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第三節　金屬的腐蝕與防護
[核心素養發展目標]　1.了解金屬腐蝕的現象及危害。知道金屬腐蝕的類型和本質及金屬發生電化學腐蝕的條件，能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因。2.掌握防止金屬腐蝕的措施及原理。3.了解金屬腐蝕的利用。
一、金屬的腐蝕
1．金屬腐蝕的普遍性及危害
(1)金屬腐蝕現象普遍存在，常常是自發進行的。
思考　舉例說明日常生活中金屬腐蝕的現象。
提示　鐵制品生銹、銅制品產生銅綠等。
(2)金屬腐蝕的危害
①金屬制品的外形、色澤及機械性能等方面都會發生變化，從而使機器設備、儀器、儀表的精度和靈敏度降低，甚至報廢。
②橋梁、建筑物的金屬構架強度降低而造成坍塌。
③地下金屬管道發生泄漏、輪船船體損壞。
2．金屬的腐蝕
(1)概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發生氧化還原反應而引起損耗的現象。
(2)本質：金屬原子失去電子變為陽離子，金屬發生氧化反應。
(3)分類
金屬腐蝕
特別提醒　金屬腐蝕過程中，電化學腐蝕和化學腐蝕往往同時發生，但絕大多數屬于電化學腐蝕。
3．鋼鐵的電化學腐蝕
類別 項目　 析氫腐蝕 吸氧腐蝕
示意圖
條件 水膜酸性較強 水膜酸性很弱或呈中性
負極 Fe－2e－===Fe2＋
正極 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－
總反應 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
聯系 通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍
4.實驗探究
實驗操作 實驗現象 實驗解釋
導管中液面上升 裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成原電池，鐵釘發生吸氧腐蝕
①試管中產生氣泡的速率快 Zn與CuSO4反應生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構成原電池，發生電化學腐蝕，產生氣泡的速率更快
結論：①電化學腐蝕中吸氧腐蝕更普遍；
②電化學腐蝕速率比化學腐蝕大得多。
(1)無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，金屬的腐蝕都是金屬失電子被氧化的過程(　　)
(2)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕(　　)
(3)因為CO2普遍存在，所以鋼鐵腐蝕以析氫腐蝕為主(　　)
(4)銅在酸性條件下也可以發生析氫腐蝕(　　)
(5)純鐵不易被腐蝕，生鐵易被腐蝕，是因為生鐵中含碳能形成原電池發生電化學腐蝕(　　)
(6)鐵的電化學腐蝕的負極反應為Fe－3e－===Fe3＋(　　)
(7)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(　　)
(8)純銀質物品久置表面變暗，是銀發生吸氧腐蝕的結果(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
(6)×　(7)×　(8)×
在一塊拋光、干凈的鋼片上滴上一滴含有少量酚酞和鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])的飽和食鹽水，幾分鐘后，液滴中心部分主要呈現藍色，液滴邊緣為一紅色圓環，而在兩者之間有一棕褐色環。如圖所示：
思考下列問題：
(1)液滴中心出現藍色的原因：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液滴邊緣為一紅色圓環的原因：________________________________________。
(3)棕褐色環的主要成分為鐵銹，用化學用語表示產生鐵銹的過程：_____________
________________________________________________________________________。
答案　(1)中心氧氣的濃度小，為負極，發生反應：Fe－2e－===Fe2＋，然后發生反應：Fe2＋ ＋K＋＋[Fe(CN)6]3－ ===KFe[Fe(CN)6]↓(藍色沉淀)
(2)邊緣氧氣的濃度較大，為正極，電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，使酚酞變紅
(3)中心區(負極)產生的Fe2＋向邊緣(正極)移動，發生如下一系列變化：
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O
二、金屬的防護
1．改變金屬材料的組成
如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產品；鈦合金不僅具有優異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。
2．在金屬表面覆蓋保護層
如在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學方法、離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩定的鈍化膜。
3．電化學保護法
(1)犧牲陽極法
原理：原電池原理，被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極。
應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。
(2)外加電流法
原理：電解池原理，被保護的金屬作陰極，與電源的負極相連。
應用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負極。
4．電化學保護法實驗探究
(1)實驗探究一
實驗操作：一段時間后在Fe電極區取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液。
實驗現象 有關反應 實驗結論
電流表：指針偏轉 — 溶液中不含Fe2＋，鐵作正極未被腐蝕
陽極(負極區)：Zn溶解 Zn－2e－===Zn2＋
陰極(正極區)：有氣泡產生，試管中無藍色沉淀生成 2H＋＋2e－===H2↑
(2)實驗探究二
①將裹有鋅皮的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍變紅。
②將纏有銅絲的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍生成藍色沉淀，銅絲周圍變紅。
結論：鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕。
(1)犧牲陽極法利用的是電解池原理(　　)
(2)在鐵制品表面鍍鋅，是為了防止鐵制品腐蝕，而且鍍層有損壞仍可對鐵制品起到保護作用(　　)
(3)鐵制品涂油脂、噴油漆是為了隔絕鐵與氧氣的接觸，起到保護鐵制品的作用(　　)
(4)鐵閘門可與外加電源的正極相連，起到保護作用(　　)
(5)如圖，石墨電極反應：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(　　)
(6)地下鋼鐵管道用導線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕(　　)
(7)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產生銅綠(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
(6)√　(7)√
1．下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是__________________________________________(填序號)。
答案?、?②>①>③
2．利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。
(1)若X為銅，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處，鐵棒上發生的電極反應為______________________________________，該種防護方法稱為________。
(2)若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵棒上的電極反應為____________________，該電化學防護法稱為________。
答案　(1)N　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　外加電流法　(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－　犧牲陽極法
金屬腐蝕快慢的判斷方法
(1)在同一電解質溶液中，同一種金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極。
(2)同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為強電解質溶液＞弱電解質溶液＞非電解質溶液。
(3)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。
(4)金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。
三、金屬腐蝕的利用
(一)制作暖貼
1．市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、石墨粉、木屑、少量氯化鈉和水等。熱敷袋啟用之前用塑料袋密封，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發現有大量鐵銹存在。請回答下列問題：
(1)熱敷袋放出的熱量是利用了鐵發生__________反應放出的熱量。
(2)加入氯化鈉的主要作用是_______________________________________________。
(3)有關的電極反應式：負極：_____________________________________________，
正極：____________________________。
(4)試用化學方程式表明上述變化過程：_____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)原電池
(2)NaCl溶于水，形成電解質溶液
(3)Fe－2e－===Fe2＋　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)O2＋2Fe＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
解析　電解質溶液是中性的，并且具備形成原電池的條件，結合鐵銹的存在，可以確定鐵發生了吸氧腐蝕。
(二)利用微電解技術處理廢水
2．(2023·山東棗莊高二期末)利用燒結的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無溶解氧的情況下均可在溶液中生成絮凝劑，某種環境下其作用原理圖示如下：
請回答：
(1)圖中C電極上的電極反應式是________。
(2)下列敘述正確的是________(填字母)。
A．鐵電極為正極，碳電極為負極
B．經過加熱燒結的鐵碳混合物表面空隙發達，吸附能力大幅提高，有利于除污
C．如圖所示，碳電極上的反應環境為無溶解氧環境
D．鐵碳混合材料工作過程中電子從鐵電極流出，被絮凝劑運輸至碳電極表面
答案　(1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　(2)BC
3．鉈(Tl)的價態分析及處理方法是環境保護研究的重點課題。
(1)三價鉈各物種[Tl3＋、Tl(OH)2＋、Tl(OH)、Tl(OH)3、Tl(OH)]分布分數(平衡時某物種的物質的量占各物種的總物質的量之和的分數)與pH的關系如圖所示。當pH＝1.5時，溶液中濃度最大的含鉈物種是__________(填化學式)。
(2)鐵鹽、鐵碳混合物可作為去除廢水中Tl＋和Tl3＋的吸附劑。鐵碳混合物去除鉈的原理是__________。若鐵碳混合物中添加少量鋁粉，鉈的去除速率明顯加快，其可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)Tl(OH)2　(2)鐵碳微電池中鐵失去電子變成Fe2＋，Fe2＋進一步被氧化生成Fe3＋，Fe3＋水解形成Fe(OH)3膠體　鋁較鐵更易失電子(或形成膠體的速率更快)
(選擇題1～12題，每小題7分，共84分)
題組一　金屬的腐蝕
1．下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是(　　)
A．金屬被腐蝕的本質：2xM＋yO2===2MxOy
B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化
C．金屬在一般情況下發生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕
D．常溫下，置于空氣中的金屬主要發生化學腐蝕
答案　C
解析　金屬腐蝕的本質是金屬原子失電子，發生氧化反應：M－ne－===Mn＋，A錯誤；馬口鐵的鍍層破損后，Sn、Fe形成原電池，發生電化學腐蝕，鐵先被腐蝕，B錯誤；常溫下，空氣中的金屬主要發生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，C正確、D錯誤。
2．下列有關金屬腐蝕的說法正確的是(　　)
A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質溶液進行化學反應而損耗的過程
B．電化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發生化學反應而損耗的過程
C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收氧氣，產物最終轉化為鐵銹
D．金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同，但電化學腐蝕伴有電流產生
答案　D
解析　電化學腐蝕指不純金屬與電解質溶液接觸時形成原電池而損耗的過程，不需要外加電流，A、B錯誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，C錯誤。
題組二　金屬腐蝕的實驗探究
3．在如圖所示的兩個燒杯中分別插入形狀和大小幾乎一樣的破損的鍍銅鐵片和破損的鍍鋅鐵片，一段時間后，下列說法正確的是(　　)
A．甲和乙燒杯中的鐵均被保護
B．甲中破損處的鐵片溶解，銅層上會產生氣泡
C．甲、乙相比，乙中鐵被腐蝕得更嚴重
D．向兩個燒杯中分別滴加KSCN溶液，溶液均變紅
答案　B
解析　甲中鐵作負極，被腐蝕，A錯誤；甲中鐵片作負極發生反應而溶解，溶液中的氫離子在銅層上生成氫氣，B正確；甲中鐵作負極，被腐蝕，乙中鐵作正極，被保護，甲中鐵腐蝕更嚴重，C錯誤。
4.如圖所示是探究鐵發生腐蝕的裝置圖，下列說法正確的是(　　)
A．若B處液面上升，A溶液可能是酸性溶液
B．若A溶液為NaCl溶液，B、C液面始終保持不變
C．可能產生Fe2O3·nH2O
D．腐蝕的總反應式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
答案　C
解析　析氫腐蝕的總反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，使B處液面下降，則A溶液不可能是酸性溶液，A、D錯誤；若A溶液為NaCl溶液，則發生吸氧腐蝕，B處液面上升，B錯誤；發生吸氧腐蝕：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脫水，氧化產物變為Fe2O3·nH2O，C正確。
題組三　生活中的腐蝕現象及解釋
5．市場上某種一次性保暖貼是利用金屬電化學腐蝕原理制作的，主要成分為鐵粉、水、食鹽、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是電極材料之一，食鹽水為電解質溶液。下列有關保暖貼的說法錯誤的是(　　)
A．該保暖貼中鐵作負極，發生的電極反應是Fe－2e－===Fe2＋
B．活性炭作正極，發生的電極反應是O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．該一次性保暖貼放出的熱量是氧氣與鐵粉發生氧化反應時產生的
D．保暖貼使用前要密封保存，使之與空氣隔絕
答案　C
解析　該保暖貼中，發生鐵的吸氧腐蝕，鐵作負極，電極反應是Fe－2e－===Fe2＋，A項正確；活性炭作正極，氧氣得電子，發生還原反應，電極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B項正確；鐵粉與氧氣通過無數個微小的原電池發生氧化還原反應，放出大量的熱，C項錯誤。
6．相同材質的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是(　　)
答案　C
解析　A項，食醋提供電解質溶液環境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個金屬電極，形成原電池，鐵是活潑金屬，作負極；B項，食鹽水提供電解質溶液環境，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬，作負極，碳作正極；D項，酸雨提供電解質溶液環境，鐵鉚釘和銅板分別作負、正極，形成原電池；在上述三種情況中，都是鐵作負極，鐵容易被腐蝕；C項，銅鍍層均勻地將鐵球覆蓋，使鐵被保護，所以鐵不易被腐蝕。
7．生活中處處有化學，下列有關說法正確的是(　　)
Ⅰ Ⅱ
現象 切過咸菜的刀不及時清洗，不久便會因被腐蝕而出現銹斑 深埋在潮濕土壤中的供水鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下出現漏水
原理圖
A.Ⅰ和Ⅱ發生的都是吸氧腐蝕
B．Ⅰ和Ⅱ中Fe都為負極，電極反應式是Fe－3e－===Fe3＋
C．輸送暖氣的鐵管道極易發生Ⅱ中的腐蝕
D．Ⅰ中銹斑的主要成分是Fe2O3·nH2O
答案　D
解析　由圖可知，Ⅱ中還原菌作用下硫酸根離子在正極得到電子發生還原反應生成氫硫酸根離子，沒有氧氣參與正極放電，所以Ⅱ發生的不是吸氧腐蝕，故A錯誤；由圖可知，Ⅰ和Ⅱ中鐵都為負極，鐵失去電子發生氧化反應生成亞鐵離子，故B錯誤；輸送暖氣的鐵管道不易發生Ⅱ中的腐蝕，因為溫度過高會使硫酸鹽還原菌失活，故C錯誤；由圖可知，Ⅰ中發生的是吸氧腐蝕，銹斑的主要成分是Fe2O3·nH2O，故D正確。
題組四　金屬的防護
8．濃硫酸貯存罐的鈍化金屬保護法示意圖如圖，其原理是利用可鈍化的金屬與直流電源相連，控制合適的電壓，使金屬貯存罐表面形成致密的鈍化膜，以有效減緩金屬腐蝕。下列說法錯誤的是(　　)
A．金屬貯存罐可用鋼制材料
B．電子沿導線流入輔助電極
C．貯存濃硫酸的金屬罐與電源負極相連
D．電壓高到一定程度有可能會加劇腐蝕
答案　C
解析　鋼的主要成分是鐵，鐵遇冷的濃硫酸發生鈍化，因此金屬貯存罐可用鋼制材料，A正確；金屬貯存罐表面形成致密的鈍化膜，發生氧化反應，貯存濃硫酸的金屬罐為陽極，連接電源正極，輔助電極是陰極，電子沿導線流向輔助電極，B正確、C錯誤；金屬為陽極，電壓過高時，大量金屬失電子發生氧化反應，有可能會加劇腐蝕，D正確。
9.閘門由鋼質材料制作，長期浸于水中，通常采用如圖裝置對鋼閘門進行保護。下列說法不正確的是(　　)
A．a、b間用導線連接時，則X可以是鋅
B．a、b間接入電源時，a應連在電源的負極上
C．X應定期更換
D．a、b間用導線連接時，則X發生還原反應
答案　D
解析　a、b間用導線連接時形成原電池，若要保護鋼閘門，則X活潑性應強于鐵，發生氧化反應X可以是鋅，A正確、D錯誤；若接入電源，則a應連在電源的負極作陰極，B正確；X不斷消耗，應定期更換，C正確。
10．寶雞被譽為“青銅器之鄉”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環境中發生的腐蝕對于文物保護和修復有重要意義。如圖為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖，下列說法不正確的是(　　)
A．青銅器發生電化學腐蝕，圖中c作負極
B．潮濕環境中Cl－濃度大時有利于多孔粉狀銹的生成
C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，則消耗的O2體積為4.48 L
D．環境中的Cl－與正、負兩極反應的產物作用生成a的離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
答案　C
解析　根據題圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，腐蝕過程中c作負極，A項正確；潮濕環境中的Cl－與正極反應產物氫氧根離子和負極反應產物銅離子作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮濕環境中Cl－濃度大時，有利于多孔粉狀銹的生成，B、D項正確；未指明是否為標準狀況，無法計算消耗的O2體積，C項錯誤。
11．驗證犧牲陽極法實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。
① 在Fe表面生成藍色沉淀
② 試管內無明顯變化
③ 試管內生成藍色沉淀
下列說法不正確的是(　　)
A．對比②③，可以判定Zn保護了Fe
B．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化
C．驗證Zn保護Fe時不能用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　對比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保護，A正確；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，Fe表面產生了Fe2＋，對比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2＋，B正確；對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2＋，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C正確；由實驗可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D錯誤。
12.在城市地下常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，有些地面上還鋪有地鐵的鐵軌，當有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道或鐵軌形成回路時，就會引起后者的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列有關說法不正確的是(　　)
A．原理圖可理解為兩個串聯電解裝置
B．溶液中鐵絲被腐蝕時，左側有無色氣體產生，附近產生少量白色沉淀，隨后變為灰綠色
C．溶液中鐵絲左側電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋
D．地下管道被腐蝕后不易被發現，維修也不便，故應將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(或油漆等)
答案　C
解析　由原理圖可知，左側鐵棒與正極相連，為陽極，鐵絲左側應為陰極，形成電解裝置，鐵絲右側為陽極，右側鐵棒為陰極又組成電解裝置，所以可理解為兩個串聯電解裝置，A項正確；左側鐵棒為陽極，電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，左側鐵絲為陰極，電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－濃度增大，與陽極產生的Fe2＋結合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰綠色，B項正確，C項錯誤；為了保護地下管道不被腐蝕，故應將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜等，D項正確。
13.(8分)如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。
(1)該電化學腐蝕稱為________________。
(2)圖中A、B、C、D四個區域，生成鐵銹最多的是________(填字母，下同)。
(3)以鋅為負極，采用犧牲陽極法防止鐵閘的腐蝕，圖中鋅塊的固定位置最好應在______處。
答案　(1)吸氧腐蝕　(2)B　(3)C
14．(8分)關于鐵生銹的機理有人提出如下4個步驟：
①Fe－2e－===Fe2＋?、贖＋＋e－===H?、?H＋O2===2H2O?、?Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋
試根據以上過程回答下列問題：
(1)根據以上機理，判斷下列說法正確的是________(填字母，下同)。
A．以上銹蝕過程發生的是化學腐蝕
B．從銹蝕反應的最終結果看，水既是氧化劑，又是還原劑
C．反應的實質是氧氣被還原，金屬鐵被氧化
D．從反應機理看，銹蝕過程發生的是析氫腐蝕
(2)某鐵件需長期浸于水下，為了減緩腐蝕，采取的下列措施正確的有__________________。
A．給鐵件鉚上一些鋅板
B．給鐵件通入直流電，把鐵件與電源正極連接
C．在制造鐵件時，在鐵中摻入一定比例的銅制成合金
D．在鐵件表面涂上一層較厚的瀝青
(3)質量為1 000 g的某鐵件已在水下生銹，若已知整個銹蝕過程中有6 mol電子發生轉移，則參加反應的O2在標準狀況下的體積為____________ L，生銹后鐵件的質量為______ g(已知鐵銹Fe2O3·xH2O中x的值為1)。
答案　(1)C　(2)AD　(3)33.6　1 066
解析　(1)根據反應機理，將方程式疊加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，為吸氧腐蝕。(2)保護鐵不被腐蝕，可隔絕O2或采取犧牲陽極法等。(3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得關系式：
3O2　　～　　12e－　　～　　增加質量
3×22.4 L　　　12 mol　　　　132 g
V(O2)　　　　　6 mol　　　　Δm
V(O2)＝＝33.6 L，Δm＝＝66 g，生銹后鐵件質量為1 000 g＋66 g＝1 066 g。第三節　金屬的腐蝕與防護
[核心素養發展目標]　1.了解金屬腐蝕的現象及危害。知道金屬腐蝕的類型和本質及金屬發生電化學腐蝕的條件，能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因。2.掌握防止金屬腐蝕的措施及原理。3.了解金屬腐蝕的利用。
一、金屬的腐蝕
1．金屬腐蝕的普遍性及危害
(1)金屬腐蝕現象普遍存在，常常是自發進行的。
思考　舉例說明日常生活中金屬腐蝕的現象。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)金屬腐蝕的危害
①金屬制品的______、________及________等方面都會發生變化，從而使機器設備、儀器、儀表的精度和靈敏度________，甚至報廢。
②橋梁、建筑物的金屬構架強度__________而造成坍塌。
③地下金屬管道發生泄漏、輪船船體損壞。
2．金屬的腐蝕
(1)概念：金屬或合金與周圍的__________發生________反應而引起損耗的現象。
(2)本質：金屬原子________電子變為陽離子，金屬發生________反應。
(3)分類
金屬腐蝕
特別提醒　金屬腐蝕過程中，電化學腐蝕和化學腐蝕往往同時發生，但絕大多數屬于電化學腐蝕。
3．鋼鐵的電化學腐蝕
類別 項目 析氫腐蝕 吸氧腐蝕
示意圖
條件 水膜酸性較強 水膜酸性很弱或呈中性
負極
正極
總反應
聯系 通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍
4.實驗探究
實驗操作 實驗現象 實驗解釋
導管中___________________ __________________________________________________ 裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成________，鐵釘發生______腐蝕
①試管中產生氣泡的速率______________________ Zn與CuSO4反應生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構成_________，發生________腐蝕，產生氣泡的速率更________________
結論：①電化學腐蝕中吸氧腐蝕更普遍；
②電化學腐蝕速率比化學腐蝕大得多。
(1)無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，金屬的腐蝕都是金屬失電子被氧化的過程(　　)
(2)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕(　　)
(3)因為CO2普遍存在，所以鋼鐵腐蝕以析氫腐蝕為主(　　)
(4)銅在酸性條件下也可以發生析氫腐蝕(　　)
(5)純鐵不易被腐蝕，生鐵易被腐蝕，是因為生鐵中含碳能形成原電池發生電化學腐蝕(　　)
(6)鐵的電化學腐蝕的負極反應為Fe－3e－===Fe3＋(　　)
(7)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(　　)
(8)純銀質物品久置表面變暗，是銀發生吸氧腐蝕的結果(　　)
在一塊拋光、干凈的鋼片上滴上一滴含有少量酚酞和鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])的飽和食鹽水，幾分鐘后，液滴中心部分主要呈現藍色，液滴邊緣為一紅色圓環，而在兩者之間有一棕褐色環。如圖所示：
思考下列問題：
(1)液滴中心出現藍色的原因：___________________________________________________。
(2)液滴邊緣為一紅色圓環的原因：_______________________________________________。
(3)棕褐色環的主要成分為鐵銹，用化學用語表示產生鐵銹的過程：____________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
二、金屬的防護
1．改變金屬材料的組成
如普通鋼中加入________等制成不銹鋼產品；________不僅具有優異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。
2．在金屬表面覆蓋保護層
如在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學方法、________、________等方式在金屬表面形成穩定的鈍化膜。
3．電化學保護法
(1)犧牲陽極法
原理：原電池原理，被保護的金屬作______，活潑性更強的金屬作________。
應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。
(2)外加電流法
原理：電解池原理，被保護的金屬作陰極，與電源的________相連。
應用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負極。
4．電化學保護法實驗探究
(1)實驗探究一
實驗操作：一段時間后在Fe電極區取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液。
實驗現象 有關反應 實驗結論
電流表：指針________ － 溶液中不含Fe2＋，鐵作正極未被腐蝕
陽極(負極區)：Zn溶解
陰極(正極區)：有________產生，試管中____藍色沉淀生成
(2)實驗探究二
①將裹有鋅皮的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍________。
②將纏有銅絲的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍生成____________，銅絲周圍______________________________________________________。
結論：________________________________________________________________________。
(1)犧牲陽極法利用的是電解池原理(　　)
(2)在鐵制品表面鍍鋅，是為了防止鐵制品腐蝕，而且鍍層有損壞仍可對鐵制品起到保護作用(　　)
(3)鐵制品涂油脂、噴油漆是為了隔絕鐵與氧氣的接觸，起到保護鐵制品的作用(　　)
(4)鐵閘門可與外加電源的正極相連，起到保護作用(　　)
(5)如圖，石墨電極反應：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(　　)
(6)地下鋼鐵管道用導線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕(　　)
(7)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產生銅綠(　　)
1．下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是_____________(填序號)。
2．利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。
(1)若X為銅，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處，鐵棒上發生的電極反應為____________________________________，該種防護方法稱為________。
(2)若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵棒上的電極反應為_______________________________，該電化學防護法稱為________。
金屬腐蝕快慢的判斷方法
(1)在同一電解質溶液中，同一種金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極。
(2)同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為強電解質溶液＞弱電解質溶液＞非電解質溶液。
(3)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。
(4)金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。
三、金屬腐蝕的利用
(一)制作暖貼
1．市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、石墨粉、木屑、少量氯化鈉和水等。熱敷袋啟用之前用塑料袋密封，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發現有大量鐵銹存在。請回答下列問題：
(1)熱敷袋放出的熱量是利用了鐵發生__________反應放出的熱量。
(2)加入氯化鈉的主要作用是_______________________________________________。
(3)有關的電極反應式：負極：_________________________________________，正極：____________________________。
(4)試用化學方程式表明上述變化過程：______________________________________
________________________________________________________________________。
(二)利用微電解技術處理廢水
2．(2023·山東棗莊高二期末)利用燒結的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無溶解氧的情況下均可在溶液中生成絮凝劑，某種環境下其作用原理圖示如下：
請回答：
(1)圖中C電極上的電極反應式是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)下列敘述正確的是________(填字母)。
A．鐵電極為正極，碳電極為負極
B．經過加熱燒結的鐵碳混合物表面空隙發達，吸附能力大幅提高，有利于除污
C．如圖所示，碳電極上的反應環境為無溶解氧環境
D．鐵碳混合材料工作過程中電子從鐵電極流出，被絮凝劑運輸至碳電極表面
3．鉈(Tl)的價態分析及處理方法是環境保護研究的重點課題。
(1)三價鉈各物種[Tl3＋、Tl(OH)2＋、Tl(OH)2、Tl(OH)3、Tl(OH)]分布分數(平衡時某物種的物質的量占各物種的總物質的量之和的分數)與pH的關系如圖所示。當pH＝1.5時，溶液中濃度最大的含鉈物種是_________________________________________________(填化學式)。
(2)鐵鹽、鐵碳混合物可作為去除廢水中Tl＋和Tl3＋的吸附劑。鐵碳混合物去除鉈的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若鐵碳混合物中添加少量鋁粉，鉈的去除速率明顯加快，其可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(共70張PPT)
第四章
第三節　金屬的腐蝕與防護
1.了解金屬腐蝕的現象及危害。知道金屬腐蝕的類型和本質及金屬發生電化學
腐蝕的條件，能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因。
2.掌握防止金屬腐蝕的措施及原理。
3.了解金屬腐蝕的利用。
核心素養
發展目標
一、金屬的腐蝕
二、金屬的防護
三、金屬腐蝕的利用
課時對點練
內容索引
金屬的腐蝕
一
1.金屬腐蝕的普遍性及危害
(1)金屬腐蝕現象普遍存在，常常是自發進行的。
思考　舉例說明日常生活中金屬腐蝕的現象。
提示　鐵制品生銹、銅制品產生銅綠等。
(2)金屬腐蝕的危害
①金屬制品的_____、_____及________等方面都會發生變化，從而使機器設備、儀器、儀表的精度和靈敏度_____，甚至報廢。
②橋梁、建筑物的金屬構架強度_____而造成坍塌。
③地下金屬管道發生泄漏、輪船船體損壞。
外形
色澤
機械性能
降低
降低
2.金屬的腐蝕
(1)概念：金屬或合金與周圍的___________發生_________反應而引起損耗的現象。
(2)本質：金屬原子______電子變為陽離子，金屬發生_____反應。
(3)分類
氣體或液體
氧化還原
失去
氧化
金屬腐蝕
化學腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(如O2、Cl2、SO2
等)直接反應而引起的腐蝕
電化學腐蝕：當_____的金屬與_______溶液接觸時會發生
______反應，比較活潑的金屬發生氧化反應而被腐蝕
不純
電解質
原電池
特別提醒　金屬腐蝕過程中，電化學腐蝕和化學腐蝕往往同時發生，但絕大多數屬于電化學腐蝕。
3.鋼鐵的電化學腐蝕
類別 項目　 析氫腐蝕 吸氧腐蝕
示意圖
條件 水膜酸性較強 水膜酸性很弱或呈中性
類別 項目　 析氫腐蝕 吸氧腐蝕
負極 _________________
正極 __________________ ________________________
總反應 ______________________ __________________________
聯系 通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
4.實驗探究
實驗操作 實驗現象 實驗解釋
導管中_________ 裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成_______，鐵釘發生_____腐蝕
①試管中產生氣泡的速率____ Zn與CuSO4反應生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構成______，發生_____
___腐蝕，產生氣泡的速率更___
液面上升
原電池
吸氧
快
原電池
電化
學
快
結論：①電化學腐蝕中吸氧腐蝕更普遍；
②電化學腐蝕速率比化學腐蝕大得多。
(1)無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，金屬的腐蝕都是金屬失電子被氧化的過程
(2)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕
(3)因為CO2普遍存在，所以鋼鐵腐蝕以析氫腐蝕為主
(4)銅在酸性條件下也可以發生析氫腐蝕
(5)純鐵不易被腐蝕，生鐵易被腐蝕，是因為生鐵中含碳能形成原電池發生電化學腐蝕
正誤判斷
×
√
√
×
×
(6)鐵的電化學腐蝕的負極反應為Fe－3e－===Fe3＋
(7)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物
(8)純銀質物品久置表面變暗，是銀發生吸氧腐蝕的結果
正誤判斷
×
×
×
在一塊拋光、干凈的鋼片上滴上一滴含有少量酚酞和鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])的飽和食鹽水，幾分鐘后，液滴中心部分主要呈現藍色，液滴邊緣為一紅色圓環，而在兩者之間有一棕褐色環。如圖所示：
思考下列問題：
(1)液滴中心出現藍色的原因：______________
________________________________________
____________________________________________________________。
思考交流
中心氧氣的濃
度小，為負極，發生反應：Fe－2e－===Fe2＋，
然后發生反應：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓(藍色沉淀)
(2)液滴邊緣為一紅色圓環的原因：____________
_________________________________________________________________。
思考交流
邊緣氧氣的濃度較大，為正極，電極反應為O2＋2H2O＋4e－
===4OH－，使酚酞變紅
(3)棕褐色環的主要成分為鐵銹，用化學用語表示產生鐵銹的過程：_____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
中心區(負極)產生的Fe2＋向邊緣(正極)移動，發生如下一系列變化：
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O
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金屬的防護
二
1.改變金屬材料的組成
如普通鋼中加入_______等制成不銹鋼產品；______不僅具有優異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。
2.在金屬表面覆蓋保護層
如在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學方法、_________、________等方式在金屬表面形成穩定的鈍化膜。
鎳、鉻
鈦合金
離子注入
表面滲鍍
3.電化學保護法
(1)犧牲陽極法
原理：原電池原理，被保護的金屬作
_____，活潑性更強的金屬作_____。
應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。
正極
負極
(2)外加電流法
原理：電解池原理，被保護的金屬作陰極，與電源的_____相連。
應用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負極。
負極
4.電化學保護法實驗探究
(1)實驗探究一
實驗操作：一段時間后在Fe電極區取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液。
實驗現象 有關反應 實驗結論
電流表：指針_____ — 溶液中不含Fe2＋，鐵作正極未被腐蝕
陽極(負極區)：Zn溶解 ________________
陰極(正極區)：有_____產生，試管中___藍色沉淀生成 ________________
偏轉
Zn－2e－===Zn2＋
氣泡
無
2H＋＋2e－===H2↑
(2)實驗探究二
①將裹有鋅皮的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍_____。
②將纏有銅絲的鐵釘放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的瓊脂中，鐵釘周圍生成_________，銅絲周圍_____。
結論：_________________________________________。
變紅
藍色沉淀
變紅
鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕
(1)犧牲陽極法利用的是電解池原理
(2)在鐵制品表面鍍鋅，是為了防止鐵制品腐蝕，而且鍍層有損壞仍可對鐵制品起到保護作用
(3)鐵制品涂油脂、噴油漆是為了隔絕鐵與氧氣的接觸，起到保護鐵制品的作用
(4)鐵閘門可與外加電源的正極相連，起到保護作用
正誤判斷
√
×
×
√
(5)如圖，石墨電極反應：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(6)地下鋼鐵管道用導線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕
(7)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產生銅綠
正誤判斷
√
×
√
1.下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是_____________(填序號)。
思考交流
④>②>①>③
2.利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。
(1)若X為銅，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于___處，
鐵棒上發生的電極反應為_________________________，
該種防護方法稱為___________。
(2)若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵棒上的電極反應為_____________
_______________，該電化學防護法稱為___________。
思考交流
N
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
外加電流法
O2＋4e－＋
2H2O===4OH－
犧牲陽極法
金屬腐蝕快慢的判斷方法
(1)在同一電解質溶液中，同一種金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極。
(2)同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為強電解質溶液＞弱電解質溶液＞非電解質溶液。
(3)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。
(4)金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。
歸納總結
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金屬腐蝕的利用
三
(一)制作暖貼
1.市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、石墨粉、木屑、少量氯化鈉和水等。熱敷袋啟用之前用塑料袋密封，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發現有大量鐵銹存在。請回答下列問題：
(1)熱敷袋放出的熱量是利用了鐵發生_______反應放出的熱量。
(2)加入氯化鈉的主要作用是___________________________。
(3)有關的電極反應式：負極：_______________，正極：___________
_____________。
原電池
NaCl溶于水，形成電解質溶液
Fe－2e－===Fe2＋
2H2O＋O2＋
4e－===4OH－
(4)試用化學方程式表明上述變化過程：__________________________
____________________________________________________________。
O2＋2Fe＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
電解質溶液是中性的，并且具備形成原電池的條件，結合鐵銹的存在，可以確定鐵發生了吸氧腐蝕。
(二)利用微電解技術處理廢水
2.(2023·山東棗莊高二期末)利用燒結的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無溶解氧的情況下均可在溶液中生成絮凝劑，某種環境下其作用原理圖示如下：
請回答：
(1)圖中C電極上的電極反應式是
___________________________。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
(2)下列敘述正確的是____(填字母)。
A.鐵電極為正極，碳電極為負極
B.經過加熱燒結的鐵碳混合物表
面空隙發達，吸附能力大幅提
高，有利于除污
C.如圖所示，碳電極上的反應環境為無溶解氧環境
D.鐵碳混合材料工作過程中電子從鐵電極流出，被絮凝劑運輸至碳電
極表面
BC
3.鉈(Tl)的價態分析及處理方法是環境保護研究的重點課題。
(1)三價鉈各物種[Tl3＋、Tl(OH)2＋、 ]分布分數(平衡時某物種的物質的量占各物種的總物質的量之和的分數)與pH的關系如圖所示。當pH＝1.5時，溶液中濃度最大的含鉈物種是_________(填化學式)。
(2)鐵鹽、鐵碳混合物可作為去除廢水中Tl＋和Tl3＋的吸附劑。鐵碳混合物去除鉈的原理是________________
________________________________________________________________
鐵碳微電池中鐵失去電子變成Fe2＋，Fe2＋進一步被氧化生成Fe3＋，Fe3＋水解形成Fe(OH)3膠體
____________。若鐵碳混合物中添加少量鋁粉，鉈的去除速率明顯加快，其可能原因是_______________________________________。
鋁較鐵更易失電子(或形成膠體的速率更快)
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題組一　金屬的腐蝕
1.下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是
A.金屬被腐蝕的本質：2xM＋yO2===2MxOy
B.馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化
C.金屬在一般情況下發生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕
D.常溫下，置于空氣中的金屬主要發生化學腐蝕
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對點訓練
金屬腐蝕的本質是金屬原子失電子，發生氧化反應：M－ne－===Mn＋，A錯誤；
馬口鐵的鍍層破損后，Sn、Fe形成原電池，發生電化學腐蝕，鐵先被腐蝕，B錯誤；
常溫下，空氣中的金屬主要發生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，C正確、D錯誤。
2.下列有關金屬腐蝕的說法正確的是
A.金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質溶液進行化學反應而損耗的過程
B.電化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發生化學反應而損耗的過程
C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收氧氣，產物最終轉化為鐵銹
D.金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同，但電化學腐蝕伴有電流產生
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電化學腐蝕指不純金屬與電解質溶液接觸時形成原電池而損耗的過程，不需要外加電流，A、B錯誤；
鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，C錯誤。
題組二　金屬腐蝕的實驗探究
3.在如圖所示的兩個燒杯中分別插入形狀和大小幾乎一樣的破損的鍍銅鐵片和破損的鍍鋅鐵片，一段時間后，下列說法正確的是
A.甲和乙燒杯中的鐵均被保護
B.甲中破損處的鐵片溶解，銅層上會產生氣泡
C.甲、乙相比，乙中鐵被腐蝕得更嚴重
D.向兩個燒杯中分別滴加KSCN溶液，溶液均變紅
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對點訓練
甲中鐵作負極，被腐蝕，A錯誤；
甲中鐵片作負極發生反應而溶解，溶液中的氫離子在銅層上生成氫氣，B正確；
甲中鐵作負極，被腐蝕，乙中鐵作正極，被保護，甲中鐵腐蝕更嚴重，C錯誤。
4.如圖所示是探究鐵發生腐蝕的裝置圖，下列說法正確的是
A.若B處液面上升，A溶液可能是酸性溶液
B.若A溶液為NaCl溶液，B、C液面始終保持不變
C.可能產生Fe2O3·nH2O
D.腐蝕的總反應式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
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析氫腐蝕的總反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，使B處液面下降，則A溶液不可能是酸性溶液，A、D錯誤；
若A溶液為NaCl溶液，則發生吸氧腐蝕，B處液面上升，B錯誤；
發生吸氧腐蝕：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O
===4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脫水，氧化產物變為Fe2O3·nH2O，C正確。
題組三　生活中的腐蝕現象及解釋
5.市場上某種一次性保暖貼是利用金屬電化學腐蝕原理制作的，主要成分為鐵粉、水、食鹽、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是電極材料之一，食鹽水為電解質溶液。下列有關保暖貼的說法錯誤的是
A.該保暖貼中鐵作負極，發生的電極反應是Fe－2e－===Fe2＋
B.活性炭作正極，發生的電極反應是O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C.該一次性保暖貼放出的熱量是氧氣與鐵粉發生氧化反應時產生的
D.保暖貼使用前要密封保存，使之與空氣隔絕
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該保暖貼中，發生鐵的吸氧腐蝕，鐵作負極，電極反應是Fe－2e－===Fe2＋，A項正確；
活性炭作正極，氧氣得電子，發生還原反應，電極反應為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B項正確；
鐵粉與氧氣通過無數個微小的原電池發生氧化還原反應，放出大量的熱，C項錯誤。
6.相同材質的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是
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A項，食醋提供電解質溶液環境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個金屬電極，形成原電池，鐵是活潑金屬，作負極；
B項，食鹽水提供電解質溶液環境，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬，作負極，碳作正極；
D項，酸雨提供電解質溶液環境，鐵鉚釘和銅板分別作負、正極，形成原電池；在上述三種情況中，都是鐵作負極，鐵容易被腐蝕；
C項，銅鍍層均勻地將鐵球覆蓋，使鐵被保護，所以鐵不易被腐蝕。
7.生活中處處有化學，下列有關說法正確的是
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Ⅰ Ⅱ
現象 切過咸菜的刀不及時清洗，不久便會因被腐蝕而出現銹斑 深埋在潮濕土壤中的供水鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下出現漏水
原理圖
A.Ⅰ和Ⅱ發生的都是吸氧腐蝕
B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都為負極，電極反應式是Fe－3e－===Fe3＋
C.輸送暖氣的鐵管道極易發生Ⅱ中的腐蝕
D.Ⅰ中銹斑的主要成分是Fe2O3·nH2O
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對點訓練
由圖可知，Ⅱ中還原菌作用下硫酸根離子在正極得到電子發生還原反應生成氫硫酸根離子，沒有氧氣參與正極放電，所以Ⅱ發生的不是吸氧腐蝕，故A錯誤；
由圖可知，Ⅰ和Ⅱ中鐵都為負極，鐵失去電子發生氧化反應生成亞鐵離子，故B錯誤；
輸送暖氣的鐵管道不易發生Ⅱ中的腐蝕，因為溫度過高會使硫酸鹽還原菌失活，故C錯誤；
由圖可知，Ⅰ中發生的是吸氧腐蝕，銹斑的主要成分是Fe2O3·nH2O，故D正確。
題組四　金屬的防護
8.濃硫酸貯存罐的鈍化金屬保護法示意圖如圖，其原理是利用可鈍化的金屬與直流電源相連，控制合適的電壓，使金屬貯存罐表面形成致密的鈍化膜，以有效減緩金屬腐蝕。下列說法錯誤的是
A.金屬貯存罐可用鋼制材料
B.電子沿導線流入輔助電極
C.貯存濃硫酸的金屬罐與電源負極相連
D.電壓高到一定程度有可能會加劇腐蝕
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鋼的主要成分是鐵，鐵遇冷的濃硫酸發生鈍化，因此金屬貯存罐可用鋼制材料，A正確；
金屬貯存罐表面形成致密的鈍化膜，
對點訓練
發生氧化反應，貯存濃硫酸的金屬罐為陽極，連接電源正極，輔助電極是陰極，電子沿導線流向輔助電極，B正確、C錯誤；
金屬為陽極，電壓過高時，大量金屬失電子發生氧化反應，有可能會加劇腐蝕，D正確。
9.閘門由鋼質材料制作，長期浸于水中，通常采用如圖裝置對鋼閘門進行保護。下列說法不正確的是
A.a、b間用導線連接時，則X可以是鋅
B.a、b間接入電源時，a應連在電源的負極上
C.X應定期更換
D.a、b間用導線連接時，則X發生還原反應
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對點訓練
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a、b間用導線連接時形成原電池，若要保護
鋼閘門，則X活潑性應強于鐵，發生氧化反
應X可以是鋅，A正確、D錯誤；
若接入電源，則a應連在電源的負極作陰極，B正確；
X不斷消耗，應定期更換，C正確。
對點訓練
10.寶雞被譽為“青銅器之鄉”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環境中發生的腐蝕對于文物保護和修復有重要意義。如圖為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖，下列說法不正確的是
A.青銅器發生電化學腐蝕，圖中c作負極
B.潮濕環境中Cl－濃度大時有利于多孔粉
狀銹的生成
C.若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，則消耗的O2體積為4.48 L
D.環境中的Cl－與正、負兩極反應的產物作用生成a的離子方程式為2Cu2＋＋
3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
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綜合強化
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根據題圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，腐蝕過程中c作負極，A項正確；
綜合強化
潮濕環境中的Cl－與正極反應產物氫氧根離子和負極反應產物銅離子作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮濕環境中Cl－濃度大時，有利于多孔粉狀銹的生成，B、D項正確；
未指明是否為標準狀況，無法計算消耗的O2體積，C項錯誤。
11.驗證犧牲陽極法實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。
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綜合強化
① 在Fe表面生成藍色沉淀
② 試管內無明顯變化
③ 試管內生成藍色沉淀
下列說法不正確的是
A.對比②③，可以判定Zn保護了Fe
B.對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化
C.驗證Zn保護Fe時不能用①的方法
D.將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑
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綜合強化
對比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保護，A正確；
①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，Fe表面產生了Fe2＋，對比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2＋，B正確；
對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2＋，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C正確；
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綜合強化
由實驗可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D錯誤。
12.在城市地下常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，有些地面上還鋪有地鐵的鐵軌，當有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道或鐵軌形成回路時，就會引起后者的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列有關說法不正確的是
A.原理圖可理解為兩個串聯電解裝置
B.溶液中鐵絲被腐蝕時，左側有無色氣體產生，
附近產生少量白色沉淀，隨后變為灰綠色
C.溶液中鐵絲左側電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋
D.地下管道被腐蝕后不易被發現，維修也不便，故應將埋在地下的金屬管道
表面涂絕緣膜(或油漆等)
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綜合強化
由原理圖可知，左側鐵棒與正極相連，為陽極，鐵絲左側應為陰極，形成電解裝置，鐵絲右側為陽極，右側鐵棒為陰極又組成電解裝置，所以可理解為兩個串聯電解裝置，A項正確；
左側鐵棒為陽極，電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，左側鐵絲為陰極，電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－濃度增大，與陽極產生的Fe2＋結合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰綠色，B項正確，C項錯誤；
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為了保護地下管道不被腐蝕，故應將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜等，D項正確。
13.(8分)如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。
(1)該電化學腐蝕稱為_________。
(2)圖中A、B、C、D四個區域，生成鐵銹最多的是
___(填字母，下同)。
(3)以鋅為負極，采用犧牲陽極法防止鐵閘的腐蝕，
圖中鋅塊的固定位置最好應在___處。
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綜合強化
吸氧腐蝕
B
C
14.(8分)關于鐵生銹的機理有人提出如下4個步驟：
①Fe－2e－===Fe2＋　②H＋＋e－===H?、?H＋O2===2H2O?、?Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋
試根據以上過程回答下列問題：
(1)根據以上機理，判斷下列說法正確的是___(填字母，下同)。
A.以上銹蝕過程發生的是化學腐蝕
B.從銹蝕反應的最終結果看，水既是氧化劑，又是還原劑
C.反應的實質是氧氣被還原，金屬鐵被氧化
D.從反應機理看，銹蝕過程發生的是析氫腐蝕
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C
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綜合強化
根據反應機理，將方程式疊加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，為吸氧腐蝕。
(2)某鐵件需長期浸于水下，為了減緩腐蝕，采取的下列措施正確的有_____。
A.給鐵件鉚上一些鋅板
B.給鐵件通入直流電，把鐵件與電源正極連接
C.在制造鐵件時，在鐵中摻入一定比例的銅制成合金
D.在鐵件表面涂上一層較厚的瀝青
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綜合強化
AD
保護鐵不被腐蝕，可隔絕O2或采取犧牲陽極法等。
(3)質量為1 000 g的某鐵件已在水下生銹，若已知整個銹蝕過程中有6 mol電子發生轉移，則參加反應的O2在標準狀況下的體積為______ L，生銹后鐵件的質量為______ g(已知鐵銹Fe2O3·xH2O中x的值為1)。
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33.6
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綜合強化
由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得關系式：
3O2　　～　　12e－　　～　　增加質量
3×22.4 L　　 12 mol　　　　 132 g
V(O2)　　　　 6 mol　　　　 Δm
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