第28講金屬的腐蝕與防護（教師版）高二化學(xué)講義（人教2019選擇性必修1）

第28講第28講金屬的腐蝕與防護知識導(dǎo)航知識導(dǎo)航知識精講知識精講一、金屬的腐蝕1．概念：金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2．實質(zhì)：金屬失電子變成陽離子，被氧化，其反應(yīng)為：Mne=Mn+（M為金屬元素）。3．分類：分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件與其表面接觸的一些物質(zhì)O2、Cl2、SO2等現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑的金屬被氧化聯(lián)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，速率更快二、鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕圖示條件水膜呈較強酸性（pH≤4.3）水膜呈弱酸性、中性或堿性負極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)式其他反應(yīng)Fe2++2OH=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3﹣x)H2O聯(lián)系通常兩種腐蝕同時存在，但吸氧腐蝕更普遍【答案】Fe2e=Fe2+2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OHFe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2實驗探究——鐵釘?shù)奈醺g實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋導(dǎo)管中液面上升裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致壓強變小兩只試管均冒出氣泡，且①試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快Zn置換出Cu，Zn、Cu、稀鹽酸構(gòu)成原電池，形成電化學(xué)腐蝕，能加快反應(yīng)速率實驗探究——犧牲陽極法實驗實驗操作如圖裝置反應(yīng)一段時間后，從Fe電極區(qū)取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴黃色的K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液。已知3Fe2++2[Fe(CN)6]3Fe3[Fe(CN)6]2↓（帶有特征藍色）電流表陽極（負極區(qū)）陰極（正極區(qū)）現(xiàn)象指針偏轉(zhuǎn)鋅片逐漸溶解有氣泡產(chǎn)生，無藍色沉淀生成有關(guān)反應(yīng)—Zn－2e－Zn2＋2H＋＋2e－H2↑結(jié)論溶液中不含F(xiàn)e2+，鐵作正極時，并未被腐蝕實驗操作培養(yǎng)皿中加入含NaCl的瓊脂液，并滴入5～6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，取兩個2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光放入培養(yǎng)皿中。裹有鋅皮的鐵釘（a）纏有銅絲的鐵釘（b）現(xiàn)象（a）鋅片逐漸溶解，鐵釘附近變紅（b）鐵釘逐漸溶解，附近產(chǎn)生藍色沉淀，銅絲附近變紅結(jié)論（a）鐵作正極，不反應(yīng)，被保護（b）鐵作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕三、金屬的防護1．電化學(xué)防護法犧牲陽極的陰極保護法外加電流的陰極保護法圖示原理________原理________原理電極要求被保護的金屬作______極，活潑性更強的金屬作______極被保護的金屬作為_____極，與電源的____極相連應(yīng)用鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼安裝鎂合金或鋅塊鋼鐵閘門，地下管道連接電源負極【答案】原電池電解池正負陰負2．其他保護方法（1）改變金屬組成和結(jié)構(gòu)把金屬制成防腐的合金，如含鉻、鎳、硅等合金元素的不銹鋼具有很好的抗腐蝕性能。（2）金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，如噴油漆、涂油脂、鍍抗腐蝕金屬等。四、金屬腐蝕快慢規(guī)律同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，腐蝕快慢如下：對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練題型一：金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕【變1】以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是A．生鐵比純鐵容易生銹B．銀質(zhì)物品久置表面變暗C．鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠【答案】B【詳解】A．生鐵中金屬鐵、碳、潮濕的空氣能構(gòu)成原電池，金屬鐵為負極，易被腐蝕而生銹，和電化學(xué)腐蝕有關(guān)，故A不符合題意；B．銀質(zhì)物品久置表面變暗是由于金屬銀和空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果，屬于化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)，故B符合題意；C．鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處形成原電池裝置，其中金屬鐵為負極，易生鐵銹，和電化學(xué)腐蝕有關(guān)，故C不符合題意；D．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼中，金屬鋅為負極，金屬銅做正極，Cu被保護，不易腐蝕，和電化學(xué)腐蝕有關(guān)，故D不符合題意；答案為B。題型二：析氫腐蝕與吸氧腐蝕【變21】利用如圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間，下列說法不正確的是A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕 B．一段時間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)、b處溶液的pH增大 D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe3e=Fe3+【答案】D【詳解】A．a(chǎn)管內(nèi)是中性溶液，所以發(fā)生吸氧腐蝕，b管內(nèi)是酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕，

A正確；B．發(fā)生吸氧腐蝕時，氧氣和水反應(yīng)導(dǎo)致氣體壓強減小，發(fā)生析氫腐蝕，生成氫氣導(dǎo)致氣體壓強增大，所以右邊的液體向左邊移動，一段時間后，a管液面高于b管液面，B正確；C．a(chǎn)處發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，b發(fā)生析氫腐蝕，氫離子放電生成氫氣，所以溶液的pH值變大，C正確；D．a(chǎn)、b兩處構(gòu)成的原電池中，鐵都作負極，因此a、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe2e=Fe2+，D錯誤；綜上所述答案為D?！咀?3】如圖，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH=4的雨水和生鐵片。實驗觀察到：開始時導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管內(nèi)液面。下列說法正確的是A．生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應(yīng)B．雨水酸性較強，生鐵片始終發(fā)生析氫腐蝕C．墨水回升時，碳電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OHD．具支試管中溶液酸性增強【答案】C【詳解】A．pH=4的雨水顯酸性，則生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，鐵作負極發(fā)生氧化反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，生鐵片將發(fā)生吸氧腐蝕，整個過程中碳作正極，A項錯誤；B．pH=4的雨水顯酸性，則生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，隨著反應(yīng)的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，生鐵片將發(fā)生吸氧腐蝕，B項錯誤；C．發(fā)生析氫腐蝕時液面下降，發(fā)生吸氧腐蝕時液面回升，碳電極為正極，液面回升時碳電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH，C項正確；D．pH=4的雨水顯酸性，則生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，隨著反應(yīng)的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，整個過程中溶液的酸性是逐漸降低的，D項錯誤；故選C?！咀?4】將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少?；卮鹣铝袉栴}：（1）液滴邊緣是_______（填“正”或“負”）極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________

。（2）液滴中的Cl由_______區(qū)向_______區(qū)遷移（填“b”或“a”）。（3）在b區(qū)出現(xiàn)鐵銹環(huán)的原因是液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2+

_____________________進一步氧化、脫水形成鐵銹。（4）若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為

___________________________?！敬鸢浮空齇2+2H2O+4e=4OHba由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2Fe2e=Fe2+【分析】NaCl溶液滴到一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后在液滴覆蓋的圓周中心區(qū)（a）被腐蝕變暗，實際上是發(fā)生了吸氧腐蝕，這時，負極電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+（發(fā)生氧化反應(yīng)）正極電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e=4OH（發(fā)生還原反應(yīng)）在液滴外沿，由于Fe2++2OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3形成了棕色鐵銹環(huán)（b），據(jù)此分析?！驹斀狻浚?）液滴邊緣是正極區(qū)，O2在液滴外沿反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e=4OH（發(fā)生還原反應(yīng)）；（2）在電解池中，陰離子氯離子移向陽極，即液滴中的Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移；（3）在b區(qū)出現(xiàn)鐵銹環(huán)的原因是液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2進一步氧化、脫水形成鐵銹；（4）若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，由于Fe的金屬活動性比銅強，F(xiàn)e仍為負極，負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+?！军c睛】本題注意在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極，金屬腐蝕的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別，電極反應(yīng)判斷是解題關(guān)鍵，易錯點為（4）若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，由于Fe的金屬活動性比銅強，F(xiàn)e仍為負極。題型三：金屬的防護【變31】電化學(xué)保護法是常用的金屬防腐的手段，在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是A．圖1正極的電極反應(yīng)式為B．圖1中鋼鐵的活動性比金屬M的活動性強C．圖2高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．圖2防止金屬腐蝕的方法叫做陰極電保護法【答案】D【詳解】A．圖1正極的電極反應(yīng)式為，A錯誤；B．圖1中金屬M失去電子保護鋼鐵，鋼鐵的活動性比金屬M的活動性弱，B錯誤；C．圖2高硅鑄鐵是惰性輔助陽極，作用是傳遞電流，C錯誤；D．圖2鋼管樁外接直流電源負極，作為電子流入一極而得到保護，該方法叫做陰極電保護法，D正確；故選D。題型四：金屬的腐蝕與防護綜合【例4】鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實驗：序號內(nèi)容實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵釘放在潮濕空氣中一小時鐵釘表面依然光亮2常溫下將鐵釘放在潮濕的空氣中一個月鐵釘表面已變得灰暗3常溫下將鐵釘放在干燥空氣中一個月干燥的鐵釘表面依然光亮4將潮濕的鐵釘放在常溫的氧氣流中一小時鐵釘表面略顯灰暗5將潮濕的鐵釘放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵釘表面已變得灰暗6將鐵釘放在燃煤的廚房中一個月鐵釘表面已變得灰暗7將浸過氯化鈉溶液的鐵釘放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵釘表面灰暗程度比實驗5嚴重（1）上述實驗中發(fā)生了吸氧腐蝕的是___________(根據(jù)實驗現(xiàn)象填序號，下同)，正極反應(yīng)式是___________；（2）發(fā)生的腐蝕是析氫腐蝕的是___________(填序號)負極反應(yīng)式是___________。（3）由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素有_____(填兩項)；（4）為防止鐵的銹蝕，地下埋的水管可采用外加電流的陰極保護法，請列舉工業(yè)上普遍采用的其它方法是___________(答兩種方法)?！敬鸢浮浚?）2457O2+2H2O+4e=4OH－（2）6Fe2e=Fe2＋（3）溫度、氧氣濃度、電解質(zhì)溶液等（4）覆蓋保護層法；犧牲陽極的陰極保護法等其它合理方法【解析】（1）金屬在中性或堿性環(huán)境下的腐蝕是吸氧腐蝕，上述實驗中2、4、5、7都發(fā)生了吸氧腐蝕，都屬于吸氧腐蝕，在電化學(xué)腐蝕中，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH－。（2）金屬在酸性環(huán)境下的腐蝕是析氫腐蝕，上述實驗中6都發(fā)生了析氫腐蝕，都屬于析氫腐蝕，在電化學(xué)腐蝕中，負極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2＋。（3）實驗過程中改變的條件是溫度、氧氣濃度、電解質(zhì)溶液、還有反應(yīng)介質(zhì)，故影響鐵銹蝕速率的因素是溫度、氧氣濃度、電解質(zhì)溶液等。（4）為防止鐵的銹蝕，可以采用覆蓋保護層法；犧牲陽極的陰極保護法等其它合理方法?！纠?】如圖所示，甲、乙兩裝置電極材料都是鐵棒與碳棒，請回答下列問題：（1）若兩裝置中均為溶液，反應(yīng)一段時間后：①有紅色物質(zhì)析出的是甲裝置中的___________棒，乙裝置中的___________棒；②乙裝置的電化學(xué)防護法稱為___________，其中碳極的電極反應(yīng)式是：___________。③取少量甲裝置中負極附近溶液加入2滴溶液，現(xiàn)象為___________，生成沉淀的化學(xué)式為___________。（2）若兩裝置中均為飽和溶液：①寫出乙裝置中總反應(yīng)的離子方程式：___________。②將濕潤的淀粉試紙放在乙裝置碳極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍，解釋其原因___________（3）用鉑作電極電解飽和的下列物質(zhì)的水溶液，一會兒后，向剩余電解液中加適量水，能使溶液和電解前相同的是___________。A． B． C． D．【答案】（1）碳鐵外加電流的陰極保護法2H2O4e=O2↑+4H+產(chǎn)生藍色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2（2）2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2OH在乙裝置碳棒電極上生成Cl2，Cl2與I反應(yīng)生成I2，淀粉遇I2變藍（3）B【解析】（1）①甲為原電池，F(xiàn)e為負極，碳棒為正極，正極上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e=Cu，所以碳棒上生成紅色物質(zhì)Cu；乙為電解池，F(xiàn)e為陰極，陰極上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e=Cu；故答案是：碳棒、鐵棒；②乙裝置的電化學(xué)防護法稱為外加電流的陰極保護法；碳極是陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)放電順序，由水電離出的OH失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，是酸性溶液，因此碳極的電極反應(yīng)式是：2H2O4e=O2↑+4H+，故答案為：外加電流的陰極保護法、2H2O4e=O2↑+4H+；③甲裝置中Fe為負極，F(xiàn)e失電子生成Fe2+，取少量甲裝置中負極附近溶液加入2滴溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++2[Fe(CN)6]3=Fe3[Fe(CN)6]2↓，現(xiàn)象為產(chǎn)生藍色沉淀，故答案為：產(chǎn)生藍色沉淀、Fe3[Fe(CN)6]2；（2）①Fe為陰極，C為陽極，電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣，故離子反應(yīng)方程式為：2Cl+2H2OCl2↑+H2↑+2OH；②碳電極為陽極，陽極上C1失電子生成Cl2，Cl2和I發(fā)生置換反應(yīng)生成I2，I2遇淀粉試液變藍色，故原因為：在乙裝置碳棒電極上生成Cl2，Cl2與I反應(yīng)生成I2，淀粉遇I2變藍；（3）A．電解KI溶液，生成KOH、H2、I2，加水顯然不能恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)通入適量的HI氣體，A錯誤；B．電解硫酸，陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，實際為電解水，電解后加入水可恢復(fù)到原來的濃度，B正確；C．電解CuCl2，陽極生成氯氣，陰極生成Cu，實際為電解氯化銅本身，電解后加入氯化銅恢復(fù)到原來的濃度，C錯誤；D．電解AgNO3，陽極析出氧氣，陰極生成Ag，要使溶液恢復(fù)到原來的濃度，應(yīng)加入Ag2O，D錯誤；故答案選B?！纠?】研究金屬腐蝕和防護的原理很有現(xiàn)實意義。（1）圖甲為探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管中水柱上升緩慢，下列措施可以更快、更清晰地觀察到水柱上升現(xiàn)象的有_______(填序號)。A．用純氧氣代替具支試管內(nèi)空氣B．用酒精燈加熱具支試管提高溫度C．將鐵釘換成鐵粉和碳粉混合粉末并加入少許食鹽水D．將玻璃導(dǎo)管換成更細的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水（2）該小組將圖甲裝置改進成圖乙裝置并進行實驗，導(dǎo)管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如表所示，根據(jù)數(shù)據(jù)可判斷腐蝕的速率隨時間變化逐漸_______(填“加快”“減慢”或“不變”)，你認為影響鋼鐵腐蝕的因素為_______。時間/min13579液柱高度/cm0.82.13.03.74.2（3）為探究圖乙中a、b兩點所發(fā)生的反應(yīng)，進行以下實驗，請完成表中空白：實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液a點附近溶液出現(xiàn)紅色a點電極反應(yīng)為_______一段時間后再滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液b點周圍出現(xiàn)藍色沉淀b點電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2+（4）設(shè)計圖丙裝置研究弱酸性環(huán)境中腐蝕的主要形式。測定錐形瓶內(nèi)氣壓和空氣中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化如圖丁所示，從圖丁中可分析，t1~t2s之間主要發(fā)生_______(填“吸氧”或“析氫”)腐蝕，原因是_______。（5）金屬陽極鈍化是一種電化學(xué)防護方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，一定條件下，F(xiàn)e鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫出該陽極的電極反應(yīng)_______?！敬鸢浮浚?）ACD（2）減慢氧氣的濃度（3）O2+4e+2H2O=4OH（4）吸氧容器內(nèi)氧氣含量和壓強都降低，所以主要是發(fā)生吸氧腐蝕（5）3Fe8e+4H2O=Fe3O4+8H+【解析】（1）A．用純氧氣代替試管內(nèi)空氣，氧氣的濃度增大，反應(yīng)速率加快，故A正確；

B．用酒精燈加熱試管提高溫度，試管內(nèi)氣體受熱壓強增大，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，故B錯誤；

C．將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末，增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快，故C正確；

D．換成更細的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水，毛細尖嘴管上升的高度大于玻璃導(dǎo)管，且紅墨水現(xiàn)象更明顯，故D正確；

故答案為：ACD；（2）液柱高度變化值與鐵腐蝕的速率成正比，分析2min時間內(nèi)液柱高度變化值即可判斷腐蝕的速率變化，2min時間內(nèi)：1min～3、3～5、5～7、7～9min時間段液柱上升高度分別為：1.3cm、0.9cm、0.6cm、0.5cm，則鐵腐蝕的速率逐漸減慢；由于鐵的銹蝕是鐵與氧氣、水的反應(yīng)，反應(yīng)過程中不斷消耗氧氣，容器內(nèi)氧氣的濃度不斷減小，反應(yīng)速率逐漸減慢，相同時間內(nèi)液柱上升的高度逐漸減弱，故答案為：減慢；氧氣的濃度；（3）向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a點附近溶液出現(xiàn)紅色，說明a點電極上有OH生成，電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH，故答案為：O2+4e+2H2O=4OH；（4）由圖可知，0～t1時間內(nèi)錐形瓶內(nèi)壓強增大，則0～t1時間內(nèi)發(fā)生析氫腐蝕生成氫氣，隨著反應(yīng)進行，容器內(nèi)氣體的壓強降低，則酸不斷消耗，溶液的酸性減弱，容器內(nèi)發(fā)生了吸氧腐蝕，消耗氧氣使容器內(nèi)氣體的壓強降低，故答案為：吸氧；容器內(nèi)氧氣含量和壓強都降低，所以主要是發(fā)生吸氧腐蝕；（5）Fe作陽極置于H2SO4溶液中，F(xiàn)e鈍化形成致密Fe3O4，陽極反應(yīng)式為3Fe8e+4H2O=Fe3O4+8H+，故答案為：3Fe8e+4H2O=Fe3O4+8H+。提分特訓(xùn)提分特訓(xùn)【題1】某地下了一場酸雨，在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對該條件下鐵制品發(fā)生電化學(xué)腐蝕的敘述正確的是A．該電化學(xué)腐蝕是析氫腐蝕 B．正極反應(yīng)式：C．原電池反應(yīng)減緩了鐵制品的腐蝕 D．負極反應(yīng)式：【答案】A【詳解】A．鐵制品中含有鐵和碳，酸雨使水膜呈酸性，構(gòu)成了原電池，會發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；B．酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣：2H++2e=H2，故B錯誤；C．原電池反應(yīng)會加快鐵制品的腐蝕，故C錯誤；D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時金屬鐵被氧化為Fe2+，負極反應(yīng)式為︰Fe2e=Fe2+，故D錯誤；故選A?！绢}2】研究小組將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入醋酸溶液，容器中的壓強隨時間的變化曲線如圖2。下列說法不正確的是A．0t1時壓強增大的原因不一定是鐵發(fā)生了析氫腐蝕B．鐵粉發(fā)生反應(yīng)：Fe3e=Fe3+C．碳粉上發(fā)生了還原反應(yīng)D．t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，原因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕【答案】B【分析】0t1醋酸與鐵直接反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣發(fā)生化學(xué)腐蝕和形成FeC原電池，F(xiàn)e發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生氫氣和亞鐵離子，壓強增大；t1以后，亞鐵離子被氧氣氧化，氧氣被消耗，壓強減小，之后形成FeC原電池，F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，壓強明顯減小，據(jù)此解答?！驹斀狻緼．0t1時壓強增大的原因可能是醋酸與鐵直接反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣，也可能是形成鐵C原電池，F(xiàn)e發(fā)生析氫腐蝕，即不一定是鐵發(fā)生了析氫腐蝕，A正確；B．無論發(fā)生化學(xué)腐蝕還是析氫腐蝕，鐵粉均發(fā)生反應(yīng)：Fe2e=Fe2+，B錯誤；C．Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕，F(xiàn)e作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C作正極，C表面發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；D．結(jié)合分析可知，t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，原因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，D正確；答案選B?！绢}3】下列事實不能用原電池原理解釋的是A．白鐵(鍍鋅)制品比一般鐵器耐腐蝕B．鐵片、鋁片在冷的濃硫酸中鈍化C．工程施工隊在鐵制水管外刷一層“銀粉”D．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量溶液后反應(yīng)速率加快【答案】B【詳解】A．白鐵中鐵和鋅組成原電池，由金屬活潑性Zn>Fe，則Fe做正極被保護，所以白鐵(鍍鋅)制品比一般鐵器耐腐蝕，A不選；B．鐵、鋁常溫下與冷的濃硫酸反應(yīng)生成致密的氧化膜而鈍化，不能用原電池原理解釋，B選；C．鐵外刷一層“銀粉”，阻止與氧氣接觸，破壞了原電池的構(gòu)成條件，保護鐵不被腐蝕，C不選；D．鋅與少量溶液反應(yīng)置換單質(zhì)Cu，形成ZnCu原電池，可加快反應(yīng)速率，D不選；故選：B?！绢}5】深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌(一種厭氧微生物，適宜pH為7~8)的作用下，能被硫酸根離子腐蝕，原理如圖。下列有關(guān)說法正確的是A．腐蝕過程中，土壤酸性逐漸增強B．輸送暖氣鐵管道溫度越高，越易發(fā)生此類腐蝕C．正極反應(yīng)為D．管道壁鑲嵌鋅塊或錫塊都可保護管道不易被腐蝕【答案】C【分析】鐵管道腐蝕過程中鐵做負極，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2+，正極是硫酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)，由題意可知為堿性環(huán)境，故正極電極反應(yīng)式為：；【詳解】A．由分析知，正極反應(yīng)生成OH，土壤酸性逐漸減弱，故A錯誤；B．正極的腐蝕需要硫酸鹽還原菌這種微生物，若溫度過高，使微生物失活，則腐蝕程度會減弱，故B錯誤；C．正極是硫酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)，生成硫氫根離子，所以電極反應(yīng)式為：，故C正確；D．鐵比錫活潑，管道壁鑲嵌錫塊，鐵做負極，加快管道腐蝕，故D錯誤；故選：C?！绢}7】2018年7月至9月，國家文物局在遼寧開展水下考古，搜尋、發(fā)現(xiàn)并確認了甲午海戰(zhàn)北洋水師沉艦——經(jīng)遠艦。已知：正常海水呈弱堿性。(1)經(jīng)遠艦在海底“沉睡”124年后，鋼鐵制成的艦體腐蝕嚴重。艦體發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極的電極反應(yīng)式為_______。(2)為了保護文物，考古隊員采用“犧牲陽極的陰極保護法”對艦船進行了處理。①下列說法不正確的是________。A．鋅塊發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e=Zn2+B．艦體有電子流入，可以有效減緩腐蝕C．若通過外加電源保護艦體，應(yīng)將艦體與電源正極相連D．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊與該種艦體保護法原理相同②采用“犧牲陽極的陰極保護法”后，艦體上正極的電極反應(yīng)式為_________。(3)船上有些器皿是銅制品，表面有銅銹。①據(jù)了解銅銹的成分非常復(fù)雜，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl?？脊艑W(xué)家將銅銹分為無害銹(形成了保護層)和有害銹(使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴散)，結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是________A．疏松的Cu2(OH)3Cl屬于有害銹B．Cu2(OH)2CO3既能溶于鹽酸也能溶于氫氧化鈉溶液C．青銅器表面涂一層食鹽水可以做保護層D．用HNO3溶液除銹可以保護青銅器的藝術(shù)價值，做到“修舊如舊”②文獻顯示Cu2(OH)3Cl的形成過程中會產(chǎn)生CuCl(白色不溶于水的固體)，將腐蝕文物置于含Na2CO3的緩沖溶液中浸泡，可以使CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的Cu2(OH)2CO3反應(yīng)的離子方程式為______。(4)考古隊員將艦船上的部分文物打撈出水后，采取脫鹽、干燥等措施保護文物。從電化學(xué)原理的角度分析“脫鹽、干燥”的防腐原理：________?！敬鸢浮縁e2e=Fe2+CO2+4e+2H2O=4OHA4CuCl

+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl脫鹽、干燥處理破壞了微電池中的離子導(dǎo)體(或電解質(zhì)溶液)，使文物表面無法形成微電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕【分析】艦體發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+，正極的電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH；“犧牲陽極的陰極保護法”，用比鐵活潑的金屬如鋅，讓其充當原電池的負極先被氧化；銅銹的成分非常復(fù)雜，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。銅銹分為無害銹(形成了保護層)如Cu2(OH)2CO3和有害銹(使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴散)如Cu2(OH)3Cl；“脫鹽、干燥”的防腐原理：脫鹽、干燥處理破壞了微電池中的離子導(dǎo)體(或電解質(zhì)溶液)，使文物表面無法形成微電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕?！驹斀狻?1)艦體發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極的電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+。故答案為：Fe2e=Fe2+；(2)①A．鋅比鐵活潑，鋅塊先發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e=Zn2+，故A正確；B．艦體為正極，是電子流入的一極，正極被保護，可以有效減緩腐蝕，故B正確；C．采用外加電流的陰極保護法保護金屬時，被保護的金屬作陰極，若通過外加電源保護艦體，應(yīng)將艦體與電源負極相連，故C錯誤；D．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊與該種艦體保護法原理相同，都是犧牲陽極的陰極保護法，故D正確；故答案為：C；②采用“犧牲陽極的陰極保護法”后，正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，艦體上正極的電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH。故答案為：O2+4e+2H2O=4OH；(3)①A．由圖片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，會使器物損壞程度逐步加劇，并不斷擴散，所以屬于有害銹，故A正確；B．Cu2(OH)2CO3能溶于鹽酸但不能溶于氫氧化鈉溶液，故B錯誤；C．青銅器表面涂一層食鹽水提供形成原電池的電解質(zhì)溶液，加快銅的腐蝕，故C錯誤；D．HNO3溶液具有強氧化性，加快銅的腐蝕，故D錯誤；故答案為：A；②將腐蝕文物置于含Na2CO3的緩沖溶液中浸泡，可以使CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的Cu2(OH)2CO3反應(yīng)的離子方程式為4CuCl+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl；故答案為：4CuCl+O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl；(4)從電化學(xué)原理的角度分析“脫鹽、干燥”的防腐原理：脫鹽、干燥處理破壞了微電池中的離子導(dǎo)體(或電解質(zhì)溶液)，使文物表面無法形成微電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕；故答案為：脫鹽、干燥處理破壞了微電池中的離子導(dǎo)體(或電解質(zhì)溶液)，使文物表面無法形成微電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕。【點睛】本題考查電化學(xué)腐蝕及其防護，把握電化學(xué)反應(yīng)原理等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件和防止金屬銹蝕的措施，難點(3)新情境下的氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的Cu2(OH)2CO3銅的化合價發(fā)生了變化，需要有氧氣參加。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】下列關(guān)于金屬腐蝕的說法錯誤的是A．河水中的鋼閘門連接電源的負極，使用的是外加電流的陰極保護法B．金屬腐蝕的實質(zhì)就是金屬原子失去電子被氧化的過程C．鍍鋅鐵皮(白鐵皮)的鍍層破損后鐵皮仍耐腐蝕D．鋼鐵在潮濕的空氣中生銹，主要發(fā)生了析氫腐蝕【答案】D【詳解】A．河水中的鋼閘門連接電源的負極，作陰極，被保護，使用的是外加電流的陰極保護法，A說法正確；B．金屬腐蝕的實質(zhì)就是金屬原子失去電子，化合價升高，被氧化的過程，B說法正確；C．鍍鋅鐵皮(白鐵皮)的鍍層破損后，鋅作負極，失電子，鐵作正極氧氣得電子，鐵皮仍耐腐蝕，C說法正確；D．鋼鐵在潮濕的空氣中生銹，電解質(zhì)溶液呈中性，主要發(fā)生了吸氧腐蝕，D說法錯誤；答案為D?！揪?】錐形瓶內(nèi)壁用某溶液潤洗后，放入混合均勻的新制鐵粉和碳粉，塞緊瓶塞，同時測量錐形瓶內(nèi)壓強的變化，如圖所示。下列說法錯誤的是A．0~t1時，鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕B．t1~t2時，鐵一定發(fā)生了吸氧腐蝕C．負極反應(yīng)為：Fe3e=Fe3+D．用于潤洗錐形瓶的溶液一定顯酸性【答案】C【詳解】A．有圖可知，0~t1時錐形瓶內(nèi)壓強增大，說明氣體的物質(zhì)的量增加，則鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕，故A不選；B．有圖可知，t1~t2時錐形瓶內(nèi)壓強減少，說明氣體物質(zhì)的量減少，則鐵一定發(fā)生了吸氧腐蝕，故B不選；C．負極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+，故C選；D．錐形瓶內(nèi)開始發(fā)生析氫腐蝕，則用于潤洗錐形瓶的溶液一定顯酸性，故D不選；故選：C?！揪?】一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下：pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO下列說法不正確的是A．在pH<4的溶液中，碳鋼腐蝕的負極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+B．在pH>6的溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C．在pH>14的溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)式為O2+4OH+4e=2H2OD．在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減慢【答案】C【詳解】A.當pH＜4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，正極上電極反應(yīng)式為：2H++2e=H2↑，A正確；B.當pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，負極電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2+，正極上電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OH，B正確；C.在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)O2+2H2O+4e=4OH，C錯誤；D.將堿性溶液煮沸除去氧氣后，正極上氧氣生成氫氧根離子的速率減小，所以碳鋼腐蝕速率會減緩，D正確；故選C。【練4】如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和稀醋酸溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間，下列有關(guān)描述錯誤的是A．生鐵塊中的碳是原電池的正極B．紅墨水柱兩邊的液面為左低右高C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2e=Fe2+D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕【答案】B【詳解】A．生鐵塊是鐵碳合金，活潑金屬作負極，失去電子，所以碳是原電池的正極，A項不符合要求；B．左側(cè)盛有食鹽水，形成吸氧腐蝕，吸收氧氣，氣體壓強減小，右側(cè)盛有食醋，形成析氫腐蝕，釋放出氫氣，氣體壓強增大，右側(cè)壓強偏大，紅墨水向左側(cè)運動，紅墨水的液面為左高右低，B項符合題意；C．左側(cè)試管中負極是Fe反應(yīng)，正極是O2反應(yīng)，左側(cè)試管中負極是Fe反應(yīng)，正極是H+反應(yīng)，相同的反應(yīng)為Fe2e=Fe2+，C項不符合題意；D．a(chǎn)試管是中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕，b試管是酸性環(huán)境，發(fā)生析氫腐蝕，D項不符合題意；故正確選項是B【練5】下列不能有效防止鋼鐵銹蝕的措施是A．將鋼鐵與鋅板相連 B．將鋼鐵置于潮濕的空氣中C．在鋼鐵表面噴油漆 D．將鋼鐵與直流電源負極相連【答案】B【詳解】A．由于金屬活動性Zn>Fe，所以在鋼鐵中加入鉻制成不銹鋼，首先被腐蝕的是活動性強的Zn，F(xiàn)e就得到了保護，所以能有效防止鋼鐵腐蝕，A不符合題意；B．鋼鐵只與潮濕空氣中，會加速鋼鐵生銹，不能有效防止鋼鐵腐蝕，B符合題意；C．在鋼鐵表面噴涂油漆，起到隔絕空氣和水作用，能有效防止鋼鐵腐蝕，C不符合題意；D．鋼鐵與電源的負極相連，鋼鐵為陰極，外加電流的陰極保護法，鋼鐵受到保護，D不符合題意；故選B?！揪?】下列關(guān)于電化學(xué)腐蝕及防護的說法不正確的是A．“犧牲陽極的陰極保護法”就是將被保護的鋼鐵設(shè)備連接到外接直流電源的負極B．白鐵皮是在薄鋼板表面鍍鋅，即便鍍層破損，仍然可以保護鋼板不被腐蝕C．在鋼鐵制品表面噴漆、涂油、鍍鉻或覆蓋搪瓷、塑料都可以避免鋼鐵腐蝕D．鋼鐵表面吸附的溶有氧氣的水膜酸性很弱時，仍然以吸氧腐蝕為主【答案】A【詳解】A．犧牲陽極的陰極保護法指的是將被保護的鋼鐵作為原電池的正極，用其他比鐵活潑的金屬做負極去消耗犧牲，故A錯誤；B．鋅、鐵和電解質(zhì)溶液可形成原電池，鋅作負極，對鐵制品起保護作用，故B正確；C．在鋼鐵制品表面噴漆等可隔絕與氧氣接觸，避免發(fā)生化學(xué)腐蝕，故C正確；D．當鋼鐵表面的水膜酸性很弱或顯中性時，鐵在負極放電，氧氣在正極上放電，發(fā)生的是鋼鐵的吸氧腐蝕，故D正確；故選：A?！揪?】如圖，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：(1)若液面上升，則溶液呈______性，發(fā)生______腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：______________，正極：___________________。(2)若液面下降，則溶液呈________性，發(fā)生_________腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：______________；正極：__________________?！敬鸢浮恐谢驂A或弱酸性吸氧Fe2e=Fe2+O2+2H2O+4e=4OH酸析氫Fe2e=Fe2+2H++2e=H2↑【分析】生鐵中含有碳，鐵、碳和合適的電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，在弱酸性或中性條件下，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，在酸性條件下，鐵發(fā)生析氫腐蝕，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。【詳解】生鐵中含有碳，鐵、碳和合適的電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池。(1)若試管內(nèi)液面上升，說明電解質(zhì)環(huán)境是堿性或是中性，試管內(nèi)氣體因和水反應(yīng)而使其壓強減小，發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵作負極，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負極的電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2+，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e=4OH；(2)若試管內(nèi)液面下降，說明金屬的腐蝕中生成氣體導(dǎo)致壓強增大，則金屬發(fā)生的是析氫腐蝕，溶液呈酸性，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2+，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：2H++2e=H2↑?！军c睛】本