2024高考化学一轮复习-考点二十金属的腐蚀与防护

考点二十金属的腐蚀与防护1.化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析）类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－=Fe2＋正极2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护。①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属；b．正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—电解原理a．阴极：被保护的金属设备；b．阳极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。【典例分析】1.（2021·辽宁省八省联考）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌(该厌氧细菌最佳生存环境在pH为7~8之间)可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是()A.正极的电极反应式为B.的反应可表示为C.酸性条件下，厌氧菌失去活性，钢管不易被腐蚀D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀【答案】BD【解析】根据示意图分析，正极上水发生还原反应生成，电极反应式为，A项错误；在厌氧细菌的催化作用下反应生成和，离子反应式为，B项正确；根据题意，硫酸盐厌氧菌在弱碱性条件下活性高，电化学腐蚀速率快，酸性条件下，虽然厌氧菌会失去活性，但铁会发生析氢腐蚀，仍然会加速钢管的腐蚀，C项错误；管道上刷富锌油漆后，因为锌比铁活泼，所以腐蚀锌保护铁，可以延缓管道的腐蚀，D项正确。2．(2019·江苏，10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀答案C解析D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。3．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()A．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀B．一段时间后，a处液面高于b处液面C．a处的溶液pH增大，b处的溶液pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－=Fe2＋答案C4．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案C解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，C错误。5．(2020·怀化高三月考)利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是()A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应答案B解析若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源正极作阳极发生氧化反应，D项正确。6．(2020·安徽滁州二中、定远二中等11校联考)某小组同学用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防腐(①中铁片为生铁)。下列说法正确的是()A．①中只发生化学腐蚀B．②中只发生的是析氢腐蚀C．③为牺牲阳极的阴极保护法D．钢铁被腐蚀的速率：②＞①＞③答案D解析①中铁片为生铁，生铁表面形成无数个原电池，发生电化学腐蚀，A项错误；②中电解质溶液为海水，发生的是吸氧腐蚀，B项错误；③为电解池装置，为外加电流的阴极保护法，C项错误；①中主要发生化学腐蚀，②中铁片为负极发生吸氧腐蚀，③中铁片连接外接电源的负极被保护，所以钢铁被腐蚀的速率为②>①>③，D项正确。7．(2020·河北衡水中学调研)一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)下列说法正确的是()A．pH＜4时，发生析氢腐蚀B．随pH的升高，含碳钢的腐蚀速率逐渐加快C．pH为14时，负极反应式为2H2O＋Fe－3e－=FeOeq\o\al(－,2)＋4H＋D．pH为7时，负极反应式为Fe－3e－=Fe3＋，生成的Fe3＋被空气中的氧气氧化为Fe2O3答案A解析pH＜4时，钢铁腐蚀的主要产物为Fe2＋，此时溶液呈酸性，正极上H＋得电子，生成H2，A正确；由表中信息可知，随pH的升高，含碳钢的腐蚀速率先减慢后加快，B错误；pH为14时，电解质溶液呈碱性，负极反应式为Fe＋4OH－－3e－=FeOeq\o\al(－,2)＋2H2O，C错误；pH为7时，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，生成的二价铁被氧气氧化，最终生成Fe2O3，D错误。8．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为________。答案⑤④②①③⑥解析②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和