2021年北京高中化学一轮复习 金属的腐蚀与防护(word版含答案)

第四节金属的电化学腐蚀与防护基础知识落实一、金属的腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质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)根据与金属接触的气体或液体物质不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(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的腐蚀。

腐蚀的速率随温度升高而加快。

②电化学腐蚀：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。

2.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀：(1)析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有氢气放出。

①负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；②正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；③总反应方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

(2)吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时，将会发生吸氧腐蚀。

①负极反应式为2Fe－4e－===2Fe2＋；②正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；③总反应方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。

铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成：2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O＋(3－x)H2O。

总结归纳：1化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。

2析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。

3钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。

二、金属的防护方法1.电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理如图1所示，在被保护的钢闸门上装上若干的金属锌块(比铁活泼)，锌块作原电池的负极；钢闸门作原电池的正极。

图1图2(2)外加电流的阴极保护法——电解原理如图2所示，被保护的钢闸门作阴极，与电源的负极相连；惰性电极作阳极，与电源的正极相连。

高三化学一轮复习金属的腐蚀与防护（学案）知识梳理：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以钢铁的腐蚀为例进行分析：(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—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：惰性金属或石墨。

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

深度思考1．写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。

答案铁锈的形成负极：2Fe－4e－===2Fe2＋正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O(铁锈)＋(3－x)H2O知识归纳1．判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。

(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。

2．两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

1．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为( )A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥答案C 解题探究题组三 高考对金属腐蚀与防护的考查4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)验证铁的吸氧腐蚀，可以将铁钉放入试管中，用盐酸浸没(×)(2019·福建理综，8D)(2)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀(√)(2019·江苏，11C)(3) (√)(2019·四川理综，3C)高考题目：1．(2019·全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na 2SO 4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab 、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na ＋和SO 2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

1．(2022·高考上海卷)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是( ) A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C．用氢氧化铜溶液吸取阴极产物D．用带火星的木条检验阳极产物解析：选B。

A项是在铂上电镀铜，无法提取铜，错误。

利用电解法提取CuCl2溶液中的铜，阴极应发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极可以用碳棒等惰性材料作电极，B项正确。

电解时阴极产生铜，无法用NaOH溶液吸取，C项错误。

阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，无法用带火星的木条检验，D项错误。

2．(2022·潍坊模拟)用铂电极电解确定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )A．NaCl B．Na2CO3C．CuSO4 D．K2S解析：选B。

加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则电解的实质是电解水，故选项B符合。

3．(2022·哈尔滨模拟)电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol·L－1下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( )A．0.10 mol·L－1AgNO3溶液B．0.10 mol·L－1ZnSO4溶液C．0.20 mol·L－1CuCl2溶液D．0.20 mol·L－1Pb(NO3)2溶液解析：选C。

依据金属活动性挨次表可知：Ag和Cu排在H后面，而Zn和Pb排在H以前，所以Ag＋、Cu2＋的氧化性比H＋大，应优先于H＋放电而析出。

由于0.01 mol Ag的质量小于0.02 mol Cu的质量，所以C 项正确。

4．(2022·高考安徽卷)某爱好小组设计如下微型试验装置。

试验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发觉电流表A指针偏转。

下列有关描述正确的是( )A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为2H＋＋2Cl－=====通电Cl2↑＋H2↑B．断开K2，闭合K1时，石墨电极四周溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极解析：选D。

课时34 金属的腐蚀与防护1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2H 2↑ B ．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D ．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀【答案】C【解析】金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

A 中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M －n e －===M n ＋；B 选项中Sn 、Fe 构成电化学腐蚀，主要是Fe －2e －===Fe 2＋，铁先被腐蚀。

常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl 2、S)等反应，发生化学腐蚀。

2．下列叙述中正确的是( )A ．原电池的负极发生还原反应B ．电化学腐蚀的实质是金属单质失去电子形成阳离子，而电子直接转移给氧化剂C ．金属在中性环境中主要发生析氢腐蚀D ．钢铁在潮湿环境中锈蚀时，开始生成Fe(OH)2，而后逐渐变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O【答案】D【解析】不论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，都是先生成Fe(OH)2，再逐渐转变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O 。

3．以下防腐措施中，属于电化学保护法的是( )A ．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B ．在金属中加入一些铬或者镍制成合金C ．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭D ．在金属表面喷漆【答案】C【解析】在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁­锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。

4．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为( )A ．形成原电池，铝作负极B．形成原电池，铜作负极C．形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D．铝质铆钉发生了化学腐蚀【答案】A【解析】金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极，电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜经导线流向铝。