1、第4节 金属的腐蚀与防护1.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )A.B.C.D.答案： C解析：A 、B 、D 都能形成原电池,铁作为负极,腐蚀速率加快;C 中铁球表面镀铜,铁被保护不易被腐蚀。2.(2021辽宁大连高二月考)“辽宁舰”航母编队经由西太平洋南下吸引了全球的目光。已知,有盐分的海水和空气对“辽宁舰”航母的船体会造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是( )A.“辽宁舰”船体的腐蚀主要为金属的化学腐蚀B.可以在“辽宁舰”船体外壳装上锌块,用牺牲阳极保护法防止金属腐蚀C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀D.外加电流,使
2、需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用答案： A解析：“辽宁舰”船体的腐蚀主要为电化学腐蚀,故A错误。3.(2021北京怀柔高二月考)如图是研究铁钉腐蚀的装置图,下列说法不正确的是( )A.铁钉在两处的腐蚀速率:abB.a 、b 两处铁钉中碳均为正极C.a 、b 两处铁钉中的铁均失电子被氧化D.a、b 两处的正极反应式均为O2+4e-+4H+=2H2O答案： D解析：A项,b中的氢离子浓度大,腐蚀速率:ba ,正确;B项,a、b中都发生原电池反应,铁钉中的碳作正极,铁作负极,正确;C项,a、b中都发生原电池反应,铁作负极,发生氧化反应,正确;D项,a中发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+4e-
3、+2H2O=4OH-,b 中发生析氢腐蚀,正极反应2H+2e-=H2 ,不正确。解题关键 解答本题首先需要注意两个铁钉所接触溶液的酸碱性的区别,再分析铁钉所发生的腐蚀。4.为了探究金属腐蚀的条件和快慢,某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内,并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间。下列对实验结果的描述不正确的是( )A.实验结束时,装置左侧的液面一定会下降B.实验结束时,装置一定比装置左侧的液面低C.实验结束时,铁钉b 腐蚀最严重D.实验结束时,铁钉c 几乎没有被腐蚀答案： B解析：装置中铁钉a 处于盐酸蒸气中,被腐蚀而释放出H2, 因此左侧
4、液面下降右侧液面上升;装置中铁钉b 同样处于盐酸蒸气中,所不同的是悬挂铁钉的金属丝是铜丝,由于Fe 比Cu 活泼,在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的腐蚀,相同时间内会放出更多的H2 ,使左侧液面下降更多,右侧液面上升更多;装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝,但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性,因此铁钉c 处于较为干燥的空气中,在短时间内几乎不被腐蚀。解题关键 解答本题注意电解质溶液的区别,悬挂铁钉的金属材质的区别及空气中水蒸气的区别。5.(2021山东济宁高二期末)2020年7月1日,世界首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥沪苏通长江公铁大桥胜利开通。下列有关大桥设施的说法不正确的是( )A.为了防止铁质桥
5、索被腐蚀,可在焊点附近用锌块打“补丁”B.桥下层铁路铺设的钢轨是一种铁合金,铁被腐蚀时的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+C.桥栏杆涂油漆兼具美观和防止金属生锈的功能D.桥索上的彩色灯光与原子核外电子的跃迁有关答案： B解析：钢铁被腐蚀时铁失电子变为亚铁离子。6.对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：以铝材为阳极,在H2SO4 溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。（2）镀铜可防止铁制品被腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。（3）利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。若X 为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K 应置于 处。若X 为锌,开关K
6、 置于M 处,该电化学保护法称为 。答案：（1）2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+（2）用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2+, 保持溶液中Cu2+ 浓度恒定（3）N ; 牺牲阳极保护法解析：（1）活泼金属作阳极,阳极材料本身失电子被氧化,其氧化产物为Al2O3 ,由此可得阳极的电极反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ 。（3）若X 为碳棒,则只能用外加电流阴极保护法,此时开关K 应置于N 处;若X 为Zn ,开关K 置于M 处,其保护原理为牺牲阳极保护法。素养提升练7.(不定项)(2020湖北武汉高二联考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是$已知Fe2+ 与K3Fe(C
7、N)6 反应生成蓝色的Fe3Fe(CN)62 沉淀$( )A.图1中,铁钉易被腐蚀B.图2中,滴加少量K3Fe(CN)6 溶液,有蓝色沉淀出现C.图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极答案： B ; C解析：题图1中,铁钉处于干燥环境,不易被腐蚀,A项错误;题图2中,负极反应为Fe-2e-=Fe2+,Fe2+ 与K3Fe(CN)6 反应生成Fe3Fe(CN)62 蓝色沉淀,B项正确;题图3中,铁在高温下与O2 反应,属于化学腐蚀,C项正确;题图4中为牺牲阳极保护法,镁块相当于原电池的负极,D项
8、错误。8.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl 溶液)。在Fe 表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是( )A.对比,可以判定Zn 保护了FeB.对比,K3Fe(CN)6 可能将Fe 氧化C.验证Zn 保护Fe 时不能用的方法D.将Zn 换成Cu ,用的方法可判断Fe 比Cu 活泼答案： D解析：根据实验的现象可知,在酸化的3%NaCl 溶液中Fe 电极未溶解,根据实验的现象可知,Fe 在酸化的3%NaCl 溶液中生成了Fe2+ ,可以判定Zn 保护了Fe ,故A正确;根据实验取出Fe 附近的溶液,滴
9、加K3Fe(CN)6 溶液,无明显变化,可知Fe 电极附近未生成Fe2+ ,而实验中Fe 表面变蓝,说明K3Fe(CN)6 可能将Fe 氧化,故B、C正确;将Zn 换成Cu ,用的方法K3Fe(CN)6 可将Fe 氧化,Fe 表面会生成蓝色沉淀,不能用的方法判断Fe 比Cu 活泼。9.(2021江苏无锡高二联考)钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可见,为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。写出石墨电极的电极反应式： 。将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流
10、动方向。写出修改后石墨电极的电极反应式： 。答案：（1）O2+4e-+2H2O=4OH- 2Cl-2e-=Cl2（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为 。（3）防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示：电镀装置图的“直流电源”中, （填“a ”或“b” )是正极。Fe 电极反应式为 。接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用蒸馏水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量之差为5.12g ,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为
11、。上述铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀。请简要说明原因： ,由此可推知镀 （填一种金属）铁镀件在破损时铁不易被腐蚀。答案：（2）2FeCl3+Fe=3FeCl2（3）a ; Cu2+2e-=Cu 0.08mol 铁比铜活泼,铁与铜构成原电池的两个电极,铁作负极,更易被腐蚀; 锌(合理即可)解析：（1）铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀,将虚线中改为直流电源,这属于外加电流阴极保护法,外加电源后石墨电极为阳极,氯离子失电子生成氯气。（2）铁锈的主要成分为氧化铁的水合物,与盐酸反应生成三价铁离子,而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。（3）铁上镀铜,则铜为阳极,铁为阴极,故a为正极;Fe 极上电极反应式为Cu
12、2+2e-=Cu 。阳极溶解的铜等于阴极上析出的铜,故阳极溶解的铜为2.56g ,即0.04mol ,故电镀过程中电路中通过电子的物质的量为0.08mol 。镀件破损时,镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池,金属活动性强的金属更容易被腐蚀。创新拓展练10.“水是生命之源”,淡水资源越来越少,污水的处理已经成为提供淡水资源的一种重要方法。电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH 在5.06.0 ,通过电解生成Fe(OH)3 沉淀。Fe(OH)3 有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了
13、浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下。请回答下列问题。（1）实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的 。a.H2SO4b.BaSO4c.Na2SO4d.NaOHe.CH3CH2OH（2）电解池阳极的电极反应分别是： ;4OH-4e-=2H2O+O2 。（3）电极反应和的生成物反应得到Fe(OH)3 沉淀的离子方程式是 。（4）实验过程中,若在阴极产生了44.8L (标准状况)气体,则熔融碳酸盐燃料电池消耗CH4 (标准状况) L 。答案：（1）c （2）Fe-2e-=Fe2+（3）4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3+8H+（4）11.2解析：（1）BaSO4 难溶,CH3CH2OH 是非电解质,H2SO4、NaOH 对溶液酸碱性影响较大,不符合“保持污水的pH 在5.06.0 ”的要求,故应加入适量的Na2SO4 。（4）阴极产生的气体为H2, 气体为44.8L (标准状况)时,转移4mol 电子,消耗甲烷0.5mol ,即11.2L (标准状况)。
