20202021高中化學(xué)專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案蘇教版選修4經(jīng)典實(shí)用

1、第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù)課標(biāo)要求1了解金屬腐蝕及其危害。2了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。3了解金屬防護(hù)的方法，特別是電化學(xué)防護(hù)的方法。1金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬被氧化為金屬陽(yáng)離子，分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，在中性或弱酸性環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性較強(qiáng)環(huán)境中主要發(fā)生析氫腐蝕。3鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)都是：fe2e=fe2，吸氧腐蝕正極反應(yīng)為o24e2h2o=4oh，析氫腐蝕正極反應(yīng)為2h2e=h2。4金屬腐蝕由快到慢的順序：電解池的陽(yáng)極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕> 5金屬電化學(xué)保護(hù)法分為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保

2、護(hù)法。金屬的電化學(xué)腐蝕 1金屬的腐蝕及分類概念金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象本質(zhì)金屬原子失去電子而被氧化的過程類型化學(xué)腐蝕金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕電化學(xué)腐蝕不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕2.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕不同點(diǎn)條件水膜酸性較強(qiáng)水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2h2e=h2o24e2h2o=4oh電池反應(yīng)fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)2普遍性吸氧腐蝕更普遍相同點(diǎn)負(fù)極反應(yīng)fe2e=fe2正極材料碳最終產(chǎn)物鐵銹主要成分為fe2o3·nh2o鋼鐵腐蝕中發(fā)生的

3、反應(yīng)還有：4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，2fe(oh)3=fe2o3·nh2o(3n)·h2o特別提醒(1)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象比化學(xué)腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重得多。(2)鋼鐵在自然界中的腐蝕主要發(fā)生的是吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)1將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱和鐵釘?shù)淖兓?，如圖1。實(shí)驗(yàn)2向100 ml燒杯中加入約50 ml稀醋酸后，插入兩個(gè)玻璃筒(無底)；將一個(gè)無銹鐵釘和一個(gè)碳棒分別用導(dǎo)線與電流計(jì)連接后，再分別插入兩個(gè)玻璃筒中，如圖2。問題思考1圖1實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管中水柱和鐵釘有什么變化？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：導(dǎo)管中的水

4、面上升，鐵釘表面生銹；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)，負(fù)極：2fe4e=2fe2，正極：2h2oo24e=4oh，由于盛鐵釘?shù)木咧г嚬苤胁粩嘞膐2而使具支試管中壓強(qiáng)減小，從而引起水的倒吸。2圖2實(shí)驗(yàn)碳棒表面有什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？提示：碳棒表面有氣泡產(chǎn)生；原因是發(fā)生了析氫腐蝕，電極反應(yīng)，負(fù)極：fe2e=fe2，正極：2h2e=h2。3化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？提示：相同點(diǎn)都是造成金屬被氧化腐蝕。不同點(diǎn)是化學(xué)腐蝕是金屬和氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕是發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生。金屬化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)

5、腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)水膜中溶有o2，呈弱酸性或中性水膜酸性較強(qiáng)本質(zhì)金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生反應(yīng)式2fe3cl2=2fecl3fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)2最終生成鐵銹(主要成分為fe2o3·xh2o)，反應(yīng)為4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3,2fe(oh)3=fe2o3·xh2o(3x)h2o聯(lián)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、危害更大特別提醒(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為

6、主。(2)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極均是fe失電子生成fe2，而非fe3。(3)一般情況下，只有在金屬活動(dòng)性順序中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。1.如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有ph5的雨水和生鐵片。觀察到開始時(shí)導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是()a生鐵片中的碳是原電池的陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)b雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕c紅墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式：o22h2o4e=4ohd具支試管中溶液ph逐漸減小解析：選c生鐵中的鐵、碳及電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳是正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。開始

7、時(shí)，因酸性較強(qiáng)發(fā)生析氫腐蝕，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升且略高于小試管液面，說明具支試管中氣體壓強(qiáng)減小，即此時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，反應(yīng)式是2h2oo24e=4oh，故溶液的ph增大，a、b、d錯(cuò)誤；c正確。2.如圖所示，燒杯中試管內(nèi)有一段鐵絲，放置數(shù)天后觀察：(1)鐵絲在逐漸生銹，則鐵絲的腐蝕屬于_腐蝕(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)。(2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)式：負(fù)極：_，正極：_。(3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)式：負(fù)極：_；正極：_。解析：(1)由于鐵絲不純含有碳，則鐵為負(fù)極，碳為正極，又存在電解質(zhì)溶液，所以可形成原電池，因此鐵絲的腐蝕為電化

8、學(xué)腐蝕。(2)試管內(nèi)液面上升，說明此時(shí)試管內(nèi)的壓強(qiáng)減小，應(yīng)為試管內(nèi)的氣體被消耗所致，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵絲發(fā)生了吸氧腐蝕。(3)試管內(nèi)液面下降，說明此時(shí)試管內(nèi)的壓強(qiáng)增大，試管內(nèi)應(yīng)該有氣體產(chǎn)生，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵絲發(fā)生了析氫腐蝕。答案：(1)電化學(xué)(2)弱酸性、中性或堿吸氧fe2e=fe2o24e2h2o=4oh(3)較強(qiáng)酸析氫fe2e=fe22h2e=h2金屬的電化學(xué)防護(hù)防止金屬腐蝕的方法1在金屬的表面覆蓋保護(hù)層(1)具體方法：如在鋼鐵表面涂油或油漆、覆蓋塑料、鍍不活潑金屬等。(2)目的：使鋼鐵與空氣、水隔絕，以達(dá)到防止鋼鐵銹蝕的目的。2電化學(xué)防護(hù)法(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理：將

9、被保護(hù)金屬與比其更活潑的金屬連接在一起，更活潑的金屬(如鎂、鋅等)作陽(yáng)極(負(fù)極)不斷被腐蝕，可定期更換，而作為陰極(正極)的金屬就能不被腐蝕而得到保護(hù)。應(yīng)用：常用于保護(hù)海輪外殼及石油管道等。(2)外加電流的陰極保護(hù)法原理：將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，另一附加惰性電極作為陽(yáng)極，兩者都處在電解質(zhì)溶液(如海水)中，接上外加直流電源。通電后，電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，在鋼鐵表面積累了大量的負(fù)電荷，從而抑制鋼鐵失去電子，阻止鋼鐵被腐蝕。應(yīng)用：用于防止土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備的腐蝕。3改變金屬組成和結(jié)構(gòu)如在金屬中添加其他元素形成耐蝕合金等。1下列關(guān)于金屬的保護(hù)的說法中正確的是()a在特殊的電解質(zhì)溶液中

10、，以鋁為陽(yáng)極，可以在鋁表面生成一層致密的氧化膜，相應(yīng)的電極反應(yīng)式為al3e=al3b在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法c生鐵(鐵碳合金)具有很強(qiáng)的耐酸能力d可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕解析：選ba中對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式產(chǎn)物應(yīng)該是al2o3：2al3h2o6e=al2o36h，a項(xiàng)錯(cuò)誤；在海輪外殼(鋼鐵)連接鋅塊，fe與zn塊形成原電池，zn為負(fù)極，從而保護(hù)作為正極的fe，b項(xiàng)正確；生鐵是合金，更易與酸發(fā)生原電池反應(yīng)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2如下圖所示的四個(gè)裝置中(燒杯中均盛有海水)，能使鐵受到保護(hù)不被腐蝕

11、的是()解析：選bd從裝置組成分析：b屬外加電流的陰極保護(hù)法，d屬犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。3如下圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?)abc d解析：選b電解池引起的腐蝕(此時(shí)這種金屬作陽(yáng)極)>原電池引起的腐蝕(此時(shí)這種金屬作負(fù)極)>一般金屬的腐蝕>有防護(hù)措施的金屬腐蝕。 方法技巧金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)閺?qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)無保護(hù)措施的金屬腐蝕>有一定保

12、護(hù)措施的金屬腐蝕>犧牲陽(yáng)極的陰極金屬腐蝕>有外接電源的陰極金屬腐蝕。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。三級(jí)訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過關(guān)1下列有關(guān)金屬腐蝕的說法正確的是()a金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)b金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，只有電化學(xué)腐蝕才是氧化還原反應(yīng)c因?yàn)槎趸计毡榇嬖?，所以鋼鐵的電化學(xué)腐蝕以析氫腐蝕為主d無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化解析：選ad金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程，所以金屬總是被氧化，均是氧化還原反應(yīng)；鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主，因?yàn)楸M管有二氧化碳存在，電解質(zhì)溶液呈酸性，但其酸

13、性很弱，故難以發(fā)生析氫腐蝕。2鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()a2h2e=h2b2h2oo24e=4ohcfe2e=fe2dfe3e=fe3解析：選b鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上應(yīng)為氧氣得電子，電極反應(yīng)為2h2oo24e=4oh。3為保護(hù)地下銅管不受腐蝕，可使它與()直流電源負(fù)極相連銅板相連鋅板相連直流電源正極相連abc d解析：選a電化學(xué)保護(hù)法包括兩種，一種是被保護(hù)金屬與直流電源負(fù)極相連的陰極保護(hù)法，另一種是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，被保護(hù)金屬應(yīng)與金屬活潑性更強(qiáng)的金屬相連。4. 如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試管中為稀鹽酸，乙試管中為nacl溶液。(1)數(shù)天后導(dǎo)管中觀察到的

14、現(xiàn)象是_。(2)甲中鐵釘?shù)母g主要屬于_(填“吸氧”或“析氫”，下同)腐蝕，正極反應(yīng)為_。(3)乙中鐵釘?shù)母g主要屬于_腐蝕，正極反應(yīng)式為_，負(fù)極反應(yīng)式為_，鐵銹中鐵的化合價(jià)為_。解析：甲中溶液呈較強(qiáng)酸性，鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，放出h2導(dǎo)致甲試管內(nèi)壓強(qiáng)增大；乙中nacl溶液呈中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，o2被消耗，導(dǎo)致乙試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，導(dǎo)管中液面左邊低右邊高；鐵銹中鐵的化合價(jià)為3價(jià)。答案：(1)導(dǎo)管中液面左邊低右邊高 (2)析氫2h2e=h2(3)吸氧2h2oo24e=4ohfe2e=fe23一、單項(xiàng)選擇題1下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是()a金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)：mnh2o=m(oh)nh2

15、b金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)：mne=mn，電子直接轉(zhuǎn)移給還原劑c金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行d在潮濕的中性環(huán)境中金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕解析：選d金屬在潮濕的空氣中發(fā)生的如果是吸氧腐蝕，則不生成氫氣；金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕時(shí)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑；金屬的化學(xué)腐蝕不一定在酸性條件下進(jìn)行。2關(guān)于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法的敘述正確的是()a正極就是陽(yáng)極b負(fù)極就是陰極c陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng) d正極上發(fā)生氧化反應(yīng)解析：選c犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法就是原電池的負(fù)極(陽(yáng)極)的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕。3下列舉措不能防止或減緩鋼鐵腐蝕的是()a在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅b將鋼鐵制品放置在

16、潮濕處c在鋼鐵中加入錳、鉻等金屬，以改變鋼鐵結(jié)構(gòu)d將鋼鐵制品與電源負(fù)極相連解析：選ba項(xiàng)，在鋼鐵表面鍍鋅，使內(nèi)部金屬被保護(hù)；b項(xiàng)，鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕；c項(xiàng)，在鋼鐵中加入錳、鉻金屬，制成不銹鋼，能有效防止鋼鐵被腐蝕；d項(xiàng)，電源負(fù)極能為鋼鐵制品輸入電子，防止fe失電子被腐蝕。4下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是()a輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊b鋁片不用特殊方法保護(hù)c純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量硫酸銅溶液后速率加快d鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用解析：選ba項(xiàng)，在船殼上加鋅塊構(gòu)成zn­fe原電池，鋅作原電池的負(fù)極，從而保護(hù)正極鐵不受腐蝕；b項(xiàng)，鋁在空氣中形成氧化膜，可保護(hù)鋁，與電化

17、學(xué)理論無關(guān)；c項(xiàng)，由于發(fā)生反應(yīng)zncu2=zn2cu，生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池，從而加快了反應(yīng)的速率；d項(xiàng)，一旦金屬鍍層受損后，分別形成了zn­fe原電池和fe­sn原電池，前者zn被腐蝕從而保護(hù)了鐵，而后者fe首先被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用。5用圖示的方法可以保護(hù)鋼質(zhì)閘門。下列說法正確的是()a當(dāng)a、b間用導(dǎo)體連接時(shí)，則x應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)b當(dāng)a、b間用導(dǎo)體連接時(shí)，則x可以是鋅或石墨c當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，a應(yīng)連接電源的正極d當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式：2cl2e=cl2解析：選aa項(xiàng)，當(dāng)a、b間用導(dǎo)體連接時(shí)構(gòu)成原電池，根據(jù)題意，x應(yīng)為負(fù)極，發(fā)生

18、氧化反應(yīng)，正確；b項(xiàng)，當(dāng)a、b間用導(dǎo)體連接時(shí)，則x可以是鋅，不能選用石墨，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，a應(yīng)連接電源的負(fù)極，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，當(dāng)a、b與外接電源相連時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題6下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()a鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)b鐵遇冷濃硝酸表面被鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕c鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕d鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是fe3e=fe3解析：選b鋼管與電源正極連接，鋼管作陽(yáng)極，被腐蝕，a錯(cuò)誤；鋼管與銅管露天堆放在一起，可形成原電池，鋼管中鐵作負(fù)極被腐蝕，c錯(cuò)誤；鐵被腐蝕的負(fù)極反應(yīng)是fe2e=fe2，d錯(cuò)誤。7下列

19、事實(shí)中，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()a鍍錫的鐵制品，鍍層部分受損后，露出的鐵表面易被腐蝕b為保護(hù)海輪的船殼，常在船殼上鑲?cè)脘\塊c埋在潮濕土壤里的鐵管比埋在干燥土壤里的鐵管更易被腐蝕d盛放濃硫酸廢棄不用的鐵制容器表面變得凸凹不平解析：選da項(xiàng)，鍍錫鐵制品鍍層部分受損后，露出的鐵和錫形成了原電池，鐵作負(fù)極被腐蝕，是電化學(xué)腐蝕原理；b項(xiàng)，船殼鑲嵌鋅塊是利用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)船體；c項(xiàng)，潮濕土壤中的鐵管易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，干燥土壤中的鐵管通常發(fā)生化學(xué)腐蝕；d項(xiàng)，廢棄的鐵制容器表面殘留濃硫酸遇水形成的稀硫酸與金屬鐵發(fā)生反應(yīng)：feh2so4=feso4h2，不屬于電化學(xué)腐蝕。8下圖是研究鐵釘腐蝕

20、的裝置圖，下列說法不正確的是()a鐵釘在兩處的腐蝕速率：a>bba、b兩處鐵釘中碳均為正極ca、b兩處鐵釘中的鐵均失電子被氧化da、b兩處的正極反應(yīng)式均為o24e4h=2h2o解析：選ada項(xiàng)，b中的氫離子濃度越大，腐蝕速率b>a，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，a、b中都發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵釘中的碳作正極，鐵作負(fù)極，正確；c項(xiàng)，a、b中都發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；d項(xiàng)，a中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為o24e2h2o=4oh，b中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)為2h2e=h2，錯(cuò)誤。三、非選擇題9鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧

21、腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為正極：_，負(fù)極：_。(2)為了降低某水庫(kù)鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用甲圖所示的方案，其中焊接在閘門上的固體材料r可以采用_。a銅 b鈉c鋅d石墨(3)乙圖所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上fe失去電子，正極上o2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，則鋅失去電子被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在直流電源的負(fù)極。答案：(1)o22h2o4e=4oh2fe4e=2fe2(2)c(3)負(fù)10下圖所示的是某研究性學(xué)習(xí)

22、小組探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖。試分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問題：(1)若起始時(shí)甲、乙、丙三套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過一段時(shí)間后液面最高的是_，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序?yàn)?用甲、乙、丙填寫)_。(2)通過甲、乙裝置的對(duì)比說明鋼鐵中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蝕。(3)乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_。(4)針對(duì)乙、丙裝置研究的結(jié)果分析，可采用何種防護(hù)措施來減緩金屬的腐蝕：_(寫出一點(diǎn)即可)。解析：fe粉、c粉、食鹽水構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，故乙中液面最高；甲中fe粉中的少量碳也能發(fā)生吸氧腐蝕，但由于c的含量少，故不如乙中fe腐蝕的快，丙中乙醇為非電解質(zhì)，fe粉、炭

23、粉形不成原電池，fe受到保護(hù)，故可把鋼鐵放在油脂或有機(jī)溶劑中進(jìn)行保護(hù)。答案：(1)乙乙>甲>丙(2)高(3)2h2oo24e=4oh(4)將金屬放在油脂或有機(jī)溶劑中一、單項(xiàng)選擇題1在鋼鐵腐蝕過程中，下列六種變化可能發(fā)生的是()o2被還原產(chǎn)生h2fe(oh)3失水形成fe2o3·xh2o雜質(zhì)碳被氧化鍍層破損后，鍍鋅鐵板比鍍錫鐵板更耐腐蝕a只 b只c d解析：選c鋼鐵腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，腐蝕發(fā)生時(shí)雜質(zhì)碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)o2在正極上被還原，發(fā)生析氫腐蝕時(shí)h2在正極上產(chǎn)生，正確；鋼鐵腐蝕生成的fe(oh)3不穩(wěn)定，易失水形成fe2o3·xh2o，正確；鍍層

24、破損后，由于鋅的活潑性比鐵強(qiáng)，鋅被腐蝕，而鐵被保護(hù)；錫的活潑性比鐵弱，鐵被腐蝕，正確。2家用鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是()a4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3b2fe2h2oo2=2fe(oh)2c2h2oo24e=4ohdfe3e=fe3解析：選d鐵鍋發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：fe2e=fe2，碳作正極，發(fā)生反應(yīng)：2h2oo24e=4oh，fe2與oh結(jié)合生成fe(oh)2，總反應(yīng)為2fe2h2oo2=2fe(oh)2；fe(oh)2在空氣中被氧化為fe(oh)3,4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3；但fe被氧化不能

25、直接生成fe3，則fe3e=fe3不能發(fā)生。3.鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為4fe3o2xh2o=2fe2o3·xh2o。如圖為一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()a bc d解析：選c處沒有和電解質(zhì)溶液接觸，不能構(gòu)成原電池，銹腐蝕速率較慢；處已與電解質(zhì)溶液接觸，但處含o2較少，所以處腐蝕最快。4如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和nacl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng))，下列敘述正確的是()aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生

26、解析：選ba中鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：2fe4e=2fe2，正極：o22h2o4e=4oh，因此a、c不正確；b中鋁比鐵活潑，鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：4al12e=4al3，正極：3o26h2o12e=12oh，因此b正確，d不正確。5一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液ph的關(guān)系如下表。ph2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物fe2fe3o4fe2o3feo下列說法錯(cuò)誤的是()a當(dāng)ph<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕b當(dāng)ph>6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕c當(dāng)ph>

27、14時(shí)，正極反應(yīng)為o24h4e=2h2od將堿性溶液煮沸除去氧氣后，碳鋼腐蝕的速率會(huì)減緩解析：選c當(dāng)ph<4時(shí)，酸性較強(qiáng)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，a正確；當(dāng)ph>6時(shí)，是弱酸性和堿性，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，b正確；當(dāng)ph>14時(shí)，正極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh，c項(xiàng)錯(cuò)誤；將堿性溶液煮沸除去氧氣后，可以減少吸氧腐蝕，故可以使碳鋼腐蝕的速率減緩，d正確。二、不定項(xiàng)選擇題6.銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()a正極電極反應(yīng)式為2h2e=h2b此過程中還涉及反應(yīng)：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3c此過程中銅并不被腐蝕d此過程中電子從cu移

28、向fe解析：選ad題圖表示吸氧腐蝕，其中鐵鉚釘為負(fù)極，電極反應(yīng)為2fe4e=2fe2，銅板為正極，電極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh，當(dāng)形成fe(oh)2后，還發(fā)生反應(yīng)4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，電子從fe移向cu，ad兩項(xiàng)錯(cuò)誤。7用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在ph2和ph4醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如下：分析圖像，以下結(jié)論錯(cuò)誤的是()a析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快b在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕c溶液ph2時(shí)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕d兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為fe2e=fe2解析：選a根據(jù)壓強(qiáng)與時(shí)間關(guān)系圖可知，ph2的溶液和ph4的溶液中，變化相同的壓強(qiáng)時(shí)所用時(shí)間不同，前者比后

29、者使用時(shí)間長(zhǎng)，這說明吸氧腐蝕速率大于析氫腐蝕速率，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，ph4的醋酸溶液中壓強(qiáng)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減小，說明發(fā)生吸氧腐蝕，因ph4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生鐵也可能發(fā)生吸氧腐蝕，正確；c項(xiàng)，根據(jù)ph2的溶液中壓強(qiáng)與時(shí)間的關(guān)系知，壓強(qiáng)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸增大，說明發(fā)生的析氫腐蝕，即在溶液ph2時(shí)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕，正確；d項(xiàng)，根據(jù)以上分析可知兩個(gè)溶液中都發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鐵均作負(fù)極，電極反應(yīng)式為fe2e=fe2，正確。三、非選擇題8甲、乙兩位同學(xué)對(duì)鐵生銹進(jìn)行研究。 (1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了a、b、c一組實(shí)驗(yàn)(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：a中鐵釘生銹；b中鐵釘不生銹；c中鐵釘不生銹。通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是_。由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于_，正極電極反應(yīng)式為_。實(shí)驗(yàn)b所用的水要經(jīng)過_處理；植物油的作用是_。實(shí)驗(yàn)c中堿石灰的作用是_。(2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)