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高考化学总复习金属的电化学腐蚀与防护【考纲要求】1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。
2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
【考点梳理】考点一：金属腐蚀1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。
M－ne－==M n+（M代表金属元素）。
3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。
（2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。
考点二：金属的电化学腐蚀1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较2．电化学腐蚀的种类：（1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例）3．金属腐蚀的快慢一般规律(1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
(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) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。
(4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
(5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。
考点三：金属的电化学防护1．在金属表面覆盖保护层。
①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层耐腐蚀的金属，如铁上镀锌、锡、铬等；③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜保护（表面钝化），如钢铁制品表面生成Fe3O4，在铝制品表面生成Al2O3。
金属的腐蚀及防护知识归纳金属的防腐与防护1、化学腐蚀金属跟接触的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起腐蚀。
2、电化学腐蚀（1）概念：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
（2）分类（以铁的腐蚀为例）类型析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜性质酸性较强酸性很弱或呈中性负极反应Fe-2e-===Fe2+正极反应2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-总反应Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H20===2Fe(OH)2普遍性吸氧腐蚀更普遍3、金属的防护（1）电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法②外加电流的阴极保护法（2）其他①改变金属内部结构，如制成合金；②使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。
例题精讲例1、下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（）A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护拦表面涂漆C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块【答案】A【解析】试题分析：本题考查电化学原理在生活、生产中的应用。
水中的钢闸门连接电源的负极，作电解池的阴极，是使用外加电流的阴极保护法，A正确；金属护拦表面涂漆是隔绝空气的保护法，B不合题意；汽车底盘喷涂高分子膜也是隔绝空气的保护法，C不合题意；地下钢管连接镁是牺牲阳极的阴极保护法，D合题意；【考点定位】考查金属的腐蚀与防护。
例2、研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。
下列有关说法错误的是（）A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH–C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H+ + 2e → H2↑【答案】D【考点定位】考查金属的电化学腐蚀及防护的知识。
知识练习1.下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为（）A．⑤②①③④B．④③①②⑤C．⑤④②①③D．③②④①⑤【答案】C【解析】判断金属腐蚀的快慢，首先判断该金属是否充当原电池或电解池的电极，若是电解池的阳极，金属腐蚀速率最快，其次是充当原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极则不被腐蚀．⑤中，Fe 作为电解池的阳极，腐蚀最快，②③④均为原电池，③中，Fe为正极，不被腐蚀，②④中Fe均为负极被腐蚀，Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn大，故④中铁腐蚀较快，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤④②①③2.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【答案】B考点：本题考查原电池原理、金属的腐蚀。
专题1-2 化学腐蚀及电化学计算【考纲要求】1.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
2.掌握电化学计算的方法与类型 【教学过程】 【例题解析】例1.说一说金属钠、镁、铝、铁、铜、银在空气中的变化的情况。
例2.下列Fe 片（铁钉）不受到被腐蚀的是 。
【共同整合，知识提升】 一、金属的腐蚀1．金属腐蚀的本质： 金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
2．金属腐蚀的类型(1)电解质溶液发生原电池反应 电流产生腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重【问题情境】 例3.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH 4Cl 溶液，乙试管中为NaCl 溶液，数天后导管中观察到的现象是________，甲中正极反应为 ， 乙中正极反应为_________________。
【共同整合，知识提升】3.析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥【共同整合，知识提升】4.判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中(浓度相同)。
(3)活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。
【问题情境】例5.试说明镀层损坏时为什么白铁皮比马口铁较耐腐蚀。
例6.解释水中的钢闸门连接电源的负极可以防止钢闸门的腐蚀。
【共同整合，知识提升】5．金属的防护(1)电化学防护①牺牲阳极的保护法——原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属； b．正极：被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——电解原理a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属。
③利用原电池原理和电解原理的金属的防护措施都是以防止金属失去电子被氧化为出发点设计的。
1、了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的措施。
一、电解池原理1、定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2、能量转化形式电能转化为化学能。
3、电解池的形成条件（1）与电源相连的两个电极：阳极连电源的正极；阴极连电源的负极。
（2）电解质溶液(或熔融的电解质)。
（3）形成闭合的回路。
4、电极反应：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应。
电子的流向从电源的负极到电解池的阴极，再从电解池的阳极到电源的正极。
5、电子和离子的移动方向★☆电解池和原电池比较电解池原电池定义将电能转变为化学能的装置将化学能转变为电能的装置装置举例形成条件①两个电极与直流电源相连②电解质溶液③形成闭合回路①活泼性不同的两电极(连接)②电解质溶液③形成闭合回路④能自发进行氧化还原反应电极名称阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极负极：较活泼金属(电子流出的极)正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)(电子流入的极)电极反应阳极：溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子，发生氧化反应阴极：溶液中的阳离子得电子，发生还原反应负极：较活泼电极金属或阴离子失电子，发生氧化反应正极：溶液中的阳离子或氧气得电子，发生还原反应溶液中的离子移向阴离子移向阳极，阳离子移向阴极阴离子移向负极，阳离子移向正极电子流向阳极正极→负极阴极负极正极实质均发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等联系原电池可以作为电解池的电源，二者共同形成闭合回路6、电解产物的判断（1）阳极产物的判断首先看电极，若是活性电极(一般是除Au、Pt外的金属)，则电极材料本身失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极(如石墨、铂、金等)，则根据溶液中阴离子放电顺序加以判断。
阳极放电顺序：金属(一般是除Au、Pt外)>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
1.了解电解池的工作原理。
2.能写出电极反应和电池反应方程式。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
热点题型一 电解原理例1、【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为24224H SO H C O -混合溶液。
下列叙述错误的是A ．待加工铝质工件为阳极B ．可选用不锈钢网作为阴极C ．阴极的电极反应式为：3Al 3e Al +-+=D ．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 【答案】C【解析】根据原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，A 正确；不锈钢网接触【变式探究】下列关于电解Na 2SO 4溶液的叙述正确的是( ) A.随着电解的进行，溶液的 pH 升高 B.OH －向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性C.SO 2－4向阳极移动，Na ＋向阴极移动，分别在对应的电极上析出 D.阴极上 H ＋得电子被还原成H 2，使阴极附近的溶液呈碱性解析 电解Na 2SO 4溶液，实质上发生的是2H 2O=====电解2H 2↑＋ O 2↑，电解的过程中溶液 pH 不变，A 项错；阳极因4OH －－ 4e －===O 2↑＋2H 2O 而破坏附近水的电离使c (H ＋)＞c (OH －)呈酸性，B 项错；在阴、阳极上分别是H ＋、OH －放电，C 项错。
答案 D【提分秘籍】以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律【举一反三】下列离子方程式书写正确的是( )A.用Cu 片作阳极电解饱和食盐水：2Cl －＋2H 2O=====电解 Cl 2↑＋H 2↑＋2OH － B.用两个铜片作电极电解AgNO 3溶液：4Ag ＋＋2H 2O=====电解 Ag ＋O 2↑＋4H ＋ C.用石墨作电极电解AlCl 3溶液：2Cl －＋2H 2O=====电解 Cl 2↑＋H 2↑＋2OH － D.用石墨作电极电解CuSO 4溶液：2Cu 2＋＋2H 2O=====电解 2Cu ＋O 2↑＋4H ＋ ＋6OH －，阳极6Cl －－6e －===3Cl 2↑，6Cl －＋6H 2O===3Cl 2↑＋3H 2↑＋6OH －，6Cl －对应2Al 3＋，2Al 3＋＋6OH －===2Al(OH)3↓，所以离子方程式为：2Al 3＋＋6Cl －＋6H 2O=====电解 3Cl 2↑＋3H 2↑＋2Al(OH)3↓。
1．金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应.2．金属腐蚀的类型（1）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跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍(2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀图示条件水膜酸性较强（pH≤4。
3）水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe−2e −Fe2+正极2H++2e−H2↑O2+2H2O+4e−4OH−总反应式Fe+2H+Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O2Fe(OH）2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe（OH）3，2Fe(OH)3Fe2O3·x H2O(铁锈)+(3−x）H2O。
3．金属腐蚀的防护方法（1）改变金属的内部组织结构例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
（2）在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。
（3)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电池原理电解原理原理形成原电池时，被将被保护的金属与另一保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极（阳极），发生反应受到腐蚀，阳极要定期予以更换附加电极作为电解池的两个极,使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护应用保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌片保护土壤、海水及水中的金属设备实例示意图考向一金属的腐蚀快慢与防护方法的比较典例1 如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥中金属铁为阴极,阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即⑤＞⑥，根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，即⑤④②①③⑥，故答案为D。
【热点思维】【热点释疑】1.金属防腐的电化学方法有哪些?(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：在被保护的钢铁设备上装若干较活泼金属如锌块，让被保护的金属作原电池的正极，简称“牺阳保阴”。
(2)外加电流的阴极保护法——电解池原理：让被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外接直流电源，简称“外流保阴”。
(3)其他方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢；加涂防护层如喷油漆、涂油脂、喷镀等方法。
2.有关电化学定量计算的方法有哪些?(1)根据总反应式计算。
先写出电极反应，再写出总反应式，然后根据总反应式列比例式计算。
(2)守恒法计算。
用于串联电路中电极反应物、产物及电子转移的有关计算，其依据是电路中转移的电子数守恒。
【热点考题】【典例】【2014年高考上海卷第12题】如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。
下列分析正确的是（）A ．K 1闭合，铁棒上发生的反应为2H ＋＋2e －→H 2↑B ．K 1闭合，石墨棒周围溶液pH 逐渐升高C ．K 2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D ．K 2闭合，电路中通过0.002N A 个电子时，两极共产生0.001mol 气体【答案】B【热点透析】【对点高考】【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。
下列有关说法错误的是（）A ．d 为石墨，铁片腐蚀加快B ．d 为石墨，石墨上电极反应为：O 2 + 2H 2O + 4e → 4OH –C ．d 为锌块，铁片不易被腐蚀D ．d 为锌块，铁片上电极反应为：2H + + 2e → H 2↑。
课时作业17 原电池金属的腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2018·广东理基)钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是( )A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应①中的氧化剂只有O2而没有H2O，因为H2O中的氢、氧元素的化合价均未发生变化，B错。
C项中两种活泼性不同的金属相接触，较活泼的易发生腐蚀，故C项错误。
钢铁在潮湿的空气中主要发生的是电化学腐蚀，D错误。
答案：A2．如图所示是Zn和Cu构成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上做了一些记录。
在卡片上，描述合理的是( )卡片No：28实验后的记录：①Zn为阳极，Cu为阴极②H＋向负极移动③电子流动方向为Zn→Cu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线，则产生0.5 mol H2⑥正极电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥ D．②③④解析：Zn为负极，Cu为正极，H＋向正极移动。
答案：B3．有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。
电池的总反应为：2H2＋O2===2H2O，负极反应：H2＋CO32－－2e－===H2O＋CO2。
下列说法正确的是( ) A．正极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．电池放电时，电池中CO32－的物质的量将逐渐减少C．放电时CO32－向负极移动D．电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再到正极，形成闭合回路解析：A项正极反应为O2＋4e－＋2CO2===2CO32－；B项中电池放电时，电池中CO32－的物质的量不变，CO32－向负极移动，K＋向正极移动；导线中靠电子的定向移动导电，电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动导电。
