D．降低温度能减慢化学反应速率，部分疫苗保存在冰箱中可减慢其变质速率，D正确； 故选A。 【变式1-1】（25-26高二上·广东汕尾·期末）劳动创造未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 家务劳动：用醋酸清洗烧水壶中的水垢 醋酸是弱电解质 B 实践活动：用泡沫灭火器演示如何灭火 与在溶液中互促水解 C 帮厨活动：将洗净的铸铁刀具擦干后放置 铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀 D 自主探究：用碘酒检验淘米水中是否含有淀粉 淀粉遇碘单质变蓝 【答案】A 【解析】A.用醋酸清洗烧水壶中的水垢是因为醋酸的酸性强于碳酸，能与水垢的主要成分碳酸钙反应生成溶于水的醋酸钙，从而达到清除水垢的目的，用醋酸清洗烧水壶中的水垢与醋酸是弱电解质无关，故选A； B.泡沫灭火器所用灭火剂中的铝离子与碳酸氢根离子在溶液中互促水解，生成氢氧化铝、二氧化碳和水，二者有关联，故不选B； C.铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，铸铁刀具洗净后需擦干防腐，二者有关联，故不选C； D.淀粉遇碘单质会变蓝，可以用碘酒检验淘米水中是否含有淀粉，二者有关联，故不选D； 选A。 【变式1-2】（25-26高二上·广东广州·期末）下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗 B．镀锡铁皮的镀层部分破坏后铁板也不会被腐蚀 C．酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应： D．海水中钢闸门用外加电流法对其进行保护，钢闸门连接电源负极 【答案】D 【解析】A．纯银器表面变暗是银与空气中含硫物质直接反应生成黑色，属于化学腐蚀，无原电池形成，不是电化学腐蚀，A错误； B．镀锡铁皮镀层破损后，铁比锡活泼，铁、锡和表面电解质溶液构成原电池，铁作负极被腐蚀，腐蚀速率加快，B错误； C．酸性环境中铁发生析氢腐蚀时，负极铁失去电子生成，正确负极反应为，选项产物及电子转移数错误，C错误； D．外加电流法利用电解原理，被保护的钢闸门连接电源负极作阴极，电源向其提供电子抑制铁失电子，可防止腐蚀，D正确； 故答案选D。 【变式1-3】（25-26高二上·广东深圳·期末）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，边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．尘粒覆盖的中心部分做负极 B．空气中含有会加快腐蚀 C．尘粒边缘区的反应为 D．对此类腐蚀可采用表面镀锡进行防护，原理是在金属表面覆盖保护层 【答案】C 【解析】A．尘粒覆盖中心供氧较少，在此处失电子发生氧化反应，作负极，A正确； B．、溶于水会使薄水层酸性增强、导电性提升，可加快腐蚀速率，B正确； C．尘粒边缘含量高，发生吸氧腐蚀的正极反应：，C错误； D．镀锡可在铁制品表面形成隔绝水和氧气的保护层，属于覆盖保护层的防护方法，D正确； 故选C。 ▌题型02 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 钢铁的电化学腐蚀分为：析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】（25-26高二下·广东深圳·期末）深中通道极大地缓解了珠三角地区的交通压力，其建设过程展示了我国强大的基建能力和科研能力。下列说法错误的是 A．钢管桥墩在海水中容易发生吸氧腐蚀 B．桥塔上的悬吊钢索在潮湿空气中发生腐蚀时，其中Fe作正极 C．悬吊钢索表面涂上富锌漆，能更好保护钢索 D．钢管桥墩采用外加电流法防腐，钢管桥墩接电源的负极 【答案】B 【解析】A．海水呈弱碱性/中性，钢管桥墩在该环境中易发生吸氧腐蚀，A正确； B．悬吊钢索主要成分为铁合金，潮湿空气中发生电化学腐蚀时，Fe失电子发生氧化反应，作负极，B错误； C．锌的金属活动性强于铁，富锌漆破损后形成原电池时Zn作负极被消耗，可保护作为正极的钢索，C正确； D．外加电流法防腐时，被保护的金属作阴极，需接电源负极，D正确； 故答案为B。 【变式2-1】化学是一门以实验为基础的学科，下列叙述与其图示相符合的是 A．测定未知NaOH溶液的浓度 B．探究析氢腐蚀 C．铁片上镀铜 D．探究温度对化学反应快慢的影响 【答案】D 【解析】A．图中用胶头滴管滴加标准盐酸，无法准确量取所加标准液的体积；测定氢氧化钠溶液浓度时，应准确量取待测液置于锥形瓶中并加入几滴酚酞溶液，用酸式滴定管滴加标准盐酸至终点并读取标准液用量，A错误； B．图中铜粉与稀硫酸不反应，不能产生氢气，也未形成铁或钢铁在酸性介质中的腐蚀体系；探究析氢腐蚀时，应以铁或钢铁为研究对象，使其处于酸性介质中并根据氢气生成情况进行判断，B错误； C．图中铜接电源正极、铁接负极，但电解液为足量硝酸银溶液，铁片表面银离子优先放电，阴极反应为，实际镀上银；要在铁片上镀铜，应保持铁片接负极、铜片接正极，并将电解液换为含铜离子的可溶性铜盐溶液，阴极反应为，C错误； D．两支试管中加入等体积、等浓度的过氧化氢溶液，容器相同，只改变水浴温度，可根据单位时间内产生气泡的快慢比较反应速率；反应为，D正确； 故选D。 【变式2-2】（25-26高二上·广东中山·期末）下列实验装置图的说明或应用描述中不正确的是 A．装置为将设计成原电池 B．装置利用电解原理可制备金属钠 C．装置为铅酸电池放电后可再次充电 D．装置可用于验证铁钉的吸氧腐蚀 【答案】B 【解析】A．装置中Zn为负极、Cu为正极，分别置于ZnSO4和CuSO4溶液中，通过盐桥形成闭合回路，总反应为，符合原电池构成，A正确； B．制备金属钠需电解熔融NaCl，而装置中为饱和食盐水，电解时阴极生成H2而非Na，B错误； C．铅酸电池为二次电池，放电后生成的PbSO4可通过充电转化为Pb和PbO2，能再次充电，C正确； D．铁钉在中性食盐水环境中发生吸氧腐蚀，消耗氧气使试管内压强减小，导管中液面上升，可验证吸氧腐蚀，D正确； 故选B。 【变式2-3】下列有关实验方案设计、现象和结论正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 将打磨过的铁铜合金放在氨水中一段时间 溶液变为深蓝色 铜在氨水中可能发生析氢腐蚀 B 向溶液加入5mL0.1mol/LNaOH溶液中，再滴加几滴溶液 白色沉淀变为蓝色沉淀 C 测定的和溶液的 前者较大 酸性： D 将和固体混合并用玻璃棒快速搅拌 有刺激性气味的气体产生，并伴随降温 该反应能发生的主要原因是熵增 【答案】D 【解析】A．铜在碱性氨水中无法发生析氢腐蚀，析氢腐蚀需要酸性环境，且铜活动性较弱无法置换出，溶液呈深蓝色是铜发生吸氧腐蚀后生成四氨合铜离子导致，A错误； B．实验中NaOH过量，加入时铜离子直接与过量反应生成蓝色沉淀，未发生到的沉淀转化，无法比较二者大小，B错误； C．题干未说明两种盐溶液浓度相等，且Na2CO3水解对应的酸为，仅能证明酸性，无法比较H2CO3和CH3COOH的酸性，C错误； D．该反应为吸热反应即，反应能自发进行满足，故，反应发生的主要原因是熵增，D正确； 故选D。 ▌题型03 实验探究电化学腐蚀 电化学腐蚀的实验探究 实验装置 实验一 实验二 实验步骤 实验一：将经过酸洗涤除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入实验一图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。 实验二：取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1-2滴硫酸铜溶液，再观察现象。实验二图。解释引起这种变化的原因。 实验现象 实验一：几分钟后，导管末端的水柱液面上升，铁钉表面有锈迹产生 实验二：滴有硫酸铜溶液的试管中产生气泡的速率快 实验结论 ①铁钉在中性的食盐水溶液中易发生吸氧腐蚀； ②电化腐蚀比化学腐蚀快 【典例3】（25-26高二下·广东惠州·期中）下列实验操作、装置(部分夹持装置略)和现象都正确的是 A．钠在分界面处跳动，试管内有白色沉淀生成 B．浓氨水与浓硫酸反应，产生大量白烟 C．铁钉生锈，右侧导管口有气泡产生 D．钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体 【答案】A 【解析】A．钠的密度介于水和煤油之间，故钠在分界面处跳动，钠与水反应生成NaOH和，NaOH与溶液反应生成白色絮状沉淀，A正确； B．浓硫酸没有挥发性，浓氨水与浓硫酸反应不会产生白烟，B错误； C．食盐水浸泡过的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗试管内的氧气导致试管内压强减小，右侧导管内液面上升，不会有气泡产生，C错误； D．钠的燃烧需要在坩埚中进行，不能用表面皿加热，D错误； 故选A。 【变式3-1】（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）掌握化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列装置正确且能达到实验目的的是 A．图1验证铁钉的吸氧腐蚀 B．图2验证与发生可逆反应 C．图3测定溶液浓度 D．图4验证酸碱中和反应为放热反应 【答案】A 【解析】A．食盐水呈中性，铁钉发生吸氧腐蚀消耗氧气，氧气传感器检测到氧气浓度降低即可验证，A正确； B．等体积等物质的量浓度的和混合时，物质的量为的2倍，过量，反应后仍有剩余，滴加溶液变红无法证明反应具有可逆性，B错误； C．标准溶液具有强氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，不能用碱式滴定管盛放，C错误； D．U形管未密封，无法通过观察液面的变化验证中和反应是否放热，D错误； 故本题答案选A。 【变式3-2】下列实验能达到实验目的的是 A．图甲可以探究钢铁发生吸氧腐蚀的原理 B．图乙可以用滴定法测量溶液的物质的量浓度 C．图丙可以进行酸碱反应速率和热的测定 D．图丁可以探究浓度对反应速率的影响 【答案】A 【解析】A．中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，消耗装置内使压强减小，右侧导管液面上升，可验证吸氧腐蚀原理，A正确； B．FeCl3溶液中Fe3+水解使溶液显酸性，酸性溶液会腐蚀碱式滴定管的橡胶管，不能用图中的碱式滴定管盛装FeCl3标准液；同时KI和FeCl3的反应生成单质碘，锥形瓶中溶液变蓝，无明确的滴定终点突变，仅用淀粉无法准确指示终点，不能完成KI浓度的测定，B错误； C．测定反应热需要环形玻璃搅拌棒保证反应充分、温度均匀，且该装置无计时仪器，无法测定反应速率，C错误； D．与反应无明显现象，无法通过外观变化比较反应速率，不能探究浓度对反应速率的影响，D错误； 故选A。 【变式3-3】实验是学习化学的重要途径。下列所示装置和操作能达到实验目的的是 A．测定锌与稀硫酸的反应速率 B．探究铁的吸氧腐蚀 C．用盐酸标准溶液滴定NaOH溶液 D．测定中和反应的反应热 【答案】B 【解析】A．装置使用长颈漏斗，反应生成的会从长颈漏斗口逸出，无法准确测定生成气体的体积，不能测定锌与稀硫酸的反应速率，A不符合题意； B．中性条件下铁钉发生吸氧腐蚀，消耗试管内使试管内压强减小，右侧导管中液面上升，可观察到明显现象，能达到探究铁的吸氧腐蚀的目的，B符合题意； C．盐酸为酸性溶液，使用酸式滴定管盛装，滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，而非滴定管液面，操作错误，C不符合题意； D．测定中和反应反应热的装置缺少环形玻璃搅拌棒，无法使酸碱充分混合反应，温度测定不准确，不能达到实验目的，D不符合题意； 故选B。 ▌题型04 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 （2）外加电流法 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 【典例4】（25-26高二上·广东汕尾·期末）化学与社会、生产及生活密切相关。下列说法正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度变化 B．镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀快 C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济” D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将化学能转化为电能 【答案】C 【解析】A．水凝结成冰的过程中，水分子由无序排列转化为有序排列，体系的混乱度减小，，A错误； B．金属活动性：锌＞铁＞锡，镀层破损后，镀锡铁板的镀层中形成铁锡原电池，铁作负极，加速了铁的腐蚀；镀锌铁板中锌作负极，铁作正极，保护了铁；故镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀慢，B错误； C．太阳能、风能和氢能等能源不产生二氧化碳，所以利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”，C正确； D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将太阳能转化为电能，D错误。 故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·广东汕头·期末）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 工业劳作：向工业废水中加入FeS除去废水中的 FeS水解显碱性 B 环保活动：用作净水剂 水解形成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物 C 学农活动：向盐碱地(含、)洒石膏进行处理 能与发生复分解反应 D 学工活动：将铝制品电解氧化形成保护膜 铝制品与电源负极相连能够受保护 【答案】B 【解析】A．向工业废水中加入除去，原理是，发生沉淀转化，与水解显碱性无关，A错误； B．作净水剂，是因为水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，可吸附水中悬浮物，B正确； C．石膏的主要成分为，盐碱地洒石膏的反应为与发生复分解反应生成沉淀，降低浓度减弱土壤碱性，与无关，C错误； D．将铝制品电解氧化形成保护膜，需铝制品作阳极失电子发生氧化反应，应与电源正极相连，与电源负极相连时铝作阴极被保护，无法生成氧化膜，D错误； 故答案选B。 【变式4-2】下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是 A．用图甲装置可在铁件上镀铜 B．用图乙装置可证明活泼性： C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施 D．用图丁装置不利于最大限度地实现化学能向电能的转化 【答案】D 【解析】A．镀铜时镀层金属应作阳极接电源正极，待镀铁件作阴极接电源负极，图甲中接电源负极、铁件接正极，无法实现铁件上镀铜，A错误； B．常温下遇浓硝酸发生钝化，该装置中为负极、为正极，无法证明活泼性，B错误； C．牺牲阳极法保护钢铁需要选用活泼性强于的金属作负极，活泼性弱于，形成原电池时作负极被腐蚀，无法实现牺牲电极保护钢铁，C错误； D．图丁装置中直接与溶液接触，会直接发生置换反应，化学能大部分转化为热能，不利于最大限度实现化学能向电能的转化，D正确； 故选D。 【变式4-3】下列实验装置能达到相应实验目的的是 A．在铁制品上镀铜 B．测定化学反应速率 C．测定盐酸的pH D．探究牺牲阳极法 【答案】D 【解析】A．镀铜时镀层金属铜应接电源正极作阳极，待镀铁制品接电源负极作阴极，该装置电极连接颠倒，A错误； B．装置使用长颈漏斗，反应生成的会从长颈漏斗逸出，无法准确测定生成气体的体积，不能测定化学反应速率，B错误； C．测定盐酸时试纸不能湿润，否则会稀释待测盐酸，导致测定的偏大，测量结果不准确，C错误； D．比活泼，形成原电池时作负极（阳极）被腐蚀，作正极（阴极）被保护，可检验是否有生成，若未出现蓝色沉淀则说明未被腐蚀，可探究牺牲阳极法，D正确； 故选D。 ▌题型05 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的比较 1.在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 2.在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀； 金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 【典例5】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。对海水中钢闸门的防腐措施如图。下列说法正确的是 A．辅助阳极材料自身失去电子 B．钢闸门表面腐蚀电流为零时，阳极上不发生化学反应 C．钢闸门不被保护时，越靠近底端腐蚀越严重 D．外加电压改变时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH- 【答案】D 【解析】A．该装置属于外加电流法，是对海水中钢闸门的防腐措施，为了避免阳极的损耗，辅助阳极一般使用惰性电极，自身不失去电子，A错误； B．腐蚀电流为零意味着钢闸门（阴极）的腐蚀反应被完全抑制，但是为了维持电路的闭合，阳极上必须发生氧化反应来提供电子，因此即使钢闸门没有腐蚀，阳极上也必然发生化学反应，B错误； C．钢闸门在海水中主要发生吸氧腐蚀。氧气的浓度越高，腐蚀越严重。海水中，越靠近海面，溶解的氧气越多。因此，钢闸门不被保护时，应该是越靠近海面（上端）腐蚀越严重，C错误； D．钢闸门作为阴极，发生还原反应。在海水中，溶解的氧气可以在阴极表面获得电子，发生还原反应，该反应方程式 ，D正确； 故选D。 【变式5-1】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。下列说法不正确的是 A．图乙所示钢闸门的防腐效果比图甲好 B．图乙中，辅助阳极材料通常选用铜 C．图甲的防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应： 【答案】B 【分析】图甲为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，它作为原电池的负极，失去电子被氧化，钢闸门作为原电池的正极被保护；图乙为外加电流的阴极保护法，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其表面失去电子，钢闸门作为电解池的阴极被保护，据此解题。 【解析】A．图甲是牺牲阳极的阴极保护法，利用较活泼的金属被腐蚀，保护钢闸门，图乙是外加电流的阴极保护法，钢闸门接电源负极，被保护效果更稳定、更好，A正确； B．图乙中，辅助阳极材料若选用铜，铜会在阳极失电子被氧化，无法持续起到辅助阳极的作用，理想的辅助阳极应是惰性材料，如石墨等，只传递电子，自身不被大量消耗，所以辅助阳极材料通常不选用铜，B错误； C．图甲为牺牲阳极的阴极保护法，C正确； D．图乙中，钢闸门接电源负极，为阴极，发生还原反应，当外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的氧气也会竞争放电，故可发生：，D正确； 故答案为B。 【变式5-2】下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C．图中，开关由改置于时，合金的腐蚀速率减小 D．图中，采用的保护法为牺牲阳极法，镁块相当于原电池的负极 【答案】D 【解析】A．插入海水中的铁棒，越靠近底端，海水中氧气的浓度越小，越不易腐蚀，A错误； B．由图可知，铁和铜在酸化的氯化钠溶液中构成原电池，金属铁是负极，失电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子与滴入的铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，B错误； C．由图可知，开关由N改置于M时，铜锌合金为负极，则合金的腐蚀速率加快，C错误； D．由图可知，保护钢铁管道的方法为牺牲阳极的阴极保护法，镁更活泼，镁块相当于原电池的负极，D正确； 故选D。 【变式5-3】下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述 Ⅱ A 当镀层破损时，马口铁(镀锡钢板)比白铁皮(镀锌钢板)更难被腐蚀 用牺牲阳极法防止金属腐蚀 B 冠醚可用于识别碱金属离子 不同空穴大小的冠醚可与不同的碱金属离子形成超分子 C 酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越小，O-H键极性越弱 D 向溴乙烷水解后的上层溶液中，滴入几滴AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成 溴乙烷中存在溴离子 【答案】B 【解析】A．镀锡钢板中，铁的活泼性强于锡，则铁被腐蚀，镀锌钢板中，锌的活泼性强于铁，钢板被保护，则锌被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，陈述Ⅰ错误，故A错误； B．冠醚空腔直径的大小不同，识别粒子直径大小不同的碱金属阳离子，从而形成超分子，故B正确； C．烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱，因此酸性：CH3CH2COOH＜CH3COOH，陈述Ⅱ错误，故C错误； D．溴乙烷水解生成的NaBr电离出 溴离子，与硝酸银生成淡黄色沉淀，则陈述Ⅱ错误，故D错误； 答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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