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,欢迎进入化学课堂,1.请合作讨论钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀有哪些区别和联系，填写下表。,2.铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因。（1）相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。提示：海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行。,（2）1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。提示：由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。,（3）用于连接铜板的铁螺丝容易生锈提示：由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈。,（4）当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。提示：因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。,【典例1】（2010北京高考）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是.钢管与电源正极连接，钢管可被保护.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式是Fe-3e-=Fe3+【思路点拨】（1）被保护的金属接电源负极。（2）钢铁被腐蚀时Fe失去2e-。,【自主解答】选B。A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，故A项不符合题意。铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，故B正确。钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，故C项不合题意。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式应是Fe2e=Fe2+，故D项不合题意。,1.你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?提示：,2.在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法？提示：给金属穿上“防护服”。具体方式有：涂漆如在钢铁表面涂防锈油漆；热镀加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其均匀覆盖于钢铁表面；电镀在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层；喷涂有机或无机涂层材料等。,电化学防护法即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%18%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”。,【典例2】（2010山东高考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。,（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）利用如图装置，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_。,【思路点拨】（2）电解池的阳极发生氧化反应，结合原子、电子守恒配平。（3）掌握电镀池的构成及两种电化学防护法。,【自主解答】(1)冒气泡的原因是Al与NaOH反应，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2；使AlO2-生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，生成的沉淀容易溶解。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H+，HCO3-与H+反应生成CO2气体，随着H+的减少，溶液碱性增强，产生Al（OH）3沉淀。,(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充Cu2+。(3)铁被保护，可以作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。,答案：(1)2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H2b2Al+3H2O6e=Al2O3+6H+因为HCO3-与H+反应，使得H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+(3)N牺牲阳极的阴极保护法,知识点一：金属的电化学腐蚀1.（2010三明高二检测）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此过程中不发生的化学反应是（）A.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3B.2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2C.2H2O+O2+4e-=4OH-D.Fe-3e-=Fe3+,【解析】选D。该过程铁锅发生了吸氧腐蚀，负极反应：2Fe-4e-=2Fe2+,正极反应：O2+4e-+2H2O=4OH-,同时还发生：Fe2+2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,D错误。,2.下列关于金属腐蚀叙述正确的是（）A.金属在潮湿情况下的腐蚀其实质是：M+nH2O=M（OH）n+H2B.金属的化学腐蚀实质是M+ne-=Mn+,金属得电子被氧化成阳离子C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,【解析】选D。金属在潮湿的空气中易被腐蚀，但并不一定就是金属与水的反应，把金属腐蚀的条件及原理搞错，故A错；化学腐蚀是金属直接与周围接触的物质发生化学反应，金属失电子，被氧化，B不正确；金属发生化学腐蚀，只要有氧化剂即可，C错。,知识点二：金属腐蚀快慢的比较3.埋在地下的输油管，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是（）A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿疏松透气的土壤中C.在干燥致密不透气的土壤中D.在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中,【解析】选C。在含铁元素较多的酸性土壤中，铁易发生析氢腐蚀；在潮湿疏松透气的土壤中，有利于铁发生吸氧腐蚀；在含碳粒较多，潮湿透气土壤中，碳与铁能形成更多的微电池加快铁的腐蚀。,知识点三：金属的电化学防护4.（2010温州高二检测）下列事实不能用电化学理论解释的是（）A.轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C.铝片不需要用特殊方法保存D.锌跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率加快,【解析】选C。A选项是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀；B项中镀锌铁若镀层破损后，则锌为负极，铁为正极，保护了铁。镀锡的铁镀层破损后，铁为负极铁被腐蚀，锡为正极被保护；C选项是靠氧化膜保护铝；D项中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu，形成CuZn原电池，比直接的化学反应快。,5.钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。（2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_（填写字母序号）。A.铜B.钠C.锌D.石墨（3）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。,【解析】（1）发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得到电子。（2）铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。（3）属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。答案：（1）负极：2Fe-4e-=2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）C（3）负,一、选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分）1.（2010三明高二检测）下列叙述不正确的是（）A.锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜能加快反应速率B.钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀C.用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀D.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,【解析】选C。锌与CuSO4反应生成的Cu与锌、稀H2SO4构成原电池，加快电子的转移，A正确；干燥的空气中钢铁不易发生腐蚀，B正确；因为铝比铁活泼，发生电化学腐蚀时，铝作负极，铁作正极被保护，C正确；因为金属制品通常所处外部环境干燥度较低，O2又广泛存在，所以电化学腐蚀更普遍，D正确。,2.（2010泉州高二检测）下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（）A.421356B.462135C.542316D.635241,【解析】选B。铁被腐蚀由快到慢顺序：电解池的阳极（4）原电池的负极（2与6）吸氧腐蚀（1）原电池的正极（3）电解池的阴极（5），故选B。,3.（双选）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（）A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀,【解析】选A、C。银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，Fe作负极，为化学腐蚀，A正确；当镀层破损时，SnFe可形成原电池，不再起到保护作用，B错；海轮外壳与Zn块形成原电池，Zn作负极，从而保护Fe正极，所以C正确；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D错。,4.（2009上海高考）如图装置中,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,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是（）A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-=Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀,【解析】选B。本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。,二、非选择题（本题包括2小题，共14分）5.（6分）如图水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，其电极反应为：负极为_；正极为_。（2）若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，其电极反应为：负极为_；正极为_。,【解析】根据金属腐蚀的条件和原理，可判断当试管内液面上升时说明：试管内压强减小。导致试管内压强减小的原因是因为气体减少所致。考虑到金属腐蚀有析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种情形，可判断该种情况为吸氧腐蚀，后一种情况属于析氢腐蚀。答案：（1）中性或很弱的酸吸氧Fe2e=Fe22H2OO24e-=4OH-（2）较强的酸析氢Fe2e=Fe22H2e=H2,6.（8分）铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：,首先检查制取氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：直形导管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形导管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。,试回答以下问题：（1）由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。（2）仪器A的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。（3）由实验可知，该类铁生锈的条件为_。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。,【解析】实验现象说明铁丝生锈需同时具备接触水和O2两个条件；实验现象说明铁丝只接触O2，不接触水时不会生锈；实验现象说明空气中O2浓度低，不易使铁丝生锈，因此决定铁丝生锈快慢的一个重要因素是O2的浓度；本实验中铁丝在潮湿氧气中发生锈蚀，而在干燥氧气中不锈蚀，表示铁丝锈蚀需电解质溶液（水）参与，因此铁丝发生了电化学腐蚀。答案：（1）电化学腐蚀（2）球形干燥管碱石灰（或无水CaCl2）干燥O2（3）同时跟氧气和水接触O2浓度,1.（5分）下列叙述不正确的是（）A.铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OHD.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2,【解析】选A。本题考查电化学知识的应用。Fe与Zn构成原电池时，活泼的Zn作负极溶解(即阳极，A项错)，使正极Fe受到保护(B项对)。C项，钢铁吸氧腐蚀时，Fe作负极被腐蚀，O2在正极(碳)得电子，C项正确。D项，在阳极上失电子的能力是ClOH，D项对。,2.（5分）铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为：4Fe3O2xH2O=2Fe2O3xH2O。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.B.C.D.,【解析】选C。此处铁生锈属于吸氧腐蚀。处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈蚀速率较慢；处已与电解质溶液接触，但处含O2较少，所以处腐蚀最快。,3.（10分）用实验验证牺牲阳极的阴极保护法，如图所示是某同学验证牺牲阳极的阴极保护法实验装置。已知K3Fe（CN）6（铁氰化钾）溶液遇Fe2+会变成特征的蓝色：3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe（CN）62。根据提供的知识，请回答下列问题：（1）电压表、电流表变化为_。,（2）在Fe电极区滴入2滴黄色K3Fe（CN）6（铁氰化钾）溶液，会观察到_。（3）通过和同学讨论，说明如图所示装置中铁被保护的原理为_。（4）写出发生反应的电极方程式：Zn极：_；Fe极：_。,【解析】本题主要考查了阴极保护法。电压表和电流表都是为了证明由铁、锌和酸化的NaCl溶液组成的原电池是正常工作的；在正常情况下，铁是可以和酸性溶液中的H+反应生成Fe2+的，Fe2+能和Fe（CN）63-反应生成特征的蓝色。如果没有特征的蓝色出现则证明没有生成Fe2+，即此装置是起到了保护阴极（正极），使铁不被腐蚀的作用，装置中Zn极为负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，铁极为正极，电极反应为2H+2e-=H2。,答案：（1）电压表、电流表的指针都发生偏转（2）没有铁氰化亚铁的特征的蓝色出现，而是在铁电极上有气体产生（3）是通过牺牲阳极（负极）Zn，为被保护的金属铁阴极（正极）提供了足量的电子，使被保护的金属铁不会失去电子，所以Fe不腐蚀（4）Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2,本部分内容讲解结束,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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