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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
项目 类别
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)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(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、铬等元素制成不锈钢产品；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)：无气泡产生，试管中无蓝色沉淀生成 O2+4e-+4H+===2H2O
(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.如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>③
2.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)。
实验①：试管内生成蓝色沉淀
实验②：在Fe表面生成蓝色沉淀
实验③：试管内无明显变化
下列说法不正确的是(　　)
A.实验①说明Fe腐蚀生成Fe2+
B.对比实验①③，可以判定Zn保护了Fe
C.对比实验②③，预测K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
D.将实验②中溶液换成H2O(已除O2)，若无明显现象，说明K3[Fe(CN)6]不能氧化Fe
答案　D
解析　Fe在食盐水中浸泡一段时间后，向取出的少量Fe附近的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明Fe被氧化产生Fe2+，A正确；①中试管内产生蓝色沉淀，③中试管无明显变化，说明①中Fe被腐蚀，③中Fe未被腐蚀，说明将Zn、Fe连接与NaCl溶液构成原电池，由于金属活动性：Zn>Fe，Zn作负极，Fe为正极，Zn保护了Fe，Fe未被氧化，B正确；对比实验②③，说明铁棒表面被氧化，但溶液中没有Fe2+，可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化，C正确；NaCl在装置中的作用是增强溶液的导电性，与反应原理无关，因此将②中溶液换成H2O(已除O2)，若无明显现象，不能说明K3[Fe(CN)6]不能氧化Fe，D错误。
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)3Fe2O3·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.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)BC
课时对点练
[分值：100分]
[1~8题，每小题7分]
题组一　金属的腐蚀
1.如图是家庭燃气灶的部件图，下列说法正确的是(　　)
A.炉头容易生锈，主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成，电木起到了防止金属腐蚀的作用
答案　D
解析　燃气灶的中心部位容易生锈，主要是高温下铁发生化学腐蚀，A错误；铝的化学性质活泼，B错误；锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，发生电化学腐蚀，C错误；外层电木阻止螺钉与空气接触，保护了内层的螺钉，防止金属腐蚀，D正确。
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　电化学腐蚀指不纯的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.(2026·浙江丽水发展共同体期中联考)某化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
实验 Ⅰ Ⅱ
装置
现象 锌片附近颜色无变化，裸露在外的铁钉附近出现红色 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近出现蓝色
下列说法不正确的是(　　)
A.实验Ⅰ和Ⅱ中铁钉均为负极
B.实验Ⅰ和Ⅱ中均发生电化学腐蚀，且铁钉腐蚀速度：实验Ⅰ<实验Ⅱ
C.实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-
D.实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为K++Fe2++===KFe↓
答案　A
解析　实验Ⅰ中锌比铁活泼，锌片作负极，铁钉作正极；实验Ⅱ中铁比铜活泼，铁钉作负极，铜片作正极。实验Ⅰ和Ⅱ中都是中性环境，均发生吸氧腐蚀，实验Ⅰ中铁为正极被保护，腐蚀慢，实验Ⅱ中Fe为负极，腐蚀加快，铁钉腐蚀速度：实验Ⅰ<实验Ⅱ，A错误、B正确；实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片均作正极，均发生吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-，C正确；实验Ⅱ中Fe为负极，发生氧化反应生成Fe2+，Fe2+与 K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓，D正确。
4.用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验，一段时间后，试管发热，导管口有气泡产生。下列说法正确的是(　　)
A.铁发生的电极反应为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中，部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡，证明铁发生了析氢腐蚀
答案　B
解析　铁发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+，A错误；铁腐蚀过程中，试管发热，说明部分化学能转化为热能，B正确；铁粉、碳粒、氯化钠溶液构成原电池，碳粒的存在加快铁腐蚀的速率，C错误；铁腐蚀过程中，具支试管内温度升高，气体膨胀，故导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀，D错误。
题组三　生活中的腐蚀现象及解释
5.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。
6.(2026·河南名校期中联考)“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后的孔蚀如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.Cl-的存在会加速该铁合金的腐蚀
B.孔的表面与内部均只能发生吸氧腐蚀
C.铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极法
D.铁合金与电源负极连接可在其表面形成钝化膜
答案　A
解析　由图可知，孔的外部氯离子进入孔的内部会增强介质的导电性，从而加快铁合金的腐蚀速率，则氯离子的存在会加速该铁合金的腐蚀，故A正确；由图可知，孔的内部介质中含有HCl，若介质酸性过强，铁合金可能发生析氢腐蚀，故B错误；铁合金与锡连接时，铁作原电池的负极，腐蚀速率加快，则与锡连接不能达到保护铁合金的目的，不属于牺牲阳极法，故C错误；铁失去电子发生氧化反应生成钝化膜，所以铁合金与电源正极连接，作电解池的阳极才可在其表面形成钝化膜，故D错误。
题组四　金属的防护
7.下列各装置中都盛有等体积0.1 mol·L-1的NaCl溶液，相同条件下放置相同时间，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是(　　)
A.③①④② B.①②④③
C.②①④③ D.②①③④
答案　C
解析　①中Zn作负极，能加快Zn的腐蚀；②中Zn作电解池阳极，腐蚀速率比①中快；③中Zn作电解池阴极被保护，不易被腐蚀；④中Zn发生化学腐蚀，腐蚀速率比①中慢。综上可知，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。
8.(2026·福建龙岩九校期中联考)研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。下列说法错误的是(　　)
A.图甲中：只闭合K1，铁腐蚀的速度最快
B.图甲中：只闭合K3，石墨电极附近溶液的pH将变小
C.图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极法
D.图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
答案　B
解析　根据腐蚀速率：电解池阳极腐蚀速率最快、电解池阴极腐蚀速率最慢，闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，腐蚀速度最快，故A正确；闭合K3，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl溶液，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，生成OH-，使得石墨电极附近溶液的pH增大，故B错误；锌比铁活泼，易失去电子，与铁组成的原电池中锌作负极，属于牺牲阳极法，故C正确。
[9~11题，每小题8分]
9.(2026·安徽阜阳期中)根据下图，下列判断正确的是(　　)
A.电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
B.烧杯b中发生的电极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.烧杯a中发生反应：O2+4H++4e-===2H2O，溶液pH降低
D.取烧杯a中少许液体于试管中，加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
答案　B
解析　电子不能在电解质溶液中流动，A错误；Zn为负极，被氧化，电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，B正确；烧杯a中，氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式：O2+4e-+2H2O===4OH-，溶液pH升高，C错误；烧杯a中铁没参与反应，无Fe2+生成，加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成， D错误。
10.某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是(　　)
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀，Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护，铁电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
答案　B
解析　①区形成原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，Cu电极上没有气体生成，故A错误；②区形成电解池，Cu电极为阴极，Fe为阳极，Fe被腐蚀，故B正确；③区形成原电池，Fe为正极，电解质溶液为中性溶液，正极电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，故C错误；④区形成电解池，Fe为阳极，被腐蚀，故D错误。
11.(2025·广西，11)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是(　　)
A.Cu2O层对铜导线起保护作用
B.正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2+4e-===2Cu2O
C.沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3
D.腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处
答案　D
解析　铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，电极反应式为Cu-e-===Cu+，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，同时还存在：4Cu++O2+4e-===2Cu2O，据此分析。Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确；Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2、O2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确；产生的沉积物覆盖在铜导线上，腐蚀速率减慢，D错误。
12.(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)C
13.(12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 g
V(O2)　　　　　　6 mol　　　　Δm
V(O2)==33.6 L，Δm==66 g，生锈后铁件质量为1 000 g+66 g=1 066 g。(共64张PPT)
第四章
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。
内容索引
课时对点练
一、金属的腐蚀
二、金属的防护
三、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_____、_____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。
气体或液体
氧化还原
失去
氧化
(3)分类
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。
不纯
电解质
原电池
3.钢铁的电化学腐蚀
项目 类别
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
Fe-2e-===Fe2+
2H++2e-===H2↑
O2+4e-+2H2O===4OH-
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
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。
液面上升
原电池
吸氧
原电池
电化学
快
快
(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：____________________________________
__________________________________________________________________________。
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：______________
_______________________________________________________。
(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：_________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
较大，为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，使酚酞变红
边缘氧气的浓度
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)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O
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< 二 >
金属的防护
1.改变金属材料的组成
如普通钢中加入_______等元素制成不锈钢产品；_______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)：无气泡产生，试管中 蓝色沉淀生成 O2+4e-+4H+===2H2O
Zn-2e-===Zn2+
偏转
无
(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
×
√
√
×
(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.如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)。
④>②>①>③
2.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)。
实验①：试管内生成蓝色沉淀
实验②：在Fe表面生成蓝色沉淀
实验③：试管内无明显变化
下列说法不正确的是
A.实验①说明Fe腐蚀生成Fe2+
B.对比实验①③，可以判定Zn保护了Fe
C.对比实验②③，预测K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
D.将实验②中溶液换成H2O(已除O2)，若无明显现象，说明K3[Fe(CN)6]
　不能氧化Fe
√
Fe在食盐水中浸泡一段时间后，向取出的少量Fe附近的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明Fe被氧化产生Fe2+，A正确；
①中试管内产生蓝色沉淀，③中试管无明显变化，说明①中Fe被腐蚀，③中Fe未被腐蚀，说明将Zn、Fe连接与NaCl溶液构成原电池，由于金属活动性：Zn>Fe，Zn作负极，Fe为正极，Zn保护了Fe，Fe未被氧化，B正确；
对比实验②③，说明铁棒表面被氧化，但溶液中没有Fe2+，可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化，C正确；
NaCl在装置中的作用是增强溶液的导电性，与反应原理无关，因此将②中溶液换成H2O(已除O2)，若无明显现象，不能说明K3[Fe(CN)6]不能氧化Fe，D错误。
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
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< 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：____________________________
　　　　　　　　 　　。
原电池
NaCl溶于水，形成电解质溶液
Fe-2e-===Fe2+
2H2O+O2+4e-
===4OH-
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.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
BC
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< 四 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D D A B C A C B
题号 9 10 11
答案 B B D
对一对
答案
1
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12
13
12.
(1)吸氧腐蚀　(2)B　(3)C
答案
1
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11
12
13
13.
(1)C　(2)AD　(3)33.6　1 066
题组一　金属的腐蚀
1.如图是家庭燃气灶的部件图，下列说法正确的是
A.炉头容易生锈，主要是高温下铁发生
　电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为
　铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成，电木起到了防止金属
　腐蚀的作用
√
对点训练
答案
1
2
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13
燃气灶的中心部位容易生锈，主要是高温下铁发生化学腐蚀，A错误；
铝的化学性质活泼，B错误；
锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，发生电化学腐蚀，C错误；
外层电木阻止螺钉与空气接触，保护了内层的螺钉，防止金属腐蚀，D正确。
答案
1
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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
1
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13
电化学腐蚀指不纯的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.(2026·浙江丽水发展共同体期中联考)某化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
答案
1
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3
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12
13
实验 Ⅰ Ⅱ
装置
现象 锌片附近颜色无变化，裸露在外的铁钉附近出现红色 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近出现蓝色
下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ和Ⅱ中铁钉均为负极
B.实验Ⅰ和Ⅱ中均发生电化学腐蚀，且铁钉腐蚀速度：实验Ⅰ<实验Ⅱ
C.实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应：
　O2+2H2O+4e-===4OH-
D.实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为
　K++Fe2++===KFe↓
√
答案
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实验Ⅰ中锌比铁活泼，锌片作负极，铁钉作正极；实验Ⅱ中铁比铜活泼，铁钉作负极，铜片作正极。实验Ⅰ和Ⅱ中都是中性环境，均发生吸氧腐蚀，实验Ⅰ中铁为正极被保护，腐蚀慢，实验Ⅱ中Fe为负极，腐蚀加快，铁钉腐蚀速度：实验Ⅰ<实验Ⅱ，A错误、B正确；
实验Ⅰ中铁钉和实验Ⅱ中铜片均作正极，均发生吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-，C正确；
实验Ⅱ中Fe为负极，发生氧化反应生成Fe2+，Fe2+与 K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓，D正确。
答案
1
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11
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13
4.用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验，一段时间后，试管发热，导管口有气泡产生。下列说法正确的是
A.铁发生的电极反应为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中，部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡，证明铁发生了析氢腐蚀
√
答案
1
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答案
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13
铁发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+，A错误；
铁腐蚀过程中，试管发热，说明部分化学能转化为热能，B正确；
铁粉、碳粒、氯化钠溶液构成原电池，碳粒的存在加快铁腐蚀的速率，C错误；
铁腐蚀过程中，具支试管内温度升高，气体膨胀，故导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀，D错误。
题组三　生活中的腐蚀现象及解释
5.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
1
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√
答案
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12
13
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。
6.(2026·河南名校期中联考)“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后的孔蚀如图所示，下列说法正确的是
A.Cl-的存在会加速该铁合金的腐蚀
B.孔的表面与内部均只能发生吸氧腐蚀
C.铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极法
D.铁合金与电源负极连接可在其表面形成钝化膜
√
答案
1
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13
由图可知，孔的外部氯离子进入孔的内部会增强介质的导电性，从而加快铁合金的腐蚀速率，则氯离子的存在会加速该铁合金的腐蚀，故A正确；
由图可知，孔的内部介质中含有HCl，若介质酸性过强，铁合金可能发生析氢腐蚀，故B错误；
铁合金与锡连接时，铁作原电池的负极，腐蚀速率加快，则与锡连接不能达到保护铁合金的目的，不属于牺牲阳极法，故C错误；
铁失去电子发生氧化反应生成钝化膜，所以铁合金与电源正极连接，作电解池的阳极才可在其表面形成钝化膜，故D错误。
答案
1
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13
题组四　金属的防护
7.下列各装置中都盛有等体积0.1 mol·L-1的NaCl溶液，相同条件下放置相同时间，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是
A.③①④②
B.①②④③
C.②①④③
D.②①③④
√
答案
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①中Zn作负极，能加快Zn的腐蚀；②中Zn作电解池阳极，腐蚀速率比①中快；③中Zn作电解池阴极被保护，不易被腐蚀；④中Zn发生化学腐蚀，腐蚀速率比①中慢。综上可知，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。
8.(2026·福建龙岩九校期中联考)研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。下列说法错误的是
A.图甲中：只闭合K1，铁腐蚀的
　速度最快
B.图甲中：只闭合K3，石墨电极
　附近溶液的pH将变小
C.图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极法
D.图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
√
答案
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答案
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根据腐蚀速率：电解池阳极腐蚀速率最快、电解池阴极腐蚀速率最慢，闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，腐蚀速度最快，故A正确；
闭合K3，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl溶液，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，生成OH-，使得石墨电极附近溶液的pH增大，故B错误；
锌比铁活泼，易失去电子，与铁组成的原电池中锌作负极，属于牺牲阳极法，故C正确。
9.(2026·安徽阜阳期中)根据下图，下列判断正确的是
A.电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
B.烧杯b中发生的电极反应为Zn-2e-===Zn2+
C.烧杯a中发生反应：O2+4H++4e-===2H2O，
　溶液pH降低
D.取烧杯a中少许液体于试管中，加入少量
　K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
答案
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√
综合强化
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电子不能在电解质溶液中流动，A错误；
Zn为负极，被氧化，电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，B正确；
烧杯a中，氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式：O2+ 4e-+2H2O===4OH-，溶液pH升高，C错误；
烧杯a中铁没参与反应，无Fe2+生成，加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成， D错误。
10.某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀，Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护，铁电极反应式为2H2O+2e-
　===H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
√
答案
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①区形成原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，Cu电极上没有气体生成，故A错误；
②区形成电解池，Cu电极为阴极，Fe为阳极，Fe被腐蚀，故B正确；
③区形成原电池，Fe为正极，电解质溶液为中性溶液，正极电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-，故C错误；
④区形成电解池，Fe为阳极，被腐蚀，故D错误。
11.(2025·广西，11)大型发电机的定子线圈由空芯铜导线缠绕制成。发电机运行时，需向铜导线的空芯通冷水降温，铜导线内壁因发生电化学反应生成Cu2O层。一段时间后，Cu2O表面产生的沉积物会造成堵塞，空芯铜导线截面如图。下列说法错误的是
A.Cu2O层对铜导线起保护作用
B.正极生成Cu2O的电极反应式为4Cu++O2
　+4e-===2Cu2O
C.沉积物的成分可能有CuO、Cu2(OH)2CO3
D.腐蚀最严重的区域是沉积物最多之处
√
答案
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13
铜导线内壁发生电化学反应生成Cu2O层，负极为Cu，电极反应式为Cu-e-===Cu+，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，同时还存在：4Cu++O2+4e-===2Cu2O，据此分析。Cu2O层为致密的氧化膜，能阻止内部铜与水、氧气进一步接触，对铜导线起保护作用，A正确；
Cu2O可被氧化为CuO，或与H2O、CO2、O2反应生成Cu2(OH)2CO3，沉积物成分可能包含二者，C正确；
产生的沉积物覆盖在铜导线上，腐蚀速率减慢，D错误。
12.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
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13
吸氧腐蚀
B
C
13.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
答案
1
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C
答案
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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
答案
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2
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AD
保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极法等。
答案
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13
(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)。
33.6
1 066
由4Fe+3O2+2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式：
3O2　　　　~　　12e-　　~　　增加质量
3×22.4 L　　　　12 mol　　　　132 g
V(O2)　　　　　　6 mol　　　 　Δm
V(O2)==33.6 L，Δm==66 g，生锈后铁件质量为
1 000 g+66 g=1 066 g。
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答案
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THANKS
本课结束

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