【学海导航】高中化学第1轮总复习 第9章 第31讲 金属的腐蚀与防护 C（化学人教）全国

第31讲金属的腐蚀与防护考点1金属腐蚀的概念和分类、钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理化学腐蚀和电化腐蚀的本质区别是有无电流，即是否能形成原电池。关键一看是纯金属还是合金或有两种金属相连，二看有无电解质溶液或水膜。例1钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是()A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀A【解析】

本题主要考查金属的电化学腐蚀与防护，①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。考点2金属防护的方法和原理1．金属防护的目的：防止金属被氧化；2．金属防护的依据：依据金属腐蚀发生的化学原理和腐蚀的类型来确定防护方法；3．金属腐蚀的防护方法(1)改变金属的内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)；(2)在金属表面覆盖保护层以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如下几种：①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属；③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。(表面钝化)。(3)电化学保护法①外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属；③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。(表面钝化)。(3)电化学保护法②牺牲阳极的阴极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接)例2(2011·广东调研)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纯铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，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，装置甲左侧的液面一定会下降B．实验结束时，装置甲一定比装置乙左侧的液面低例2(2011·广东调研)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纯铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，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()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C【解解析析】】A中由由于于HCl和水水挥挥发发，，装装置置甲甲中中铁铁钉钉与与盐盐酸酸酸酸雾雾发发生生置置换换反反应应，，生生成成H2，U形管管左左侧侧液液面面一一定定会会下下降降；；装装置置乙乙中中铜铜丝丝与与铁铁钉钉、、盐盐酸酸酸酸雾雾形形成成原原电电池池，，发发生生析析氢氢腐腐蚀蚀，，加加速速逸逸出出H2的速速率率，，在在腐腐蚀蚀初初期期，，装装置置甲甲比比装装置置乙乙左左侧侧液液面面高高，，经经足足够够长长时时间间腐腐蚀蚀，，装装置置甲甲中中少少许许铁铁丝丝还还可可以以与与酸酸雾雾发发生生置置换换反反应应，，使使装装置置甲甲比比装装置置乙乙左左侧侧液液面面低低；；装装置置丙丙中中浓浓硫硫酸酸具具有有吸吸水水性性，，铁铁钉钉在在干干燥燥环环境境中中不不能能发发生生腐腐蚀蚀。。【点点评评】】本题题考考查查电电化化学学内内容容中中金金属属吸吸氧氧腐腐蚀蚀的的原原理理的的分分析析。。老老知知识识换换新新面面孔孔，，高高考考试试题题，，万万变变不不离离其其宗宗，，关关键键的的知知识识内内容容一一定定要要让让学学生生自自己己想想懂懂，，而而不不是是死死记记硬硬背背。。学学生生把把难难点点真真正正““消消化化””了了就就可可以以做做到到一一通通百百通通，，题题目目再再怎怎么么变变换换形形式式，，学学生生也也能能回回答答。。原电电池池原原理理在在解解决决能能源源的的利利用用和和金金属属材材料料防防腐腐等等问问题题中中应应用用较较广广，，要要学学会会运运用用原原电电池池的的反反应应原原理理分分析析社社会会和和生生活活中中的的具具体体问问题题。。1.(2011··浙浙江江卷卷)将NaCl溶溶液液滴滴在在一一块块光光亮亮清清洁洁的的铁铁板板表表面面上上，，一一段段时时间间后后发发现现液液滴滴覆覆盖盖的的圆圆周周中中心心区区(a)已已被被腐腐蚀蚀而而变变暗暗，，在在液液滴滴外外沿沿形形成成棕棕色色铁铁锈锈环环(b)，，如如图图所所示示。。导导致致该该现现象象的的主主要要原原因因是是液液滴滴之之下下氧氧气气含含量量比比边边缘缘少少。。下下列列说说法法正正确确的的是是()A．．液液滴滴中中的的Cl-由a区区向向b区区迁迁移移B．．液液滴滴边边缘缘是是正正极极区区，，发发生生的的电电极极反反应应为为：O2+2H2O+4e-===4OH-C．．液液滴滴下下的的Fe因因发发生生还还原原反反应应而而被被腐腐蚀蚀，，生生成成的的Fe2+由a区区向向b区区迁迁移移，，与与b区区的的OH-形成成Fe(OH)2，进进一一步步氧氧化化、、脱脱水水形形成成铁铁锈锈D．．若若改改用用嵌嵌有有一一铜铜螺螺丝丝钉钉的的铁铁板板，，在在铜铜铁铁接接触触处处滴滴加加NaCl溶溶液液，，则则负负极极发发生生的的电电极极反反应应为为：：Cu-2e-===Cu2+1.(2011··浙浙江江卷卷)将NaCl溶溶液液滴滴在在一一块块光光亮亮清清洁洁的的铁铁板板表表面面上上，，一一段段时时间间后后发发现现液液滴滴覆覆盖盖的的圆圆周周中中心心区区(a)已已被被腐腐蚀蚀而而变变暗暗，，在在液液滴滴外外沿沿形形成成棕棕色色铁铁锈锈环环(b)，，如如图图所所示示。。导导致致该该现现象象的的主主要要原原因因是是液液滴滴之之下下氧氧气气含含量量比比边边缘缘少少。。下下列列说说法法正正确确的的是是()B【解析】】液滴边缘缘O2多，在碳碳粒上发发生正极极反应O2+2H2O+4e-===4OH-。液滴下下的Fe发生负极极反应，，Fe-2e-===Fe2+，为腐蚀蚀区(a)。A错误，Cl-由b区向a区迁移；；B正确；C错误，液液滴下的的Fe因发生氧氧化反应应而被腐腐蚀。D错误，Cu更稳定，，作正极极，反应应为O2+2H2O+4e-===4OH-。2.(2012·广东省六校高三联考)右图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是()C.若X为碳棒，开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为：Fe-3e-===Fe3+D.若X为锌，开关K置于M处，则总反应方程式为：2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2A.若X为碳棒，开关K置于M处，可以减缓铁的腐蚀B.若X为锌，开关K置于N处，则X极附近溶液的颜色会变黄色D3.下列叙述述不正确确的是()AA.铁表表面镀锌锌，铁作作阳极B.船底底镶嵌锌锌块，锌锌作负极极，以防防船体被被腐蚀C.钢铁铁吸氧腐腐蚀的正正极反应应：O2+2H2O+4e-===4OH-D.工业业上电解解饱和和和食盐水水的阳极极反应：：2Cl--2e-===Cl2↑4.(2010·山东东卷)对金属制制品进行行抗腐蚀蚀处理，，可延长长其使用用寿命。。(1)以以下为铝铝材表面面处理的的一种方方法：①碱洗的的目的是是除去铝铝材表面面的自然然氧化膜膜，碱洗洗时常有有气泡冒冒出，原原因是____________________________(用离子子方程式式表示)。为将将碱洗槽槽液中铝铝以沉淀淀形式回回收，最最好向槽槽液中加加入下列列试剂中中的_____。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO32Al+2OH-+2H2O===2+3H2↑b②以铝材材为阳极极，在H2SO4溶液中电电解，铝铝材表面面形成氧氧化膜，，阳极电电极反应应为________________________________。取少量量废电解解液，加加入NaHCO3，溶液后后产生气气泡和白白色沉淀淀，产生生沉淀的的原因是是_______________________________________________________________。2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+因为Al3+和

发生了双水解，Al3++3===Al(OH)3↓+CO2↑(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____________________(3)利用右图装置，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置于M处，该电化学防护法称为___________________。________________。N牺牲阳极极保护法法反应生成Cu2+阳极Cu可以发生氧化

(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了，方程式为：2Al+2OH-+2H2O===2+3H2↑；使

生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和

发生了双水解。【解析】】(2)电电镀时，，阳极Cu可以以发生氧氧化反应应生成Cu2+。(3)铁铁被保护护，可以以是做原原电池的的负极，，或者电电解池的的阴极，，故若X为碳棒棒，开关关K应置置于N处处，Fe做阴极极受到保保护；若若X为锌锌，开关关K置于于M处，，铁是做做负极，，称为牺牺牲阳极极保护法法。【解析】】1.下图装置置中，U形管内内为红墨墨水，a、b试试管内分分别盛有有食盐水水和氯化化铵溶液液，各加加入生铁铁块，放放置一段段时间。。下列有有关描述述错误的的是()A．生铁铁块中的的碳是原原电池的的正极B．红墨墨水柱两两边的液液面变为为左低右右高C．两试试管中相相同的电电极反应应式是Fe-2e-===Fe2+D．a试试管中发发生