2023新教材人教版化学作业与测评课件第4章 第3节

第三节金属的腐蚀与防护第四章化学反应与电能01预习作业(建议用时：15分钟)

1．金属腐蚀是指金属或合金与周围的____________发生__________反应而引起损耗的现象。一般可分为__________和____________。气体或液体氧化还原化学腐蚀电化学腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件____________________________电极反应负极________________________正极__________________________________________总反应式_______________________________________________酸性环境2．钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀酸性较弱或中性Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)23.金属的电化学防护(1)牺牲阳极法——利用________原理①________极：比被保护金属活泼的金属；②________极：被保护的金属设备。(2)外加电流法——利用________原理①________极：被保护的钢铁设备；②________极：惰性电极。原电池负正电解阴阳1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。(

)(2)铜在酸性较强的溶液中可发生析氢腐蚀。(

)(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。(

)(4)镀铜的铁制品镀层受损后，铁制品比镀铜前更容易生锈。(

)(5)在潮湿的空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀。(

)×√×××2.如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(

)A．① B．②C．③ D．④解析此处铁生锈属于吸氧腐蚀。④处没有和电解质溶液接触，锈蚀速率较慢；①②③处均与电解质溶液接触，但①②处含O2较少，所以③处腐蚀最快。解析答案3.利用如图装置探究铁的腐蚀与防护，下列说法错误的是(

)A．装置Ⅰ中铁发生析氢腐蚀B．装置Ⅱ中铁电极上发生还原反应C．装置Ⅰ中石墨电极附近溶液pH上升D．装置Ⅱ模拟了牺牲阳极法答案解析装置Ⅰ中电解质溶液为中性，活泼金属铁作负极，发生氧化反应，C为正极，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，称为吸氧腐蚀，附近溶液pH上升，故A错误，C正确；装置Ⅱ中活泼金属锌作负极，则铁作正极，电极上发生还原反应，故B正确；装置Ⅱ中锌作负极，发生氧化反应，被腐蚀，铁作正极，没有被腐蚀，模拟了牺牲阳极法，故D正确。解析4.如图所示，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该金属条可能是(

)A．镁 B．锡C．铝 D．锌解析拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色，说明铁钉发生吸氧腐蚀，铁易失电子作负极，另一金属作正极，故另一种金属的活泼性小于铁，故选B。解析答案5.如图所示装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性)，并各加入一块生铁块。(1)放置一段时间后，我们可以发现a、b中的生铁块都发生了腐蚀，红墨水柱两边的液面变为左________(填“低”或“高”，下同)右________，从而我们得出a试管中发生了________腐蚀，b试管中发生了________腐蚀。在腐蚀中________作原电池的负极，________作原电池的正极。高低吸氧析氢铁碳(2)写出下列电极反应式：a试管中负极反应式为______________________，总反应式为_______________________________；b试管中正极反应式为______________________，总反应式为_______________________________。Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2解析a试管中：生铁中的碳、铁作电极，食盐水作电解质溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体压强减小；b试管中：生铁中的碳、铁作电极，氯化铵溶液作电解质溶液也构成原电池，发生析氢腐蚀，析出氢气，气体压强增大，U形管中液面左边升高，右边降低。无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，铁均作负极：Fe－2e－===Fe2＋，碳均作正极。解析02

课时分层练(建议用时：40分钟)解析金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：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，则铁先被腐蚀，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。解析答案[重难点拨]金属的腐蚀(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。解析2．下列有关金属的保护方法的说法中正确的是(

)A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀变快C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法解析A项中搪瓷层破损后，铁直接暴露在空气中，因而易生锈；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。解析答案[归纳总结]金属防护方法(1)改变金属的内部组成结构如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种普遍采用的防护方法。①非金属保护层：如喷油漆、涂油脂。②金属保护层：如铜制品上镀镍、银、金等。解析(3)电化学防护法牺牲阳极法外加电流法依据原电池原理电解原理原理形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。负极(阳极)要定期予以更换将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护3．下列事实不能用电化学原理解释的是(

)A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定数量的锌块B．镀锌铁比镀锡铁耐用C．炒菜的铁锅未洗净极易生锈D．铝片不用特殊方法保存答案4．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是(

)A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面比装置Ⅱ的低C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀答案解析装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸的蒸气中，发生析氢腐蚀，使左侧液面下降；装置Ⅱ中的铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加快铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性、难挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而几乎没有被腐蚀。解析5．港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是(

)A．钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋B．防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子C．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除解析钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误。解析答案6.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(

)A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑答案解析d为石墨，则铁片作负极，铁片腐蚀加快，A正确；d为石墨，则铁片发生吸氧腐蚀，石墨作正极，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；d为锌块，锌比铁活泼，锌块作负极，铁片作正极被保护起来，不易被腐蚀，C正确；d为锌块，铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。解析[应用·实践]7．海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵蚀，常用外加电流法对其进行保护，如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列说法不正确的是(

)A．钢制管桩应与电源的负极相连B．通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩C．高硅铸铁及钢制管桩周边没有电极反应发生D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案8．重庆一中化学组李老师，戴着银饰用硫黄香皂沐浴，发现银饰变黑了。于是李老师在一个铝质容器中放入一定浓度的食盐溶液，再将变黑的银饰浸入溶液中。放置一段时间后，黑色褪去，而银不会损失，且此过程中能闻到淡淡的臭鸡蛋气味。下列关于以上现象的说法错误的是(

)A．银饰变黑属于化学腐蚀B．李老师的补救办法运用了原电池原理C．反应方程式为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑D．铝质容器可以用其他金属容器代替，只要能导电即可答案解析银饰变黑，是因为银与硫反应生成了黑色的Ag2S，属于化学腐蚀，A正确；李老师的补救办法运用了原电池原理，Al作负极，发生氧化反应，正极上Ag2S得电子生成Ag，B正确；由题给现象及上述分析可知，反应方程式为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，C正确；所用金属容器中金属的还原性需比银强，D错误。解析9．近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法正确的是(

)A．阴极的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．阳极上Zn失电子发生氧化反应C．通电时，采用的防护方法为牺牲阳极法D．断电时，锌环失去保护铁帽作用答案解析该装置是电解池，铁帽作阴极，阴极发生得电子的还原反应，A错误；锌环作阳极，失电子发生氧化反应，B正确；采用的防护方法属于外加电流法，C错误；断电时，因锌比铁活泼，可构成原电池，锌环为负极，铁帽为正极，则锌环仍具有保护铁帽的作用，D错误。解析10．全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。一种钢铁锈蚀原理示意图如下所示，下列说法不正确的是(

)A．缺氧区：Fe－2e－===Fe2＋B．富氧区：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2D．隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈答案解析由图可知，Fe失去的电子通过金属导体传给了富氧区的氧气，而且电子不能通过电解质溶液，故C错误。解析[创新·提高]11．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生