资源简介

金属的腐蚀及防护
一、金属的腐蚀
金属的腐蚀
(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生 而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质
金属原子 电子被 的过程，用反应方程式表示(M 代表金属元素)为
(3)金属腐蚀的类型
①化学腐蚀：指金属与其他物质 接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生 反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
金属的防护
1．本质
阻止金属发生 反应。
2．方法
(1)加防护层，如在金属表面 、 、 等。
(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。
(3)电化学防护
(4)不同条件下金属腐蚀的快慢
典例分析
1.表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图 A)和缠有锌片的铁钉(图 B)放置其中，如图所示，一段时间后 b 处和 c 处出现变红现象。已知：Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀。下列说法不正确的是( )
A．发生氧化反应的是 a 处和 d 处
B．图 A 中 a 处出现蓝色沉淀
C．b 处和 c 处电极反应式为 2H2O＋2e－ ===2OH－＋H2↑
D．对铁钉腐蚀起防护作用的是图 B
2.一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的示意图如图，下列说法正确的是( )
A．铜板表面有气泡生成
B．在干燥空气中该铜板也容易腐蚀
C．铁铆钉表面的电极反应：
D．一段时间后，向水膜滴加一滴酚酞溶液，出现浅红色
3.下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是( )
A．图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重
B．图②中往电极区滴入2滴
C．图③中使成为原电池的正极，从而保护了钢铁输水管
D．图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零，从而保护了钢铁
4.发蓝是处理钢铁零件表面的一种防腐蚀工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层(Fe3O4)，下列有关说法错误的是
A．该方法为金属表面覆盖保护层法
B．钢铁表面镀层破坏后，若接触食盐水会发生吸氧腐蚀
C．将钢铁连接在电源的正极也能得到保护
D．在钢铁表面镀铜也可以达到防腐蚀效果
5.下列装置中(杯中均盛海水)铁腐蚀最快的是
A． B．
C． D．
6.下列实验不能达到目的的是
A．图1装置可以往铜牌表面镀银
B．图2装置可通过采集压强数据判断电化学腐蚀类型
C．图3所示装置可实现
D．图4装置可实现粗铜的精炼
7.城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，地面上还铺有铁轨．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液的关系如下表：
2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
下列说法正确的是
A．含碳钢在中性环境腐蚀较慢
B．当时，主要发生析氢腐蚀
C．当时，负极的电极反应式为：
D．采用外加电流法时，需外接镁、锌等作辅助阳极
8.某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是
A．相间条件下，若X为食盐水，K分别连接B、C时，前者铁棒的腐蚀速度更慢
B．若X为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多
C．若b为正极，K连接A时，铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若在X溶液中预先加入适量的KSCN溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
9.实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是
A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管
C．b处溶液的pH增大 D．b处生铁丝发生电极反应Fe—3e—=Fe3+
10.为防止埋在地下的钢管道被锈蚀，以延长管道的使用寿命，可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是
A．将镁块换成锌块也能起到保护作用
B．该方法中钢管道作正极
C．该方法称为“牺牲阳极的阴极保护法”
D．镁块上发生的电极反应为
11.电池是日常生活中最常见的一种提供电能的装置，研究各种新型电池成为新能源研究的一种方向。
(1)如图是一种甲烷燃料电池的装置。
①铂电极a是 （填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”），发生 （填“氧化”或“还原”）反应。
②电子从 （填“a”或“b”）电极流出，该电极的电极反应式是 。
(2)白铁是日常生活中常见的一种金属材料，俗称“锌包钢”，一旦划破后就会发生电化学反应，此时负极材料是 ，在潮湿的碱性或中性环境中，铁电极上发生反应的电极反应式是 ，金属铁被保护而不易腐蚀，这种防腐的方法叫 （填名称）。
(3)用下图所示装置研究铁的防腐蚀过程：
①K1、K2、K3只关闭一个，则铁腐蚀的速度最块的是只闭合 （填K1、K2、K3）；石墨电极的电极反应式 。
②为减缓铁的腐蚀，应只闭合 （填K1、K2、K3），该防护法称为 。
电化学模型
多池多室模型（得失电子守恒）
1.串联模型
1.现以CO、、熔融盐组成的燃料电池，采用电解法处理CO同时制备，装置如图所示，其中Y为。下列说法不合理的是
A. 石墨Ⅰ是原电池的负极，发生氧化反应
B. 乙池中，若使用质子交换膜，每生成，则有通过交换膜进入右室。
C. 石墨II的电极反应式：
D. 若甲池消耗标准状况下的氧气，则乙池中产生氢气
2.如图所示，其中甲池的总反应式为。下列说法正确的是
A. 甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置
B. 甲池通入的电极反应为
C. 反应一段时间后，向乙池中加入一定量固体，能使溶液恢复到原浓度
D. 甲池中消耗标准状况下，此时丙池中理论上最多产生固体
3.如图所示，某同学设计一个甲醚燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
写出负极的电极反应式_______________________________；
铁电极为____填“阳极”或“阴极”，石墨电极的电极反应式为_______；
如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_______填“增大”“减小”或“不变”；
若在标准状况下，有氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为____；
假设乙装置中氯化钠溶液足够多，若在标准状况下，有224mL氧气参加反应，则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将____填“增大”“减小”或“不变”，且变化了____克；
若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中发生的总反应式为___________________。
浓差电池
1.(2023·山东省枣庄市第三中学高三质检)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，放电时两个电极区的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时放电停止。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是( )
A．电极的电极反应为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-
B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80gNaOH
C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为Cu2++2e-═Cu
D．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
双极膜
1.双极膜电解法制巯基乙酸(HSCH2COOH)和高纯NaOH溶液原理如图所示，其中a、b为离子交换膜，双极膜在直流电压下可解离出H+和OH-。下列说法正确的是( )
A．膜a和膜b均为阳离子交换膜
B．双极膜解离出的H+在双极膜的右侧
C．碱室1和碱室2的NaOH溶液可以循环使用，电解过程不产生其他副产物
D．若将盐室的原料换成Na2SO4溶液，当外电路通过2mole-时，可生成2molH2SO4
2.乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是( )
A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为：+2H++2e-=+H2O
C．制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子
D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
3.工业上用石墨和铅作电极，用双极膜电解葡萄糖溶液制备甘露醇和葡萄糖酸盐。已知在直流电场作用下，双极膜将水解离为H+和OH-并实现其定向通过，电解过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．b极材料为石墨，接电源正极
B．通电后双极膜中产生的OH-向b极定向移动
C．生成葡萄糖酸盐的反应为：+BrO3-+OH-=HOCH2(CHOH)4COO-+Br-+H2O
D．理论上若生成1mol甘露醇，则可生成1mol葡萄糖酸盐
压轴能力测试
1.我国电动汽车产业发展迅猛，多种车型采用三元锂电池，该电池放电时工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．无论充电或放电，A极电势均低于B极
B．充电时，外电路中流过0.1mol电子，A极质量减少0.7g
C．放电时，正极反应为Li1-aNixCoyMnzO2＋aLi＋＋ae-=LiNixCoyMnzO2
D．失去活性锂元素的三元正极材料可采用化学方法再生，实现循环利用
2.钠硒电池具有能量密度大、成本低等优点，被认为是富有潜力的新一代室温钠离子电池。某科研团队设计的钠硒电池模型如图所示。下列叙述错误的是
A．放电时，电极N的电势高于电极M
B．放电时，M电极附近不能选用水系电解液
C．充电时，从N电极向M电极迁移
D．充电时，N极上的反应式为：
3.我国科学家研究发现了一种电化学固碳方法，装置如图所示。放电时的总反应为。充电时，通过催化剂的选择性控制，只有发生氧化反应，释放出和。下列说法错误的是
A．放电时，电极B为正极
B．充电时阳极发生反应：
C．该电池不可选用含水电解液
D．放电时，每转移4mol电子，正极区质量增加148g
4.科学家设计了一种以Cu和CuS为电极的可循环电池，电解质为等溶液，其工作原理如图所示。电池放电时，Cu电极发生氧化反应。下列说法正确的是
A．电池工作时，电解液中的浓度保持不变
B．充电时，向CuS电极方向移动
C．充电时CuS电极连接电源的负极
D．当0.15mol Cu转化成时，溶液中减少0.1mol
5.一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，其中a极区含有Li+、I-、I3-等离子的水溶液，电极b是一种固态有机聚合物。下列说法不正确的是

A．充电时，a极区I3-的浓度增大
B．充电时，电极b与外接电源的负极连接
C．放电时，电极a可能发生反应I3-+2e-= 3I-
D．放电时，外电路中每转移0. 1mol电子，电极b增重0.7g

展开更多......

收起↑