资源简介 第三节 金属的腐蚀与防护[核心素养发展目标] 1.了解金属腐蚀的现象及危害。知道金属腐蚀的类型和本质及金属发生电化学腐蚀的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.掌握防止金属腐蚀的措施及原理。3.了解金属腐蚀的利用。一、金属的腐蚀1．金属腐蚀的普遍性及危害(1)金属腐蚀现象普遍存在，常常是自发进行的。思考 举例说明日常生活中金属腐蚀的现象。提示 铁制品生锈、铜制品产生铜绿等。(2)金属腐蚀的危害①金属制品的外形、色泽及机械性能等方面都会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，甚至报废。②桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌。③地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。2．金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(2)本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。(3)分类金属腐蚀特别提醒 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀。3．钢铁的电化学腐蚀类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀示意图条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性负极 Fe－2e－===Fe2＋正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍4.实验探究实验操作 实验现象 实验解释导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀①试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，发生电化学腐蚀，产生气泡的速率更快结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更普遍；②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程( )(2)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀( )(3)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主( )(4)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀( )(5)纯铁不易被腐蚀，生铁易被腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀( )(6)铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe－3e－===Fe3＋( )(7)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )(8)纯银质物品久置表面变暗，是银发生吸氧腐蚀的结果( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√(6)× (7)× (8)×在一块抛光、干净的钢片上滴上一滴含有少量酚酞和铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])的饱和食盐水，几分钟后，液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘为一红色圆环，而在两者之间有一棕褐色环。如图所示：思考下列问题：(1)液滴中心出现蓝色的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)液滴边缘为一红色圆环的原因：________________________________________。(3)棕褐色环的主要成分为铁锈，用化学用语表示产生铁锈的过程：_____________________________________________________________________________________。答案 (1)中心氧气的浓度小，为负极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，然后发生反应：Fe2＋ ＋K＋＋[Fe(CN)6]3－ ===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色沉淀)(2)边缘氧气的浓度较大，为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，使酚酞变红(3)中心区(负极)产生的Fe2＋向边缘(正极)移动，发生如下一系列变化：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O二、金属的防护1．改变金属材料的组成如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。2．在金属表面覆盖保护层如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。3．电化学保护法(1)牺牲阳极法原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。(2)外加电流法原理：电解池原理，被保护的金属作阴极，与电源的负极相连。应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。4．电化学保护法实验探究(1)实验探究一实验操作：一段时间后在Fe电极区取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。实验现象 有关反应 实验结论电流表：指针偏转 — 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀阳极(负极区)：Zn溶解 Zn－2e－===Zn2＋阴极(正极区)：有气泡产生，试管中无蓝色沉淀生成 2H＋＋2e－===H2↑(2)实验探究二①将裹有锌皮的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围变红。②将缠有铜丝的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红。结论：铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀。(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理( )(2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品腐蚀，而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用( )(3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用( )(4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用( )(5)如图，石墨电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O( )(6)地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀( )(7)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×(6)√ (7)√1．下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________________________________(填序号)。答案 ④>②>①>③2．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处，铁棒上发生的电极反应为______________________________________，该种防护方法称为________。(2)若X为锌棒，开关K置于M处，铁棒上的电极反应为____________________，该电化学防护法称为________。答案 (1)N 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 外加电流法 (2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 牺牲阳极法金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中，同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。(3)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。(4)金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。三、金属腐蚀的利用(一)制作暖贴1．市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑、少量氯化钠和水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题：(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生__________反应放出的热量。(2)加入氯化钠的主要作用是_______________________________________________。(3)有关的电极反应式：负极：_____________________________________________，正极：____________________________。(4)试用化学方程式表明上述变化过程：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)原电池(2)NaCl溶于水，形成电解质溶液(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 电解质溶液是中性的，并且具备形成原电池的条件，结合铁锈的存在，可以确定铁发生了吸氧腐蚀。(二)利用微电解技术处理废水2．(2023·山东枣庄高二期末)利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下：请回答：(1)图中C电极上的电极反应式是________。(2)下列叙述正确的是________(填字母)。A．铁电极为正极，碳电极为负极B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利于除污C．如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极表面答案 (1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (2)BC3．铊(Tl)的价态分析及处理方法是环境保护研究的重点课题。(1)三价铊各物种[Tl3＋、Tl(OH)2＋、Tl(OH)、Tl(OH)3、Tl(OH)]分布分数(平衡时某物种的物质的量占各物种的总物质的量之和的分数)与pH的关系如图所示。当pH＝1.5时，溶液中浓度最大的含铊物种是__________(填化学式)。(2)铁盐、铁碳混合物可作为去除废水中Tl＋和Tl3＋的吸附剂。铁碳混合物去除铊的原理是__________。若铁碳混合物中添加少量铝粉，铊的去除速率明显加快，其可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Tl(OH)2 (2)铁碳微电池中铁失去电子变成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成Fe3＋，Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体 铝较铁更易失电子(或形成胶体的速率更快)(选择题1～12题，每小题7分，共84分)题组一 金属的腐蚀1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )A．金属被腐蚀的本质：2xM＋yO2===2MxOyB．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，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 金属腐蚀的本质是金属原子失电子，发生氧化反应：M－ne－===Mn＋，A错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀，铁先被腐蚀，B错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C正确、D错误。2．下列有关金属腐蚀的说法正确的是( )A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生答案 D解析 电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时形成原电池而损耗的过程，不需要外加电流，A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，C错误。题组二 金属腐蚀的实验探究3．在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片，一段时间后，下列说法正确的是( )A．甲和乙烧杯中的铁均被保护B．甲中破损处的铁片溶解，铜层上会产生气泡C．甲、乙相比，乙中铁被腐蚀得更严重D．向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液，溶液均变红答案 B解析 甲中铁作负极，被腐蚀，A错误；甲中铁片作负极发生反应而溶解，溶液中的氢离子在铜层上生成氢气，B正确；甲中铁作负极，被腐蚀，乙中铁作正极，被保护，甲中铁腐蚀更严重，C错误。4.如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是( )A．若B处液面上升，A溶液可能是酸性溶液B．若A溶液为NaCl溶液，B、C液面始终保持不变C．可能产生Fe2O3·nH2OD．腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2答案 C解析 析氢腐蚀的总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，使B处液面下降，则A溶液不可能是酸性溶液，A、D错误；若A溶液为NaCl溶液，则发生吸氧腐蚀，B处液面上升，B错误；发生吸氧腐蚀：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水，氧化产物变为Fe2O3·nH2O，C正确。题组三 生活中的腐蚀现象及解释5．市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是( )A．该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋B．活性炭作正极，发生的电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的D．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝答案 C解析 该保暖贴中，发生铁的吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，A项正确；活性炭作正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项正确；铁粉与氧气通过无数个微小的原电池发生氧化还原反应，放出大量的热，C项错误。6．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )答案 C解析 A项，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属，作负极；B项，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属，作负极，碳作正极；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；C项，铜镀层均匀地将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。7．生活中处处有化学，下列有关说法正确的是( )Ⅰ Ⅱ现象 切过咸菜的刀不及时清洗，不久便会因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道，在硫酸盐还原菌作用下出现漏水原理图A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀B．Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极，电极反应式是Fe－3e－===Fe3＋C．输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀D．Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O答案 D解析 由图可知，Ⅱ中还原菌作用下硫酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢硫酸根离子，没有氧气参与正极放电，所以Ⅱ发生的不是吸氧腐蚀，故A错误；由图可知，Ⅰ和Ⅱ中铁都为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故B错误；输送暖气的铁管道不易发生Ⅱ中的腐蚀，因为温度过高会使硫酸盐还原菌失活，故C错误；由图可知，Ⅰ中发生的是吸氧腐蚀，锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O，故D正确。题组四 金属的防护8．浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列说法错误的是( )A．金属贮存罐可用钢制材料B．电子沿导线流入辅助电极C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀答案 C解析 钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流向辅助电极，B正确、C错误；金属为阳极，电压过高时，大量金属失电子发生氧化反应，有可能会加剧腐蚀，D正确。9.闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对钢闸门进行保护。下列说法不正确的是( )A．a、b间用导线连接时，则X可以是锌B．a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上C．X应定期更换D．a、b间用导线连接时，则X发生还原反应答案 D解析 a、b间用导线连接时形成原电池，若要保护钢闸门，则X活泼性应强于铁，发生氧化反应X可以是锌，A正确、D错误；若接入电源，则a应连在电源的负极作阴极，B正确；X不断消耗，应定期更换，C正确。10．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是( )A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 LD．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓答案 C解析 根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，腐蚀过程中c作负极，A项正确；潮湿环境中的Cl－与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D项正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C项错误。11．验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。① 在Fe表面生成蓝色沉淀② 试管内无明显变化③ 试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是( )A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼答案 D解析 对比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保护，A正确；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，B正确；对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C正确；由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D错误。12.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )A．原理图可理解为两个串联电解装置B．溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C．溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)答案 C解析 由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－浓度增大，与阳极产生的Fe2＋结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确，C项错误；为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。13.(8分)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1)该电化学腐蚀称为________________。(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母，下同)。(3)以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在______处。答案 (1)吸氧腐蚀 (2)B (3)C14．(8分)关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：①Fe－2e－===Fe2＋ ②H＋＋e－===H ③4H＋O2===2H2O ④4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋试根据以上过程回答下列问题：(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是________(填字母，下同)。A．以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀(2)某铁件需长期浸于水下，为了减缓腐蚀，采取的下列措施正确的有__________________。A．给铁件铆上一些锌板B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青(3)质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为____________ L，生锈后铁件的质量为______ g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x的值为1)。答案 (1)C (2)AD (3)33.6 1 066解析 (1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，为吸氧腐蚀。(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极法等。(3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式：3O2 ～ 12e－ ～ 增加质量3×22.4 L 12 mol 132 gV(O2) 6 mol ΔmV(O2)＝＝33.6 L，Δm＝＝66 g，生锈后铁件质量为1 000 g＋66 g＝1 066 g。第三节 金属的腐蚀与防护[核心素养发展目标] 1.了解金属腐蚀的现象及危害。知道金属腐蚀的类型和本质及金属发生电化学腐蚀的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.掌握防止金属腐蚀的措施及原理。3.了解金属腐蚀的利用。一、金属的腐蚀1．金属腐蚀的普遍性及危害(1)金属腐蚀现象普遍存在，常常是自发进行的。思考 举例说明日常生活中金属腐蚀的现象。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)金属腐蚀的危害①金属制品的______、________及________等方面都会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度________，甚至报废。②桥梁、建筑物的金属构架强度__________而造成坍塌。③地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。2．金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的__________发生________反应而引起损耗的现象。(2)本质：金属原子________电子变为阳离子，金属发生________反应。(3)分类金属腐蚀特别提醒 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀。3．钢铁的电化学腐蚀类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀示意图条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性负极正极总反应联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍4.实验探究实验操作 实验现象 实验解释导管中___________________ __________________________________________________ 装置中铁、碳和饱和食盐水构成________，铁钉发生______腐蚀①试管中产生气泡的速率______________________ Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成_________，发生________腐蚀，产生气泡的速率更________________结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更普遍；②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程( )(2)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀( )(3)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主( )(4)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀( )(5)纯铁不易被腐蚀，生铁易被腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀( )(6)铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe－3e－===Fe3＋( )(7)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )(8)纯银质物品久置表面变暗，是银发生吸氧腐蚀的结果( )在一块抛光、干净的钢片上滴上一滴含有少量酚酞和铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])的饱和食盐水，几分钟后，液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘为一红色圆环，而在两者之间有一棕褐色环。如图所示：思考下列问题：(1)液滴中心出现蓝色的原因：___________________________________________________。(2)液滴边缘为一红色圆环的原因：_______________________________________________。(3)棕褐色环的主要成分为铁锈，用化学用语表示产生铁锈的过程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、金属的防护1．改变金属材料的组成如普通钢中加入________等制成不锈钢产品；________不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。2．在金属表面覆盖保护层如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、________、________等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。3．电化学保护法(1)牺牲阳极法原理：原电池原理，被保护的金属作______，活泼性更强的金属作________。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。(2)外加电流法原理：电解池原理，被保护的金属作阴极，与电源的________相连。应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。4．电化学保护法实验探究(1)实验探究一实验操作：一段时间后在Fe电极区取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。实验现象 有关反应 实验结论电流表：指针________ － 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀阳极(负极区)：Zn溶解阴极(正极区)：有________产生，试管中____蓝色沉淀生成(2)实验探究二①将裹有锌皮的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围________。②将缠有铜丝的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围生成____________，铜丝周围______________________________________________________。结论：________________________________________________________________________。(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理( )(2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品腐蚀，而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用( )(3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用( )(4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用( )(5)如图，石墨电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O( )(6)地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀( )(7)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )1．下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_____________(填序号)。2．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处，铁棒上发生的电极反应为____________________________________，该种防护方法称为________。(2)若X为锌棒，开关K置于M处，铁棒上的电极反应为_______________________________，该电化学防护法称为________。金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中，同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。(3)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。(4)金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。三、金属腐蚀的利用(一)制作暖贴1．市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑、少量氯化钠和水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题：(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生__________反应放出的热量。(2)加入氯化钠的主要作用是_______________________________________________。(3)有关的电极反应式：负极：_________________________________________，正极：____________________________。(4)试用化学方程式表明上述变化过程：______________________________________________________________________________________________________________。(二)利用微电解技术处理废水2．(2023·山东枣庄高二期末)利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下：请回答：(1)图中C电极上的电极反应式是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)下列叙述正确的是________(填字母)。A．铁电极为正极，碳电极为负极B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利于除污C．如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极表面3．铊(Tl)的价态分析及处理方法是环境保护研究的重点课题。(1)三价铊各物种[Tl3＋、Tl(OH)2＋、Tl(OH)2、Tl(OH)3、Tl(OH)]分布分数(平衡时某物种的物质的量占各物种的总物质的量之和的分数)与pH的关系如图所示。当pH＝1.5时，溶液中浓度最大的含铊物种是_________________________________________________(填化学式)。(2)铁盐、铁碳混合物可作为去除废水中Tl＋和Tl3＋的吸附剂。铁碳混合物去除铊的原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若铁碳混合物中添加少量铝粉，铊的去除速率明显加快，其可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(共70张PPT)第四章第三节 金属的腐蚀与防护1.了解金属腐蚀的现象及危害。知道金属腐蚀的类型和本质及金属发生电化学腐蚀的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.掌握防止金属腐蚀的措施及原理。3.了解金属腐蚀的利用。核心素养发展目标一、金属的腐蚀二、金属的防护三、金属腐蚀的利用课时对点练内容索引金属的腐蚀一1.金属腐蚀的普遍性及危害(1)金属腐蚀现象普遍存在，常常是自发进行的。思考 举例说明日常生活中金属腐蚀的现象。提示 铁制品生锈、铜制品产生铜绿等。(2)金属腐蚀的危害①金属制品的_____、_____及________等方面都会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度_____，甚至报废。②桥梁、建筑物的金属构架强度_____而造成坍塌。③地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。外形色泽机械性能降低降低2.金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的___________发生_________反应而引起损耗的现象。(2)本质：金属原子______电子变为阳离子，金属发生_____反应。(3)分类气体或液体氧化还原失去氧化金属腐蚀化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀电化学腐蚀：当_____的金属与_______溶液接触时会发生______反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀不纯电解质原电池特别提醒 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀。3.钢铁的电化学腐蚀类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀负极 _________________正极 __________________ ________________________总反应 ______________________ __________________________联系 通常两种腐蚀同时存在，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)24.实验探究实验操作 实验现象 实验解释 导管中_________ 装置中铁、碳和饱和食盐水构成_______，铁钉发生_____腐蚀 ①试管中产生气泡的速率____ Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成______，发生________腐蚀，产生气泡的速率更___液面上升原电池吸氧快原电池电化学快结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更普遍；②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程(2)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀(3)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主(4)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀(5)纯铁不易被腐蚀，生铁易被腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀正误判断×√√××(6)铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe－3e－===Fe3＋(7)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(8)纯银质物品久置表面变暗，是银发生吸氧腐蚀的结果正误判断×××在一块抛光、干净的钢片上滴上一滴含有少量酚酞和铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])的饱和食盐水，几分钟后，液滴中心部分主要呈现蓝色，液滴边缘为一红色圆环，而在两者之间有一棕褐色环。如图所示：思考下列问题：(1)液滴中心出现蓝色的原因：__________________________________________________________________________________________________________________。思考交流中心氧气的浓度小，为负极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，然后发生反应：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色沉淀)(2)液滴边缘为一红色圆环的原因：_____________________________________________________________________________。思考交流边缘氧气的浓度较大，为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，使酚酞变红(3)棕褐色环的主要成分为铁锈，用化学用语表示产生铁锈的过程：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。中心区(负极)产生的Fe2＋向边缘(正极)移动，发生如下一系列变化：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O返回金属的防护二1.改变金属材料的组成如普通钢中加入_______等制成不锈钢产品；______不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。2.在金属表面覆盖保护层如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、_________、________等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。镍、铬钛合金离子注入表面渗镀3.电化学保护法(1)牺牲阳极法原理：原电池原理，被保护的金属作_____，活泼性更强的金属作_____。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。正极负极(2)外加电流法原理：电解池原理，被保护的金属作阴极，与电源的_____相连。应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。负极4.电化学保护法实验探究(1)实验探究一实验操作：一段时间后在Fe电极区取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。实验现象 有关反应 实验结论电流表：指针_____ — 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀阳极(负极区)：Zn溶解 ________________阴极(正极区)：有_____产生，试管中___蓝色沉淀生成 ________________偏转Zn－2e－===Zn2＋气泡无2H＋＋2e－===H2↑(2)实验探究二①将裹有锌皮的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围_____。②将缠有铜丝的铁钉放入混合了NaCl、酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液的琼脂中，铁钉周围生成_________，铜丝周围_____。结论：_________________________________________。变红蓝色沉淀变红铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理(2)在铁制品表面镀锌，是为了防止铁制品腐蚀，而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用(3)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用(4)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用正误判断√××√(5)如图，石墨电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(6)地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀(7)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿正误判断√×√1.下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_____________(填序号)。思考交流④>②>①>③2.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___处，铁棒上发生的电极反应为_________________________，该种防护方法称为___________。(2)若X为锌棒，开关K置于M处，铁棒上的电极反应为____________________________，该电化学防护法称为___________。思考交流N2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－外加电流法O2＋4e－＋2H2O===4OH－牺牲阳极法金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中，同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。(3)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。(4)金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。归纳总结返回金属腐蚀的利用三(一)制作暖贴1.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑、少量氯化钠和水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题：(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生_______反应放出的热量。(2)加入氯化钠的主要作用是___________________________。(3)有关的电极反应式：负极：_______________，正极：________________________。原电池NaCl溶于水，形成电解质溶液Fe－2e－===Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－(4)试用化学方程式表明上述变化过程：______________________________________________________________________________________。O2＋2Fe＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O电解质溶液是中性的，并且具备形成原电池的条件，结合铁锈的存在，可以确定铁发生了吸氧腐蚀。(二)利用微电解技术处理废水2.(2023·山东枣庄高二期末)利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下：请回答：(1)图中C电极上的电极反应式是___________________________。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(2)下列叙述正确的是____(填字母)。A.铁电极为正极，碳电极为负极B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利于除污C.如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境D.铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极表面BC3.铊(Tl)的价态分析及处理方法是环境保护研究的重点课题。(1)三价铊各物种[Tl3＋、Tl(OH)2＋、 ]分布分数(平衡时某物种的物质的量占各物种的总物质的量之和的分数)与pH的关系如图所示。当pH＝1.5时，溶液中浓度最大的含铊物种是_________(填化学式)。(2)铁盐、铁碳混合物可作为去除废水中Tl＋和Tl3＋的吸附剂。铁碳混合物去除铊的原理是________________________________________________________________________________铁碳微电池中铁失去电子变成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成Fe3＋，Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体____________。若铁碳混合物中添加少量铝粉，铊的去除速率明显加快，其可能原因是_______________________________________。铝较铁更易失电子(或形成胶体的速率更快)返回课时对点练123456789题组一 金属的腐蚀1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是A.金属被腐蚀的本质：2xM＋yO2===2MxOyB.马口铁(镀锡铁)镀层破损后，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√1011121314对点训练1234567891011121314对点训练金属腐蚀的本质是金属原子失电子，发生氧化反应：M－ne－===Mn＋，A错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀，铁先被腐蚀，B错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C正确、D错误。2.下列有关金属腐蚀的说法正确的是A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生1234567891011121314√对点训练1234567891011121314对点训练电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时形成原电池而损耗的过程，不需要外加电流，A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，C错误。题组二 金属腐蚀的实验探究3.在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片，一段时间后，下列说法正确的是A.甲和乙烧杯中的铁均被保护B.甲中破损处的铁片溶解，铜层上会产生气泡C.甲、乙相比，乙中铁被腐蚀得更严重D.向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液，溶液均变红√1234567891011121314对点训练1234567891011121314对点训练甲中铁作负极，被腐蚀，A错误；甲中铁片作负极发生反应而溶解，溶液中的氢离子在铜层上生成氢气，B正确；甲中铁作负极，被腐蚀，乙中铁作正极，被保护，甲中铁腐蚀更严重，C错误。4.如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是A.若B处液面上升，A溶液可能是酸性溶液B.若A溶液为NaCl溶液，B、C液面始终保持不变C.可能产生Fe2O3·nH2OD.腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)21234567891011121314对点训练√1234567891011121314对点训练析氢腐蚀的总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，使B处液面下降，则A溶液不可能是酸性溶液，A、D错误；若A溶液为NaCl溶液，则发生吸氧腐蚀，B处液面上升，B错误；发生吸氧腐蚀：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水，氧化产物变为Fe2O3·nH2O，C正确。题组三 生活中的腐蚀现象及解释5.市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是A.该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋B.活性炭作正极，发生的电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－C.该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的D.保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝1234567891011121314对点训练√1234567891011121314对点训练该保暖贴中，发生铁的吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，A项正确；活性炭作正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项正确；铁粉与氧气通过无数个微小的原电池发生氧化还原反应，放出大量的热，C项错误。6.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是1234567891011121314对点训练√1234567891011121314对点训练A项，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属，作负极；B项，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属，作负极，碳作正极；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；C项，铜镀层均匀地将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。7.生活中处处有化学，下列有关说法正确的是1234567891011121314对点训练 Ⅰ Ⅱ现象 切过咸菜的刀不及时清洗，不久便会因被腐蚀而出现锈斑 深埋在潮湿土壤中的供水铁管道，在硫酸盐还原菌作用下出现漏水原理图 A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极，电极反应式是Fe－3e－===Fe3＋C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O√1234567891011121314对点训练1234567891011121314对点训练由图可知，Ⅱ中还原菌作用下硫酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢硫酸根离子，没有氧气参与正极放电，所以Ⅱ发生的不是吸氧腐蚀，故A错误；由图可知，Ⅰ和Ⅱ中铁都为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故B错误；输送暖气的铁管道不易发生Ⅱ中的腐蚀，因为温度过高会使硫酸盐还原菌失活，故C错误；由图可知，Ⅰ中发生的是吸氧腐蚀，锈斑的主要成分是Fe2O3·nH2O，故D正确。题组四 金属的防护8.浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列说法错误的是A.金属贮存罐可用钢制材料B.电子沿导线流入辅助电极C.贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连D.电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀√1234567891011121314对点训练1234567891011121314钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，对点训练发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流向辅助电极，B正确、C错误；金属为阳极，电压过高时，大量金属失电子发生氧化反应，有可能会加剧腐蚀，D正确。9.闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对钢闸门进行保护。下列说法不正确的是A.a、b间用导线连接时，则X可以是锌B.a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上C.X应定期更换D.a、b间用导线连接时，则X发生还原反应1234567891011121314√对点训练1234567891011121314a、b间用导线连接时形成原电池，若要保护钢闸门，则X活泼性应强于铁，发生氧化反应X可以是锌，A正确、D错误；若接入电源，则a应连在电源的负极作阴极，B正确；X不断消耗，应定期更换，C正确。对点训练10.宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是A.青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B.潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成C.若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 LD.环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓1234567891011121314综合强化√1234567891011121314根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，腐蚀过程中c作负极，A项正确；综合强化潮湿环境中的Cl－与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D项正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C项错误。11.验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。1234567891011121314综合强化① 在Fe表面生成蓝色沉淀② 试管内无明显变化③ 试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是A.对比②③，可以判定Zn保护了FeB.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法D.将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼√1234567891011121314综合强化1234567891011121314综合强化对比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保护，A正确；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，B正确；对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C正确；1234567891011121314综合强化由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D错误。12.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是A.原理图可理解为两个串联电解装置B.溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C.溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D.地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)1234567891011121314综合强化√1234567891011121314综合强化由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，OH－浓度增大，与阳极产生的Fe2＋结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确，C项错误；1234567891011121314综合强化为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。13.(8分)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1)该电化学腐蚀称为_________。(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是___(填字母，下同)。(3)以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在___处。1234567891011121314综合强化吸氧腐蚀BC14.(8分)关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：①Fe－2e－===Fe2＋ ②H＋＋e－===H ③4H＋O2===2H2O ④4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋试根据以上过程回答下列问题：(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是___(填字母，下同)。A.以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀B.从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂C.反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化D.从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀1234567891011121314综合强化C1234567891011121314综合强化根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，为吸氧腐蚀。(2)某铁件需长期浸于水下，为了减缓腐蚀，采取的下列措施正确的有_____。A.给铁件铆上一些锌板B.给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C.在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青1234567891011121314综合强化AD保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极法等。(3)质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为______ L，生锈后铁件的质量为______ g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x的值为1)。1234567891011121314综合强化33.61 0661234567891011121314综合强化由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式：3O2 ～ 12e－ ～ 增加质量3×22.4 L 12 mol 132 gV(O2) 6 mol Δm返回 展开更多...... 收起↑ 资源预览 当前文档不提供在线查看服务，请下载使用！
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