高考化学一轮复习（第四辑）考点五十八 金属的腐蚀与防护（含解析）1

考点五十八 金属的腐蚀与防护聚焦与凝萃1 理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害；2 掌握金属腐蚀的防护措施。解读与打通常规考点一、金属的腐蚀（1）金属腐蚀：指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。（2）金属腐蚀的本质：是金属原子失去电子变成阳离子的过程。 可以表示为；Mne- =Mn+ 即金属腐蚀的过程中，金属发生氧化反应。（3）金属腐蚀的分类： 化学腐蚀金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。例如，铁跟氯气直接反应而腐蚀；钢管被原油中的含硫化合物腐蚀；铁遇到碘易发生反应（Fe+I2=FeI2） 而被腐蚀等。电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。例如：钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀 a吸氧腐蚀 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH-，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化： 负极：2Fe-4e-=2Fe2+ 正极：2H2O+O2+4e-=4OH- 正极吸收了氧气，所以又叫吸氧腐蚀。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 b析氢腐蚀 在潮湿的显酸性的空气中（例CO2、SO2、H2S等），钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜显酸性，则钢铁中的主要成分铁与杂质碳及水膜形成原电池。电极反应式为： 负极：Fe-2e-=Fe2+ 正极：2H+2e-=H2 总的原电池反应为：Fe+2H+=Fe2+H2二、金属的防护：主要是破坏原电池的形成条件，特别是防止发生吸氧腐蚀。具体方法有： 将金属合金化，改变金属结构，如生成不锈钢； 在金属表面覆加保护层； 金属经钝化处理，形成特殊的保护膜； 对金属进行电化学保护。隐性考点1判断金属腐蚀快慢的规律不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属被腐蚀得快慢与下列两种因素有关：（1）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。（2）与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般说来可用下列原则判断：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原电池、电解池原理的应用（1）金属的防腐在某些特殊的场所，金属的电化学腐蚀是不可避免的，如轮船在海中航行时，为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如Zn。这样，构成的原电池Zn为负极，而Fe为正极，从而防止铁的腐蚀。（2）判断金属性的强弱当两种金属构成原电池时，总是活泼的金属作负极而被腐蚀，所以先被腐蚀的金属活泼性较强。（3）加快反应速率当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时，纯Zn不如粗Zn跟酸作用的速率快。（4）制备通常方法难以制备的物质电解是最强有力的氧化还原手段，可以制备F2等氧化性很强的物质，也可以制备Na、Mg、Al等还原性很强的物质等。（5）利用有关量的关系进行某些测量或测定可以利用电子与物质间的关系测元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等。融合与应用例1下列关于金属腐蚀的说法正确的是 ()A金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：MnH2O=M(OH)nn/2H2B金属的化学腐蚀的实质是：Mne=Mn，电子直接转移给还原剂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：金属在潮湿的空气中发生的如果是吸氧腐蚀，则不生成氢气。金属发生化学腐蚀时，电子直接转移给氧化剂。金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。答案：D例2(2010高考北京卷)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3解析：钢管与电源负极连接，钢管才可被保护。钢管与铜管露天堆放在一起，遇到阴雨天气，构成原电池，钢管更易被腐蚀。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe2e=Fe2。答案：B例3一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe2O3Fe3O4FeO下列说法不正确的是 ()A在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓答案：C扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1电子工业中，用三氯化铁溶液腐蚀铜箔印刷线路板，发生的反应属于电化学腐蚀（ ）2钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主（ ）3钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的pH增大（ ）4要保护船舶外壳，可将铜块装在船舶外壳上（ ）5如图所示的装置可防止铁钉生锈（ ）6所有金属纯度越大，越不易被腐蚀（ ）7纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样（ ）8干燥环境下金属不被腐蚀（ ）9Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物（ ）10钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3（ ）11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（ ）12外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀（ ）13镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时，镀锡铁中铁的腐蚀速率更快（ ）14在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法（ ）15不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬（ ）16钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同（ ）17在生产生活中，为保护钢铁器件免受腐蚀，应将该器件与直流电源的正极相连（ ）18合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强（ ）19铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe3e=Fe3，继而形成铁锈（ ）20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实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 ()A B C D2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K3Fe(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3如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是 () A碳表面发生氧化反应 B钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主 D图中，正极反应式为O24e2H2O=4OH4利用图装置进行实验，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 ()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe25有关金属的腐蚀与防护的叙述正确的是 ()A金属的化学腐蚀比电化学腐蚀普遍B上图装置的原理是“牺牲阳极的阴极保护法”C金属腐蚀的本质是Mne =Mn而被损耗D用铝质铆钉来接铁板，铁板易被腐蚀6如图是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图，若该零件置于潮湿空气中，下列说法正确的是 ()A发生电化学腐蚀，铜为负极，铜极产生H2 B铜易被腐蚀，铜极上发生还原反应，吸收O2C铁易被腐蚀，铁发生氧化反应，Fe2e = Fe2 D发生化学腐蚀：FeCu2=CuFe27【2010北京理综，6】下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3二、填空（18分）8氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇及稀硫酸，熔点422 ，沸点1 366 ，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2、Mg2、SO等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺流程如下：（1）A的化学式为_。（2）写出反应V的化学方程式_ _。（3）写出反应的离子方程式_。（4）本工艺中可以循环利用的物质是(化学式表示)_。（5）反应后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70 干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70 真空干燥的目的是_。考点五十八 金属的腐蚀与防护【正误判断】题号正误解析1该腐蚀属于化学腐蚀，不属于电化学腐蚀。2略3钢铁的吸氧腐蚀，负极(Fe)：2Fe4e=2Fe2，正极(C)：O22H2O4e=4OH，水膜的pH增大。4应该选择比铁活泼的锌等金属装在船舶外壳上作为原电池负极，以保护船舶外壳。5防止铁钉生锈，铁钉应与电源的负极相连，作阴极。6若金属很活泼，易被腐蚀。7纯银器表面变黑是化学腐蚀，钢铁表面生锈腐蚀是电化学腐蚀。8干燥环境下金属不易发生电化学腐蚀，但可能发生化学腐蚀。9Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成复杂的化合物。10钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe211在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，不一定失去保护作用，如铁表面镀锌。12略13略14在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫牺牲阳极电化学保护法15不锈钢有较强的抗腐蚀能力是改变了结构，是含铬，不是镀铬。16钢铁的两种电化学腐蚀取决于水膜的pH，发生不同的正极反应17为保护钢铁器件免受腐蚀，应将该器件与直流电源的负极相连18合金的熔点都一般低于它的成分金属，合金的耐腐蚀性要看与看接触的具体试剂19应该是Fe2e=Fe220钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这不是钢铁的电化学保护法。【7+1模式】题号答案解 析1C是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。其电极反应式：负极Fe2e=Fe2+，正极2H2OO24e=4OH。均为原电池，中Fe为正极，被保护；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FeCu原电池中Fe被腐蚀的较快。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。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由快到慢的顺序为。2CA项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2+，Fe2+与Fe(CN)63反应生成Fe3Fe(CN)62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。3DA项，碳作正极，应发生还原反应；B项，钢铁被腐蚀的最终产物为Fe2O3xH2O；C项，生活中钢铁制品以发生吸氧腐蚀为主。4C5CA项，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍；B项，应属于外接电源的阴极保护法；D项，铝比铁活泼，铝易被腐蚀。6CA项，铜应为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH；B项，铁易被腐蚀；D项，发生的是电化学腐蚀。7BA选项保护钢管，钢管应该与电源负极连接；C选项钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管易发生电化学腐蚀；D选项钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe2+。8（1）Na2CO3（2）2CuO22H2SO4= 2CuSO4 2H2O（3）2Cu2+2ClSO22H2O=2CuCl4H+SO（4）NaOH、H2SO4（5）加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化（1）反应的目的是除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+、SO等杂质，加过量BaCl2是除SO，加过量NaOH是除去Mg2+，那杂质Ca2+和过量的Ba2+需要加入过量Na2CO3来除去，所以加入的A为Na2CO3。（2）反应主要是制备CuSO4，其化学方程式为：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。（3）反应中的反应物是反应中生成的Cu2+、反应中的Cl和H2O及通入的SO2，生成物有CuCl沉淀。其中Cu2+被还原，那么SO2被氧化为SO，其离子方程式为：2Cu2+2ClSO22H2O=2CuCl4H+SO。（4）从反应出来的NaOH可以在反应中使用，反应生成的H2SO4可以在反应中使用，所以可以循环利用的物质是NaOH和H2SO4。（5）在70干燥利于乙醇和水的蒸发，在真空中主要是防止CuCl被空气氧化。