2020年高考化学 专题6.4 金属的腐蚀与防护(知识讲解)(含解析)

第四讲金属的腐蚀与防护【真题速递】1.(2019。

江苏）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】A。

在铁的电化学腐蚀中,铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为:Fe—2e—=Fe2+，故A错误；B。

铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了铁的腐蚀，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性,铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误。

2。

(2017·全国卷Ⅰ)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;C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极"不损耗，错误。

3．(2015·上海)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】D【解析】A项,由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，正确；C项,若d为锌块，则由于金属活动性：Zn〉Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块,由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－,错误。

4.（2018·北京)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）。

下列说法不正确的是（）A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3［Fe（CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D【解析】K3［Fe(CN)6]可将单质铁氧化为Fe2＋,Fe2＋与K3[Fe（CN）6]生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D错误；实验②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2＋;实验③中加入K3［Fe（CN）6]生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2＋，A对；对比①②可知,①中K3[Fe(CN）6]可将Fe氧化成Fe2＋，Fe2＋再与K3［Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知,验证Zn 保护Fe时，可以用②③做对比实验，C对。

5.(2016·天津理综,3)下列叙述正确的是( ）A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热（ΔH)B．金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小【答案】D【解析】A项，使用催化剂能降低化学反应的活化能,不能改变化学反应的反应热，错误；B项,金属发生吸氧腐蚀,被腐蚀的速率与氧气浓度有关,氧气的浓度越大,腐蚀速率越快，错误；C项,原电池中发生的反应达到平衡时，各物质的浓度和物质的量不变，两极不存在电势差，不再产生电流，错误;D项，在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，根据K sp和ZnS与CuS的阴、阳离子比相同,则说明CuS 在盐酸中的溶解度比ZnS的小，正确。

【考纲解读】【知识梳理】一、金属的腐蚀和防护1．金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成，金属发生氧化反应。

2．金属腐蚀的类型（1)化学腐蚀与电化学腐蚀（2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:铁锈的形成：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH）2，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe(OH）3,2Fe(OH)3＋(x－3）H2O===Fe2O3·x H2O(铁锈）。

3．金属的防护【答案】三、1．金属阳离子2．（1) 电解质溶液有微弱(2)3．原电池电解池【考点精讲】考点一、物质的组成与分类1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型（1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：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1】1。

炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。

腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是( ）A.腐蚀过程中,负极是CB。

Fe失去电子经电解质溶液转移给CC。

正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D.C是正极，O2在C表面上发生还原反应【答案】D【解析】A项，铁锅中含有的Fe、C,和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中,负极是Fe,错误；B 项,原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电,错误；C项,该原电池中,C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH －,错误；D项，C是正极，O2在C表面上发生还原反应,正确。

【典例2】2.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是( ）A.在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OB.在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀C。

在pH＞6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【答案】A【解析】A项，pH＞14的溶液为碱性，正极反应式为O2＋2H2O ＋4e－===4OH－，故A符合题意；B项，pH＜4溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B 不符合题意；C项，pH＞6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C不符合题意；D项,在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢,故D 不符合题意.【归纳总结】判断金属腐蚀快慢的规律（1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀〉化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中〉弱电解质溶液中〉非电解质溶液中。

（3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大,腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快.【考点一精练】1。

某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3［Fe（CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”,其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是（)A.生铁片发生吸氧腐蚀B。

中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋C。

边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D。

交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH）3＋8H＋【答案】D【解析】生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e －===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B 项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁,不是4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH）3＋8H ＋，故D项不合理。

2。

下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）A.图1中,铁钉易被腐蚀B。

图2中，滴加少量K3［Fe（CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现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】C【解析】A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe（CN)6］反应生成Fe3［Fe（CN)6]2蓝色沉淀；D项为牺牲阳极的阴极保护法,镁块相当于原电池的负极.3.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（）A.②①③④⑤⑥B.⑤④③①②⑥C。

⑤④②①③⑥D.⑤③②④①⑥【答案】C【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Sn的，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀的较快.⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀,加快了Fe的腐蚀。

⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe的腐蚀。

根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤>④>②〉①〉③>⑥。

4.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被氧化，D项正确。

5。

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。