高考化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)金屬的腐蝕與防護(hù)教學(xué)課件

第一部分高考選擇題突破命題板塊五電化學(xué)題型三金屬的腐蝕與防護(hù)歷年真題研習(xí)必備知能整合題點(diǎn)突破演練歷年真題研習(xí)1．(2019·江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是(

)A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案C

解析

鐵在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵的電化學(xué)腐蝕過程中，化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外還有部分轉(zhuǎn)化為熱能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(2018·北京卷)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。下列說法不正確的是(

)A．對比②③，可以判定Zn保護(hù)了FeB．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑答案D

解析

實(shí)驗(yàn)②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液無變化，說明溶液中沒有Fe2＋；實(shí)驗(yàn)③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，說明溶液中有Fe2＋，A項(xiàng)正確；對比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可將Fe氧化成Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)正確；由以上分析可知，驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)，可以用②③做對比實(shí)驗(yàn)，不能用①的方法，C項(xiàng)正確；將Zn換成Cu，K3[Fe(CN)6]仍將單質(zhì)鐵氧化為Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，附著在Fe表面，無法判斷鐵比銅活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2017·全國卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(

)A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整答案C

2H＋＋2e－===H2↑4．(2019·河北石家莊第二次質(zhì)檢)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置如圖所示，使用的電極材料均為惰性電極。2．(2019·四川成都二診)現(xiàn)有一種鋰離子二次電池，其工作原理如圖。A．裝置Ⅰ中的鐵片均不會(huì)發(fā)生任何腐蝕1．準(zhǔn)確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕(以鐵的腐蝕為例)C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流下列說法錯(cuò)誤的是()解析鋰是活潑金屬，該電池中的有機(jī)溶劑不能含活性較大的氫，否則鋰會(huì)與溶劑發(fā)生反應(yīng)，A項(xiàng)正確；D．鐵片a、c所處的NaCl溶液的濃度相等，二者腐蝕速率相等通電時(shí)，鐵帽為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B項(xiàng)正確；解析通電時(shí)，鋅環(huán)與電源正極相連，作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋1．(2019·江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，說明溶液中有Fe2＋，A項(xiàng)正確；(1)金屬腐蝕類型的差異C．陰極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OC項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，不易被腐蝕，正確；②對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越快。解析

外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，A項(xiàng)正確；被保護(hù)的鋼管樁作陰極，高硅鑄鐵作陽極，電解池中外電路電子由陽極流向陰極，即從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，其主要作用是傳遞電流，而不是作為損耗陽極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；保護(hù)電流要抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D項(xiàng)正確。該類試題常以金屬的腐蝕與防護(hù)為背景進(jìn)行命題，實(shí)質(zhì)上仍然是考查電化學(xué)原理。命題主要涉及腐蝕類型的探究分析、腐蝕快慢的比較以及金屬防護(hù)措施的判斷等。同時(shí)考查考生探究問題的能力，及證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)，將化學(xué)學(xué)科與實(shí)際應(yīng)用相連接，培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣及社會(huì)責(zé)任。解答該類題目的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：①正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性確定析氫腐蝕或吸氧腐蝕；②準(zhǔn)確判斷金屬防護(hù)利用的是原電池原理還是電解池原理。必備知能整合1．準(zhǔn)確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕(以鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋其他反應(yīng)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹(Fe2O3)2．明確金屬腐蝕快慢的“三”規(guī)律(1)金屬腐蝕類型的差異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)腐蝕措施的腐蝕(原電池原理防護(hù)＞電解原理防護(hù))。(2)電解質(zhì)溶液的影響①對同一金屬來說，腐蝕的快慢(濃度相同)：強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。②對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越快。③活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。3．理解金屬電化學(xué)保護(hù)的“兩”方法1．(2019·遼寧五校協(xié)作體模擬)高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．通電時(shí)，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－===ZnD．?dāng)嚯姇r(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕答案C

解析

通電時(shí)，鋅環(huán)與電源正極相連，作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；通電時(shí)，鐵帽為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B項(xiàng)正確；斷電時(shí)，形成原電池，鋅環(huán)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷電時(shí)為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，仍能防止鐵帽被腐蝕，D項(xiàng)正確。2．深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示。下列與此原理有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)答案C

題點(diǎn)突破演練答案C

由正極反應(yīng)可知，每生成1molH2O時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由原電池總反應(yīng)可知，反應(yīng)過程中H＋被不斷消耗，所以溶液的pH逐漸增大，D項(xiàng)正確。2．(2019·四川成都二診)現(xiàn)有一種鋰離子二次電池，其工作原理如圖。放電時(shí)生成的Li2CO3固體和碳儲(chǔ)存于碳納米管中。下列說法錯(cuò)誤的是(

)答案C

解析

鋰是活潑金屬，該電池中的有機(jī)溶劑不能含活性較大的氫，否則鋰會(huì)與溶劑發(fā)生反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由題可知，放電時(shí)Y為正極，則充電時(shí)，Y為陽極，Li＋向陰極即X電極移動(dòng)，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，碳酸根離子不能通過有機(jī)溶劑，負(fù)極反應(yīng)為Li－e－===Li＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，鋰作還原劑，二氧化碳作氧化劑，電池總反應(yīng)為3CO2＋4Li===2Li2CO3＋C，D項(xiàng)正確。3．(2019·湖北武漢部分示范高中聯(lián)考)某化學(xué)小組擬設(shè)計(jì)微生物燃料電池將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，工作原理如圖所示(a、b均為石墨電極)。下列分析正確的是(

)A．a(chǎn)電極發(fā)生反應(yīng)：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．質(zhì)子交換膜處H＋由右向左移動(dòng)C．該電池在微生物作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．開始放電時(shí)b電極附近溶液pH不變答案C

解析

該微生物燃料電池可將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環(huán)境友好的物質(zhì)，則產(chǎn)物為CO2和N2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，b電極發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。H2N(CH2)2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2＋4H2O－16e－===2CO2↑＋N2↑＋16H＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽離子向正極移動(dòng)，所以H＋由左向右移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該裝置是原電池，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C項(xiàng)正確；b電極發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，所以b電極附近溶液的pH變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題型二電解原理及其應(yīng)用4．(2019·河北石家莊第二次質(zhì)檢)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置如圖所示，使用的電極材料均為惰性電極。下列說法正確的是(

)A．a(chǎn)為電源的正極B．每生成0.1mol乙烯，同時(shí)生成6.72LO2C．陰極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．電解過程中，陽極區(qū)溶液中c(H＋)逐漸減小答案C

解析

根據(jù)圖知，右側(cè)電極上OH－放電生成O2，則右側(cè)為陽極，左側(cè)為陰極，連接電解池陰極的電極為原電池負(fù)極、連接電解池陽極的電極為原電池正極，所以a為負(fù)極、b為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；未注明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)算氧氣的體積，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中陽極附近有H＋生成，所以陽極區(qū)溶液中c(H＋)逐漸增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．NaClO2(亞氯酸鈉)是常用的消毒劑和漂白劑，工業(yè)上可采用電解法制備，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是(

)答案C

答案A

題型三金屬的腐蝕與防護(hù)7．研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A．若d為石墨，鐵片腐蝕加快B．若d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．若d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．若d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑答案D

解析

A項(xiàng)，由于活動(dòng)性：Fe＞石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，鐵的腐蝕速率加快，正確；B項(xiàng)，d為石墨，由于是弱堿性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確；C項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，鐵片為正極，在弱堿性溶液中發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯(cuò)誤。8．(2019·湖北九校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組利用下列裝置探究電解質(zhì)溶液的濃度對金屬腐蝕的影響：下列說法正確的是(

)A．裝置Ⅰ中的鐵片均不會(huì)發(fā)生任何腐蝕B．鐵片d上可能發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋C．利用K3[Fe(CN)6]溶液可確定裝置Ⅱ中的正、負(fù)極D．鐵片a、c所處的NaCl溶液的濃度相等，二者腐蝕速率相等答案C

解析

裝置Ⅰ中因?yàn)閮蔁蠳aCl溶液的濃度相等，兩邊電勢相等，所以電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但鐵片a、b仍可發(fā)生普通的化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵片d上Fe可能發(fā)生反應(yīng)生成