資源簡介

(共21張PPT)
　
1.金屬的腐蝕
(1)金屬的腐蝕是指金屬或合金與周圍環境中的物質發生化學反應而腐蝕損耗的現象。
(2)金屬腐蝕的實質:金屬原子失去電子被氧化的過程,用反應方程式表示為M-ne- Mn+(M
代表金屬原子)。
(3)金屬腐蝕的分類和比較(詳見定點1)
2.金屬的電化學腐蝕
(1)吸氧腐蝕:鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性時,溶解在水膜中的氧氣參加電極反應,發生
吸氧腐蝕。
第三單元 金屬的腐蝕與防護
必備知識 清單破
知識點 1 金屬的電化學腐蝕

負極:2Fe-4e- 2Fe2+;
正極:2H2O+O2+4e- 4OH-;
總反應:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。
Fe(OH)2進一步發生反應:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,Fe(OH)3脫去一部分水生成鐵銹
的主要成分Fe2O3·nH2O。
(2)析氫腐蝕:金屬表面的電解質溶液酸性較強時,易發生析氫腐蝕,腐蝕過程中不斷有氫氣放出。

負極:Fe-2e- Fe2+;
正極:2H++2e- H2↑;
總反應:Fe+2H+ Fe2++H2↑。
2.方法
(1)改變金屬內部結構:如制成合金等。
(2)加防護層:如在金屬表面涂油或油漆、覆蓋塑料、鍍不活潑金屬等。
(3)電化學防護
知識點 2 金屬的電化學防護
1.本質:阻止金屬發生氧化反應。
犧牲陽極的陰極保護法 外加電流的陰極保護法
依據 原電池原理 電解原理
原理 形成原電池時,被保護金屬作正極(陰極),不反應受到保護;活潑金屬作負極(陽極),發生反應受到腐蝕,陽極要定期更換 將被保護的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個電極,使被保護金屬作陰極,在外加直流電的作用下使陰極得到保護
應用 保護一些鋼鐵設備,如鍋爐內壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅片 保護土壤、海水及河水中的金屬設備
實例 示意圖
知識辨析
1.為使某些鐵制品保持亮潔美觀,經常在其表面鍍上一層錫,當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍
層能對鐵制品起保護作用。這種說法對嗎
2.外加電流的陰極保護法即將需保護的金屬與電源的負極相連。這種說法對嗎
3.只有在金屬活動順序中位于氫前面的金屬才可能發生析氫腐蝕。這種說法對嗎
一語破的
1.不對。鍍錫鐵的鍍層破損,形成原電池時鐵是負極更易被腐蝕。
2.對。將需保護的金屬與電源的負極相連,金屬不易失去電子,不易被氧化。
3.對。在金屬活動順序中位于氫前面的金屬可與非氧化性酸反應,發生析氫腐蝕,氫后面的金
屬不能與酸反應生成H2,所以不能發生析氫腐蝕,只能發生吸氧腐蝕。

關鍵能力 定點破
定點 1 金屬腐蝕的分類和比較
典例 用壓強傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4的醋酸溶液中發生腐蝕類型的裝置及得到的圖
像如下。

分析圖像,以下結論錯誤的是 (　 )
A.兩溶液中均有化學能轉化為電能
B.在酸性溶液中生鐵可能發生吸氧腐蝕
C.溶液pH≤2時,生鐵發生析氫腐蝕
D.兩溶液中負極電極反應均為Fe-3e- Fe3+
D
思路點撥：根據錐形瓶中氣體壓強與時間關系圖可知,pH=2時,生鐵主要發生析氫腐蝕,pH=
4時,生鐵主要發生吸氧腐蝕。
解析：兩溶液中都發生電化學腐蝕,有化學能轉化為電能,A項正確;醋酸溶液的pH=4時,錐形
瓶中壓強隨著反應的進行而逐漸減小,說明生鐵發生了吸氧腐蝕,所以在酸性溶液中生鐵也
可能發生吸氧腐蝕,B項正確;根據醋酸溶液的pH=2時,錐形瓶中壓強與時間的關系知,隨著反
應的進行壓強逐漸增大,說明生鐵發生了析氫腐蝕,則溶液pH≤2時,生鐵發生析氫腐蝕,C項
正確;兩溶液中鐵均為負極,電極反應均為Fe-2e- Fe2+,D項錯誤。
1.影響金屬腐蝕快慢的因素
(1)與構成原電池的材料有關,兩極材料的活潑性差別越大,氧化還原反應的速率越快,活潑金
屬被腐蝕的速率就越快。
(2)與金屬所接觸的介質有關。
2.金屬腐蝕快慢比較
(1)按腐蝕類型:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。
(2)按電解質類型:金屬在濃度相等的不同溶液中的腐蝕速率,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:一般電解質濃度越大,金屬腐蝕得越快。
定點 2 金屬的腐蝕速率
(4)根據金屬活動性:形成原電池時,一般活動性差別越大,活潑金屬腐蝕得越快。
典例 下列敘述錯誤的是 (　 )
A.生鐵中含有碳,抗腐蝕能力比純鐵弱
B.用錫焊接的鐵質器件,焊接處易生銹
C.在鐵制品上鍍銅時,鍍件為陽極,銅鹽溶液為電鍍液
D.鐵管上鑲嵌鋅塊,鐵管不易被腐蝕
C
思路點撥：較活潑的金屬中含不太活潑的金屬或碳,一般較活潑的金屬作原電池的負極,易
被腐蝕。
解析：生鐵中含有碳,易形成原電池,鐵被腐蝕速率加快,故抗腐蝕能力比純鐵弱,A正確;用錫
焊接的鐵質器件,形成原電池時,鐵作負極,被腐蝕,故焊接處易生銹,B正確;在鐵制品上鍍銅
時,鍍件為陰極,銅鹽溶液為電鍍液,C錯誤;鐵管上鑲嵌鋅塊,形成原電池時,鋅作負極被腐蝕,
鐵作正極被保護,故鐵管不易被腐蝕,D正確。
情境探究
　　最長跨海大橋“港珠澳大橋”全長50多公里,海中橋墩由鋼管復合樁組成。在鋼管復合
樁表面涂上環氧樹脂涂料可以減緩鋼管復合樁的腐蝕速率。將鋼管復合樁與外加直流電源
的負極相連,可以減緩鋼管復合樁的腐蝕速率。在鋼管復合樁水下區域裝上若干鎂鋁合金,
可以減緩鋼管復合樁的腐蝕速率。
素養 科學探究與創新意識、科學態度與社會責任——金屬的腐蝕與防護
學科素養 情境破
問題1 金屬為什么容易被腐蝕
提示 金屬原子最外層電子數一般較少,易失去電子被氧化,所以金屬易被腐蝕。
問題2 以上材料中提到了哪幾種防護方法
提示 ①在金屬表面覆蓋防護層;②外加電流的陰極保護法;③犧牲陽極的陰極保護法。
問題3 化學腐蝕與電化學腐蝕有什么不同
提示 化學腐蝕是金屬與其他物質直接接觸發生氧化還原反應;不純的金屬或合金與電解質
溶液接觸,發生原電池反應,一般比較活潑的金屬失去電子被氧化,這是電化學腐蝕。
講解分析
1.金屬防護的原理
從金屬的組成、結構,金屬腐蝕的化學反應原理和金屬腐蝕的類型來考慮金屬防護的方法。
2.金屬的防護方法
典例呈現
例1 用如圖1所示裝置及試劑進行鐵的電化學腐蝕實驗探究,測定具支錐形瓶中壓強隨時間
變化關系以及溶解氧隨時間變化關系的曲線分別如圖2、圖3(忽略溫度變化)。
下列說法不正確的是 (　 )
A.壓強增大主要是因為產生了H2
B.整個過程中,負極電極反應式為Fe-2e- Fe2+
C.pH=4.0時,不發生析氫腐蝕,只發生吸氧腐蝕
D.pH=2.0時,正極反應式為2H++2e- H2↑和O2+4e-+4H+ 2H2O
C
圖3
圖2
圖1
素養解讀：本題為探究實驗,通過化學儀器測得壓強變化和溶解氧變化,探究金屬腐蝕類型,
培養科學探究與創新意識、科學態度與社會責任的核心素養。
信息提取： Fe在酸性較強環境下主要發生析氫腐蝕,產生氫氣;若介質的酸性很弱或呈中性,
并且有氧氣參與,Fe主要發生吸氧腐蝕,吸收氧氣。可根據圖示中氣體壓強變化和氧氣濃度
變化,判斷金屬腐蝕的類型。
解題思路： pH=2.0的溶液,酸性較強,因此錐形瓶中的Fe粉發生析氫腐蝕,產生氫氣,導致錐形
瓶內壓強增大,A項正確;錐形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液構成了原電池,Fe粉作為原電池的
負極,B項正確;若pH=4.0時只發生吸氧腐蝕,那么錐形瓶內的壓強會有下降,而圖2中pH=4.0
時,錐形瓶內的壓強幾乎不變,說明除發生了吸氧腐蝕,還發生了析氫腐蝕,消耗氧氣的同時也
產生了氫氣,因此錐形瓶內壓強幾乎不變,C項錯誤;由圖3可知,pH=2.0時,錐形瓶內的溶解氧
減少,說明有消耗氧氣的吸氧腐蝕發生,同時錐形瓶內的氣壓增大,說明有產生氫氣的析氫腐
蝕發生,因此正極反應式為2H++2e- H2↑和O2+4e-+4H+ 2H2O,D項正確。
例2 將金屬M連接在鋼鐵設施表面,可減緩水體中鋼鐵設施的腐蝕。在題圖所示的情境中,下
列有關說法正確的是 (　 )

A.陰極的電極反應式為Fe-2e- Fe2+
B.金屬M的活動性比Fe的活動性弱
C.鋼鐵設施表面因積累大量電子而被保護
D.鋼鐵設施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快
C
解題思路：A項,題圖中金屬的防護方法是犧牲陽極的陰極保護法,金屬M失去電子被氧化,
鋼鐵設施被保護,錯誤;B項,金屬M和鋼鐵設施構成原電池,金屬M作負極,故金屬M的活動性
比鐵的活動性強,錯誤;C項,電子流向鋼鐵設施,鋼鐵設施表面積累大量電子而被保護,正確;
D項,海水中含有大量電解質,故鋼鐵設施在河水中的腐蝕速率比在海水中的慢,錯誤。
解題關鍵：題圖中裝置是利用原電池原理進行金屬防護,要從氧化還原反應的本質出發,深
刻理解原電池的構成條件:(1)一般,兩個活潑性不同的電極,較活潑金屬失電子,作負極(陽
極);(2)電解質溶液,作用是依靠離子的定向移動形成閉合回路。
思維升華
　　金屬的電化學腐蝕包括析氫腐蝕和吸氧腐蝕,兩種腐蝕往往同時發生,究竟有沒有同時
發生,可通過實驗進行探究,如根據壓強變化,實驗數據若顯示壓強增大(溫度不變),則發生了
析氫腐蝕,若壓強減小則發生了吸氧腐蝕,若基本不變則兩種腐蝕可能均發生,同時還可結合
溶液中溶解氧變化進行分析。第三單元　金屬的腐蝕與防護
基礎過關練
題組一　　金屬的腐蝕
1.下列事實中,主要是吸氧腐蝕引起的是(　　)
A.煤氣灶爐頭生銹
B.裝濃硝酸的鐵桶內部變黑
C.純銀手鏈長時間佩戴后變黑
D.炒完菜的鑄鐵鍋長時間用水浸泡導致生銹
2.銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示,下列有關說法不正確的是(　　)
A.正極的電極反應為2H++2e- H2↑
B.此過程中還涉及的反應:4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3
C.此過程中銅并不被腐蝕
D.此過程中電子從Fe流向Cu
題組二　　金屬的防護
3.食品包裝中常見的脫氧劑組成為還原鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧過程與電化學知識相關。下列分析正確的是(　　)
A.脫氧過程是吸熱反應,可降低溫度,延長食品保質期
B.脫氧過程中炭粉作為原電池正極,電極反應為4H++O2+4e- 2H2O
C.含有0.56 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣168 mL(標準狀況)
D.該過程實現了電能到化學能的轉化
4.(經典題)2020年5月5日,廣東省東莞虎門大橋出現橋面抖動現象,專家對橋墩的主體鋼筋進行了全面檢測,并確定了其安全性。以下說法不正確的是(　　)
A.橋墩鋼筋容易發生析氫腐蝕
B.在海面與空氣交界處的鋼鐵鐵銹最多
C.可以在橋墩鋼鐵上嵌附鋅片,減慢其腐蝕速率
D.將橋墩鋼鐵與外接電源負極相連的方法,稱為外加電流的陰極保護法
5.如圖是研究鐵被海水腐蝕的實驗裝置。圖2中M是某種與鐵片緊貼的金屬,下列說法正確的是(　　)
A.若M是銅片,可保護鐵
B.若M是鋅片,可保護鐵
C.若M是銅片,發生吸氧腐蝕時,鐵片上的電極反應為O2+4e-+2H2O 4OH-
D.M無論是銅還是鋅都不能保護鐵,因為沒有構成原電池
6.鋼鐵的防護有多種方法,下列對于圖中的防護方法描述正確的是(　　)
A.a、b以導線連接,輔助電極發生還原反應
B.a、b以導線連接或以直流電源連接,輔助電極的材料可能都含有Zn
C.a、b以直流電源連接,通電后外電路電子被強制流向輔助電極
D.a、b分別連接直流電源的負極、正極,該方法是犧牲陽極的陰極保護法
7.(經典題)金屬腐蝕現象在生產、生活中普遍存在,依據下列2種腐蝕現象回答問題。
圖1 圖2
(1)圖1中被腐蝕的金屬為　　　　,其腐蝕類型為　　　　(填字母)。圖2中金屬腐蝕類型為　　　　(填字母)。
A.化學腐蝕　　　　　　B.電化學腐蝕
C.析氫腐蝕　　　　　　D.吸氧腐蝕
(2)圖1中Cu的作用是　　　　　　　　,結合電極反應、電子移動、離子移動等,分析金屬被腐蝕的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)圖2中鐵的生銹過程為Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O,將Fe轉變為Fe(OH)2的反應補充完整:正極反應為　　　　　　　　　,負極反應為　　　　　　　,總反應為　　　　　　　　　　　。
(4)下列防止鐵制品生銹的措施合理的是　　　。
A.在鐵閘門表面涂油漆
B.在地下鐵管道上安裝若干鎂合金
C.將鐵罐與濃硫酸等強氧化劑接觸,使之鈍化
題組三　　金屬腐蝕快慢的比較
8.下列有關金屬腐蝕的說法錯誤的是(　　)
圖a 圖b
圖c 圖d
A.圖a中,若將海水換為蒸餾水,則生鐵的腐蝕速率減小
B.圖b中,開關由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減慢
C.圖c中,接通開關時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大
D.圖d中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當于原電池的負極
9.為研究金屬腐蝕的條件和速率,某課外興趣活動小組學生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如圖所示的三個裝置中,再保存相同的一段時間。下列對實驗結束時現象的描述不正確的是(　　)
A.實驗結束時,裝置Ⅰ左側的液面會下降
B.實驗結束時,左側液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低
C.實驗結束時,裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重
D.實驗結束時,裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕
10.如圖,鐵腐蝕速率由快到慢的順序為(電解質溶液均為海水)　　　　　　　　。
能力提升練
題組一　　金屬的腐蝕與防護
1.“孔蝕”是一種集中于金屬表面極小范圍并能深入到金屬內部的電化學腐蝕。某鐵合金表面鈍化膜破損后,發生“孔蝕”的電化學腐蝕過程如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.負極反應:Fe-3e- Fe3+
B.氧化0.2 mol Fe,需消耗3.36 L O2
C.鐵合金腐蝕的最終產物為Fe(OH)3
D.為防止孔蝕發生,可以將外接電源負極與金屬相連
2.硫酸銅參比電極具有電位穩定的優點,在工業上可用于監測土壤環境中鋼質管道的電位,進而判斷鋼質管道的腐蝕情況,電化學原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.鋼質管道在潮濕土壤中主要發生電化學腐蝕
B.銅棒為正極,發生還原反應
C.負極的電極反應式為Fe-3e- Fe3+
D.測量前后參比電極中CuSO4溶液的濃度不變
3.(教材深研拓展)下列關于金屬腐蝕與防護的說法不正確的是(　　)
　
A.圖①,放置于干燥空氣中的鐵釘不易生銹
B.圖②,若斷開電源,鋼閘門將發生吸氧腐蝕
C.圖②,若將鋼閘門與電源的正極相連,可防止鋼閘門腐蝕
D.圖③,若金屬M比Fe活潑,可防止輸水管腐蝕
題組二　　金屬腐蝕與防護相關實驗探究
4.某小組同學為探究電極對金屬腐蝕與防護的影響,設計如下實驗:將飽和食鹽水與瓊脂(凝固劑,不參與反應)的混合液置于兩個培養皿中,向其中滴入少量酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液,混合均勻,分別將包裹鋅片和銅片的鐵釘放入兩個培養皿中,觀察現象如表。已知:K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+能產生藍色沉淀,對有關實驗現象及分析不正確的是(　　)
ⅰ.包裹銅片的鐵釘 ⅱ.包裹鋅片的鐵釘
A.兩個培養皿中金屬均發生吸氧腐蝕,且鐵釘腐蝕速率ⅰ快
B.該實驗證明,若給金屬表面鍍活潑性比被保護金屬強的金屬,則破損后依舊可以防護
C.培養皿ⅱ中對鐵釘的防護是犧牲陽極的陰極保護法
D.隨著反應的進行,培養皿ⅰ和ⅱ中均出現紅褐色渾濁
5.某研究小組向錐形瓶內加入混合均勻的新制鐵粉和炭粉,塞緊瓶塞,從膠頭滴管中滴入醋酸溶液,同時測量錐形瓶內壓強的變化,如圖2所示。下列說法正確的是(　　)
A.0~t1 s內,壓強增大的原因是鐵發生了吸氧腐蝕
B.炭粉表面的電極反應式只有:2H++2e- H2↑
C.整個過程中鐵粉發生了氧化反應
D.若將鐵粉換為銅粉,錐形瓶內的壓強變化仍為圖2
6.某小組同學進行鐵的電化學腐蝕原理的探究實驗。
裝置
分別進行 的操作 ⅰ.連好裝置一段時間后,向燒杯中滴加酚酞溶液 ⅱ.連好裝置一段時間后,向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
現象 鐵片表面產生藍色沉淀
(1)小組同學認為以上兩種檢驗方法,均能證明鐵發生了吸氧腐蝕。
①實驗ⅰ中的現象是　　　　　　　　。
②用化學用語解釋實驗ⅰ中的現象:　　　　　　　　　　　　。
(2)查閱資料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①據此有同學認為僅通過ⅱ中現象不能證明鐵發生了電化學腐蝕,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②進行實驗,在實驗幾分鐘后記錄實驗現象,具體如下。
實驗裝置
滴管內試劑 0.5 mol·L-1 K3[Fe(CN)6] 溶液
試管內試劑 ⅲ.蒸 餾水 ⅳ.1.0 mol· L-1 NaCl溶液 ⅴ.0.5 mol·L-1 Na2SO4 溶液
實驗現象 無明顯 變化　 鐵片表面產生 大量藍色沉淀 無明顯變化
a.以上實驗表明:在　　　　　　　條件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發生反應。
b.為探究Cl-的存在對反應的影響,小組同學將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進行實驗ⅲ,發現鐵片表面產生藍色沉淀。此補充實驗表明Cl-的作用是　　　　　　　　　　　　。
(3)有同學認為上述實驗仍不嚴謹。為進一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對實驗ⅱ結果的影響,又利用(2)中裝置繼續實驗。其中能證實以上影響確實存在的是　　　　(填字母)。
實驗 試劑 現象
A 酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2) 產生藍色沉淀
B 酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2) 產生藍色沉淀
C 鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2) 產生藍色沉淀
D 鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液(已除O2) 產生藍色沉淀
答案與分層梯度式解析
第三單元　金屬的腐蝕與防護
基礎過關練
1.D　煤氣灶爐頭生銹是因為鐵與氧氣反應生成氧化鐵,屬于化學腐蝕,故A不符合題意;裝濃硝酸的鐵桶內部變黑是因為鐵在濃硝酸中發生了鈍化,屬于化學腐蝕,故B不符合題意;純銀手鏈長時間佩戴后變黑是因為銀與空氣中的硫化氫反應生成黑色的硫化銀,屬于化學腐蝕,故C不符合題意;炒完菜的鑄鐵鍋長時間用水浸泡導致生銹,Fe為負極,C為正極,水溶液為電解質溶液,O2在正極上得電子,屬于吸氧腐蝕,故D符合題意。
2.A　題圖表示吸氧腐蝕,其中鐵作為負極,電極反應為2Fe-4e- 2Fe2+,銅作為正極,電極反應為O2+2H2O+4e- 4OH-,形成Fe(OH)2后,還發生反應4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,A項錯誤。
3.C　脫氧過程為放熱反應,A項錯誤;炭粉作為正極,氧氣在正極上得電子發生還原反應,電極反應為2H2O+O2+4e- 4OH-,B項錯誤; 0.56 g鐵粉的物質的量為0.01 mol,Fe~Fe2O3~O2,故理論上最多能吸收氧氣×0.01 mol×22.4 L/mol=0.168 L=168 mL,C項正確;原電池將化學能轉化為電能,D項錯誤。
4.A　橋墩鋼筋容易發生吸氧腐蝕,A錯誤;在海面與空氣交界處的鋼鐵,易與O2接觸,發生吸氧腐蝕時更容易生成鐵銹,B正確;鋅的活潑性大于鐵,可以在橋墩鋼鐵上嵌附鋅片,采用犧牲陽極的陰極保護法減慢其腐蝕速率,C正確;將橋墩鋼鐵與外接電源負極相連的方法,防止了鐵被腐蝕,稱為外加電流的陰極保護法,D正確。
5.B　若M是銅片,銅片、鐵片與海水構成原電池,鐵是負極,電極反應為Fe-2e- Fe2+,鐵被腐蝕,故A、C錯誤;若M是鋅片,鋅片、鐵片與海水構成原電池,鋅是負極,鋅被腐蝕,鐵被保護,故B正確、D錯誤。
6.B　a、b以導線連接,利用犧牲陽極的陰極保護法,則輔助電極活動性應該比鐵強,作負極,發生氧化反應,A項錯誤;a、b以導線連接或以電源連接,輔助電極都是發生氧化反應,Zn比Fe活潑,B項正確;通電后,被保護的鋼鐵閘門作陰極,輔助電極作陽極,因此通電后外電路電子被強制從輔助電極流向鋼鐵閘門,使鋼鐵閘門得到保護,C項錯誤;由于有外加電源,故此方法為外加電流的陰極保護法易錯點,D項錯誤。
易錯提示　若a、b以導線連接,則屬于原電池原理的電化學防護:犧牲陽極的陰極保護法;若a、b以直流電源連接,則屬于電解池原理的電化學防護:外加電流的陰極保護法。
7.答案　(1)鐵(或Fe)　BC　BD
(2)作為正極材料,導電　銅作為正極,氫離子在內電路中移向正極,得到電子,生成氫氣;鐵作為負極,失去電子,電子通過外電路從負極移向正極,金屬鐵被腐蝕生成Fe2+
(3)O2+4e-+2H2O 4OH-　2Fe-4e- 2Fe2+　2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2
(4)ABC
解析　(1)圖1中SO2的水溶液作為電解質溶液,酸性較強,與鐵、銅形成原電池,腐蝕類型為析氫腐蝕;圖2中電解質溶液顯堿性,所發生電化學腐蝕類型為吸氧腐蝕。(3)圖2中發生吸氧腐蝕,正極反應式為O2+4e-+2H2O 4OH-,在負極鐵失電子,電極反應式為2Fe-4e- 2Fe2+,總反應為2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。(4)在鐵表面涂油漆,在地下鐵管道上安裝若干鎂合金,將鐵罐與濃硫酸等強氧化劑接觸使之鈍化均可防止鐵制品生銹。
8.C　圖a中,水是弱電解質,蒸餾水的導電能力很弱,則生鐵的腐蝕速率減小,A正確;圖b中,開關由M改置于N時,合金作正極,鋅作負極,所以合金的腐蝕速率減慢,B正確;圖c中,接通開關時,Zn作負極,腐蝕速率增大,氫離子在鉑上放電生成氫氣,C錯誤;圖d中,Mg的活潑性比Fe強,構成原電池時,Mg作負極,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵輸水管的腐蝕,D正確。
9.B　鹽酸易揮發,裝置Ⅰ中鐵釘發生化學腐蝕,生成H2,使左側液面下降,A項正確;裝置Ⅱ中,鐵釘與銅絲連接,由于Fe比Cu活潑,Fe、Cu與揮發的鹽酸形成原電池,Fe作負極,發生析氫腐蝕,放出更多的H2,使左側液面下降得更多,即左側液面裝置Ⅱ比裝置Ⅰ低,B項錯誤;裝置Ⅲ中濃硫酸是難揮發性酸,而且濃硫酸具有吸水性,干燥的空氣中鐵不易被腐蝕,所以裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕,D項正確;根據以上分析可知,裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重,C項正確。
10.答案　⑤>④>①>②>③>⑥
解析　①②可發生化學腐蝕,其中②中Fe被表面的油保護;③④都構成原電池,但③中鐵為正極受到保護,④中鐵為負極被氧化;⑤⑥都構成電解池,⑤中鐵與電源的正極相連,作為陽極,氧化速率加快,⑥中鐵與電源的負極相連,作為陰極,受到保護。鐵腐蝕速率的快慢順序為⑤>④>①>②>③>⑥。
能力提升練
1.D　負極上Fe失電子生成Fe2+,電極反應式為Fe-2e- Fe2+,A錯誤;未指明是否處于標準狀況,不能用標準狀況下氣體的摩爾體積計算,B錯誤;鐵合金腐蝕時先生成Fe2+,Fe2+和OH-反應生成Fe(OH)2, Fe(OH)2再被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3脫去一部分水生成Fe2O3· xH2O,所以最終產物為Fe2O3·xH2O,C錯誤;為防止孔蝕發生,可以將被保護的金屬作電解池陰極,為外加電流的陰極保護法,D正確。
2.C　鋼質管道在潮濕土壤中主要發生吸氧腐蝕,屬于電化學腐蝕,A正確;銅棒作正極,在正極Cu2+得電子生成銅單質,發生還原反應,B正確;鐵作負極,電極反應式為Fe-2e- Fe2+,C錯誤;測量前后參比電極中CuSO4溶液均為飽和溶液,其濃度不變,D正確。
3.C　潮濕空氣中鐵釘能發生吸氧腐蝕;干燥空氣中無水,不能發生吸氧腐蝕,鐵釘不易生銹,A項正確。斷開電源后,鋼閘門中的Fe、C與海水形成的原電池中,Fe作負極,失電子被氧化,在海水中發生吸氧腐蝕,B項正確。應該將鋼閘門與電源的負極相連,防腐蝕原理為外加電流的陰極保護法,C項錯誤。若金屬M比鐵活潑,將M與鋼鐵輸水管相連,為犧牲陽極的陰極保護法,可防止鋼鐵輸水管腐蝕,D項正確。
4.D　變紅說明有OH-生成,則兩個培養皿中都發生吸氧腐蝕破題關鍵,電極反應式為O2+2H2O+4e- 4OH-,培養皿ⅰ中鐵為原電池的負極、銅為正極,培養皿ⅱ中鋅為原電池的負極、鐵為正極,鐵釘被保護,所以培養皿ⅰ中鐵釘腐蝕速率快,A項正確;若給金屬表面鍍活潑性比被保護金屬強的金屬,則破損后被保護金屬作正極,依舊可以防護,B項正確;培養皿ⅱ中鋅為負極,鐵為正極,鐵釘被保護,該防護方法為犧牲陽極的陰極保護法,C項正確;培養皿ⅱ中鐵受到保護,不會出現紅褐色渾濁,培養皿ⅰ中鐵為負極失去電子生成Fe2+,Fe2+和OH-反應生成 Fe(OH)2,Fe(OH)2和O2、H2O反應生成Fe(OH)3,因此會出現紅褐色渾濁,D項錯誤。
5.C　0~t1 s內壓強增大,是因為生成了H2,A錯誤;H+在正極上得到電子發生還原反應生成H2,電極反應式為2H++2e- H2↑,t1 s后壓強減小,鐵粉發生吸氧腐蝕,O2在正極上得到電子發生還原反應,B錯誤;整個過程中鐵粉失電子生成Fe2+,發生氧化反應,C正確;若將鐵粉換為銅粉,沒有H2生成,錐形瓶內的壓強變化不為題圖2,D錯誤。
6.答案　(1)①碳棒附近溶液變紅　②O2+4e-+2H2O 4OH-
(2)①K3[Fe(CN)6]將Fe氧化為Fe2+,會干擾由于電化學腐蝕生成的 Fe2+的檢驗　②a.Cl-存在　b.破壞鐵片表面的氧化膜
(3)AC
解析　(1)①實驗ⅰ中,碳棒為正極,正極上發生O2得電子生成OH-的反應,碳棒附近溶液變紅。②正極上氧氣得電子與水反應生成氫氧根離子,電極反應式為O2+4e-+2H2O 4OH-。(2)①K3[Fe(CN)6]具有氧化性,能將Fe氧化為Fe2+,影響實驗結果。②a.對比實驗ⅳ和ⅴ,溶液中的Na+、S對鐵的腐蝕無影響,Cl-使K3[Fe(CN)6]溶液易與Fe反應;b.用稀硫酸酸洗后,鐵片表面的氧化膜被破壞,再進行實驗ⅲ,鐵片表面產生藍色沉淀,則Cl-的作用與稀硫酸相同,也是破壞鐵片表面的氧化膜。(3)已除O2,則鐵片不能發生吸氧腐蝕,只能發生鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液的反應,從而表明K3[Fe(CN)6]能與鐵作用生成Fe2+,A符合題意;酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2),同時滿足兩個反應發生的條件,既可能是K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2+,也可能是鐵片發生了吸氧腐蝕,B不符合題意;鐵片、K3[Fe(CN)6]和 NaCl混合溶液(已除O2),不能發生吸氧腐蝕,只能是Cl-破壞鐵片表面的氧化膜,然后K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2+,C符合題意;鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液(已除O2)反應產生藍色沉淀,可能是鐵片與鹽酸直接反應生成Fe2+,也可能是K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2+, D不符合題意。
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