2025年高考化学-一轮复习收官大作02 考点四 金属腐蚀及防护（解析版）

【基础知识】电解池及金属的电化学腐蚀与防护考点四金属腐蚀及防护【必备知识】1．金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－=Mn＋(2)金属腐蚀的类型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与其表面接触到的物质直接发生化学反应不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质M－ne－Mn＋M－ne－Mn＋现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，腐蚀速率更快，危害也更严重②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)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【微点拨】①腐蚀速率：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。②钢铁暴露在潮湿空气中主要发生的是吸氧腐蚀，铁锈的形成过程中主要发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。③一般情况下，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，金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀。2．金属的防护(1)电化学保护法①牺牲阳极法原理利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连要求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外加电流法原理利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护要求被保护的金属作为阴极，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注意：外加电流法保护效果大于牺牲阳极法(2)改变金属材料的组成，如制成防腐的合金等。(3)在金属表面覆盖致密的保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。【易错辨析】1．金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程()2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋()3．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()4．在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用()5．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()6．干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀()7．铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀()【答案】1.×2.×3.×4.×5.√6.×7.√

【题型突破】1．金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列腐蚀类型中(1)属于化学腐蚀是________(填序号，下同)；属于电化学腐蚀的是________。①铜板在氯化铁溶液中被腐蚀②钢铁在空气中生锈而被腐蚀③化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀④铜铝电线接头处铝被腐蚀⑤高温下铁丝被氧气腐蚀⑥铜在空气中生成铜绿而被腐蚀【答案】①③⑤②④⑥2.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为【答案】⑤④②①③⑥3.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·江苏，11)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是()A．阴极的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【答案】C【解析】阴极得电子，A错误；金属M失电子，其活动性应比铁强，B错误；M失去的电子流入钢铁设施表面，因积累大量电子而被保护，C正确；海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中腐蚀的速率快，D错误。6.验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。下列说法不正确的是（）①②③腐蚀较快，主要产物Fe2+腐蚀较慢，主要产物Fe2O3腐蚀较快，主要产物FeOA．在pH=3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生B．在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C．在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+D．在pH=14溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe-3e-+4OH-=FeO+2H2O【答案】D7．关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是()序号①②③实验现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A.①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2OC．③中正极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－D．对比①②③，说明苯能隔绝O2【答案】D【解析】①是密闭体系，NaCl溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁