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第三節(jié)
金屬的腐蝕與防護(hù)1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):通過(guò)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原
因,認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的主要類型,能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕
的電極反應(yīng)式。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:認(rèn)識(shí)金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響,樹立防
止金屬腐蝕的意識(shí),熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)一、金屬的腐蝕隨堂演練知識(shí)落實(shí)課時(shí)對(duì)點(diǎn)練二、金屬的防護(hù)內(nèi)容索引1.金屬的腐蝕(1)概念:金屬或合金與周圍的
發(fā)生
反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是金屬原子
電子變?yōu)殛?yáng)離子,金屬發(fā)生
反應(yīng)。(2)根據(jù)與金屬接觸的
不同,金屬腐蝕可分為兩類:①化學(xué)腐蝕:金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而
。②電化學(xué)腐蝕:當(dāng)
的金屬與
溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生
反應(yīng),比較
的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。特別提醒金屬腐蝕過(guò)程中,電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生,但絕大多數(shù)屬于電化學(xué)腐蝕,且比化學(xué)腐蝕的速率大得多。一、金屬的腐蝕氣體或液體氧化還原失去氧化氣體或液體加快不純電解質(zhì)原電池活潑類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述
條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極_______________2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕Fe-2e-===Fe2+正極________________________________________總反應(yīng)_______________________________________________后續(xù)反應(yīng)最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O),反應(yīng)如下:_____________________________,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O聯(lián)系通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但后者更普遍2H++2e-===H2↑O2+4e-+2H2O===4OH-Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋
導(dǎo)管中________裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池,鐵釘發(fā)生
腐蝕3.實(shí)驗(yàn)探究:電化學(xué)腐蝕(1)液面上升吸氧實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋
①試管中產(chǎn)生氣泡的速率___Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu,Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成_______,形成
腐蝕,速率更___(2)快原電池電化學(xué)快(1)無(wú)論化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕,金屬的腐蝕都是金屬失電子被氧化的過(guò)程(
)(2)因?yàn)镃O2普遍存在,所以鋼鐵腐蝕以析氫腐蝕為主(
)(3)銅在酸性條件也可以發(fā)生析氫腐蝕(
)(4)純鐵不易腐蝕,生鐵易腐蝕,是因?yàn)樯F中含碳能形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕(
)(5)鐵的電化學(xué)腐蝕負(fù)極反應(yīng)為Fe-3e-===Fe3+(
)×正誤判斷××√√1.下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是:M-ne-===Mn+,電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D.在潮濕的環(huán)境中,金屬的電化學(xué)腐蝕一定是析氫腐蝕應(yīng)用體驗(yàn)解析
金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失去電子,在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕放出H2,而在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕,析氫腐蝕和吸氧腐蝕均屬于電化學(xué)腐蝕?!?.下圖所示的各容器中均盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是____________。④>②>①>③解析當(dāng)電解質(zhì)溶液相同時(shí),同一金屬腐蝕的快慢是電解池的陽(yáng)極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極。本題中,鐵腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰?gt;②>①>③。歸納總結(jié)金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋弘娊獬氐年?yáng)極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)閺?qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,金屬腐蝕越快。(4)金屬活潑性差別越大,活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。返回金屬的防護(hù)主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面來(lái)考慮。1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入______
制成不銹鋼,
合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層,將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開(kāi)是一種普遍采用的防護(hù)方法。如,在鋼鐵制品表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等;電鍍鋅、錫、鉻、鎳等,利用化學(xué)方法、
法、
等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。二、金屬的防護(hù)鎳、鉻鈦離子注入表面滲鍍3.電化學(xué)保護(hù)法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),總是作為原電池
(陽(yáng)極)的金屬被腐蝕,作為
(陰極)的金屬不被腐蝕,如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極,就不易被腐蝕。(1)犧牲陽(yáng)極法負(fù)極正極原理:原電池原理要求:被保護(hù)的金屬作正極,活潑性更強(qiáng)的金屬作負(fù)極。應(yīng)用:鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊實(shí)驗(yàn)探究一如圖裝置反應(yīng)一段時(shí)間后,往Fe電極區(qū)滴入2滴
色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。黃已知Fe2+與[Fe(CN)6]3-反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽(yáng)極(負(fù)極區(qū))陰極(正極區(qū))現(xiàn)象指針_____Zn溶解有
產(chǎn)生,___藍(lán)色沉淀生成有關(guān)反應(yīng)—________________________________結(jié)論溶液中不含F(xiàn)e2+,鐵作正極未被腐蝕偏轉(zhuǎn)氣泡無(wú)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑實(shí)驗(yàn)裝置
現(xiàn)象鐵釘周圍____鐵釘周圍生成
,銅絲周圍____結(jié)論鐵作為負(fù)極時(shí)易腐蝕,作為正極時(shí)未腐蝕實(shí)驗(yàn)探究二:培養(yǎng)皿中放入含有NaCl的瓊脂,并注入5~6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液,取兩個(gè)2~3cm的鐵釘,用砂紙擦光,將裹有鋅皮的鐵釘放入a,纏有銅絲的鐵釘放入b。變紅藍(lán)色沉淀變紅(2)外加電流法原理:電解池原理要求:被保護(hù)的金屬作為陰極,與電源的負(fù)極相連應(yīng)用:鋼鐵閘門,高壓線鐵架,地下管道連接直流電源的負(fù)極。(1)犧牲陽(yáng)極法利用的是電解池原理(
)(2)在鐵制品表面鍍鋅,是為了防止鐵制品的腐蝕,而且鍍層有損壞,仍可對(duì)鐵制品起到保護(hù)作用(
)(3)鐵制品涂油脂、噴油漆是為了隔絕鐵與氧氣的接觸,起到保護(hù)鐵制品的作用(
)(4)鐵閘門可與外加電源的正極相連,起到保護(hù)作用(
)(5)原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來(lái)減緩金屬的腐蝕(
)×正誤判斷√√××1.下列有關(guān)金屬鐵的腐蝕與防護(hù),說(shuō)法正確的是A.在鋼鐵表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理,生成四氧化三鐵薄膜保護(hù)金屬B.當(dāng)鍍錫鐵和鍍鋅鐵鍍層破損時(shí),后者更易被腐蝕C.鐵與電源正極連接可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)保護(hù)D.陽(yáng)極氧化處理鋁制品生成致密的保護(hù)膜屬于電化學(xué)保護(hù)法應(yīng)用體驗(yàn)√解析A項(xiàng),四氧化三鐵的致密保護(hù)膜可防止腐蝕,正確;B項(xiàng),由于金屬活動(dòng)性Zn>Fe>Sn,所以鍍錫鐵鍍層破損時(shí),F(xiàn)e作原電池的負(fù)極首先被腐蝕,而鍍鋅鐵鍍層破損時(shí),由于Fe作正極,被腐蝕的是活動(dòng)性強(qiáng)的Zn,F(xiàn)e被保護(hù)起來(lái),因此當(dāng)鍍錫鐵和鍍鋅鐵鍍層破損時(shí),前者更易被腐蝕,錯(cuò)誤;C項(xiàng),鐵與電源負(fù)極連接可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)保護(hù),錯(cuò)誤。2.下列對(duì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是A.若X為碳棒,開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒,開(kāi)關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒,開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí),為犧牲陽(yáng)極法D.若X為碳棒,開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí),鐵電極上發(fā)生的反
應(yīng)為2H++2e-===H2↑√返回解析若X為碳棒,開(kāi)關(guān)K置于A處,F(xiàn)e為電解池的陰極,屬于外加電流法,A項(xiàng)正確;若X為碳棒,開(kāi)關(guān)K置于B處,F(xiàn)e為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+,D項(xiàng)不正確;若X為鋅棒,K置于A處,F(xiàn)e為電解池的陰極,屬于外加電流法,K置于B處時(shí),F(xiàn)e為原電池的正極,屬于犧牲陽(yáng)極法,B項(xiàng)和C項(xiàng)均正確。1.下列有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的說(shuō)法正確的是A.銅既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕B.鐵只能發(fā)生析氫腐蝕C.銅只能發(fā)生吸氧腐蝕D.析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍√1235隨堂演練知識(shí)落實(shí)4解析
在金屬活動(dòng)性順序中,銅排在氫之后,銅不能將氫氣置換出來(lái),所以不能發(fā)生析氫腐蝕,只能發(fā)生吸氧腐蝕,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;鐵既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕,故B錯(cuò)誤;在自然界中,吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍,故D錯(cuò)誤。2.銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.正極電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑B.此過(guò)程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3C.此過(guò)程中Fe、Cu均被腐蝕D.此過(guò)程中電流從Fe流向Cu1235解析
鐵鉚釘吸氧腐蝕的正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,銅作正極不被腐蝕,電子從負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線流向正極。4√135423.(2019·福建上杭第一中學(xué)高二上10月月考)如圖所示是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖,下列說(shuō)法正確的是A.若B處液面上升,A溶液可能是酸性溶液B.若A為NaCl溶液,B、C液面始終保持不變C.可能產(chǎn)生Fe2O3·nH2OD.腐蝕的總反應(yīng)式一定是2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2√135解析析氫腐蝕的總反應(yīng)為Fe+2H+===Fe2++H2↑,使B處液面下降,則A溶液不可能是酸性溶液,A項(xiàng)錯(cuò)誤;42若A為NaCl溶液,則發(fā)生吸氧腐蝕,B處液面上升,B項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生吸氧腐蝕,2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3部分脫水,氧化產(chǎn)物變?yōu)镕e2O3·nH2O,C項(xiàng)正確;如果是析氫腐蝕,總反應(yīng)為Fe+2H+===Fe2++H2↑,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.若d為石墨,則鐵片腐蝕加快B.若d為石墨,則石墨上電極反應(yīng)式
為O2+2H2O+4e-===4OH-C.若d為鋅塊,則鐵片不易被腐蝕D.若d為鋅塊,則鐵片上電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑1354√2B項(xiàng),d為石墨,由于電解質(zhì)溶液為中性環(huán)境,所以發(fā)生的是吸氧腐蝕,石墨電極上氧氣得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,正確;C項(xiàng),d為鋅塊,由于金屬活動(dòng)性Zn>Fe,Zn為原電池的負(fù)極,F(xiàn)e為正極,首先被腐蝕的是Zn,F(xiàn)e得到保護(hù),鐵片不易被腐蝕,正確;D項(xiàng),d為鋅塊,由于電解質(zhì)溶液為中性環(huán)境,發(fā)生的是吸氧腐蝕,鐵片上電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-,錯(cuò)誤。13542解析A項(xiàng),由于活動(dòng)性Fe>石墨,所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池,F(xiàn)e為負(fù)極,失去電子被氧化變?yōu)镕e2+進(jìn)入溶液,溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原,與沒(méi)有形成原電池時(shí)相比,鐵片的腐蝕速率加快,正確;13545.鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,寫出該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式:負(fù)極:_________________,正極:_______________________。22Fe-4e-===2Fe2+O2+2H2O+4e-===4OH-解析發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失去電子,正極上O2得到電子。13542(2)為了降低某水庫(kù)鐵閘門的腐蝕速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用___(填字母)。A.銅
B.鈉
C.鋅
D.石墨C解析鐵閘門上連接比較活潑的金屬時(shí),活潑的金屬作負(fù)極被氧化,F(xiàn)e作正極被保護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極法。Na與水會(huì)劇烈反應(yīng),本題應(yīng)該選用鋅。13542(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的____極上。負(fù)解析圖乙所示方案屬于外加電流法,需把被保護(hù)的鐵閘門連接在直流電源的負(fù)極上。返回一、選擇題:每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1.下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是123456789101112131415課時(shí)對(duì)點(diǎn)練16B.馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后,首先是鍍層被氧化C.金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D.常溫下,置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕√1712345678910111213141516解析
金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化為金屬陽(yáng)離子:M-ne-===Mn+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;馬口鐵的鍍層破損后,Sn、Fe形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕,則鐵先被腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;常溫下,空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。172.如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe-2e-===Fe2+D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕√12345678910解析
a試管中為中性環(huán)境,發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣被消耗,氣體壓強(qiáng)減??;b試管中酸性較強(qiáng),發(fā)生析氫腐蝕,有氫氣放出,氣體壓強(qiáng)增大,所以紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?,故B項(xiàng)錯(cuò)。111213141516173.我國(guó)某大城市今年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門測(cè)定,該城市整個(gè)夏季酸雨的pH平均值為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對(duì)此條件下鐵的腐蝕的敘述不正確的是A.此腐蝕過(guò)程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕B.發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),正極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-C.在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中有氫氣產(chǎn)生D.發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+√1234567891011121314151617解析金屬鐵的腐蝕中,金屬鐵可以和溶液中的氫離子直接發(fā)生化學(xué)腐蝕,鐵制品中含有鐵和碳,再加上電解質(zhì)環(huán)境,具備了原電池的構(gòu)成條件,也會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故A正確;發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),碳作正極,溶液中的氫離子得電子生成氫氣,正極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,故B錯(cuò)誤,C正確;發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),鐵作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,故D正確。12345678910111213141516174.結(jié)合右圖判斷,下列敘述正確的是A.Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B.Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-===Fe2+C.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2+2H2O+4e-
===4OH-D.Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有藍(lán)色沉淀√1234567891011121314151617解析
兩個(gè)裝置均為原電池,負(fù)極都是活潑金屬,根據(jù)原電池原理可知:原電池的正極金屬受到保護(hù),A正確;1234567891011121314151617Ⅰ中負(fù)極為活潑金屬Zn,B錯(cuò)誤;Ⅱ中是酸性溶液,電極反應(yīng)中不能有OH-生成,C錯(cuò)誤;Ⅰ中無(wú)Fe2+生成,不能生成鐵氰化亞鐵沉淀,D錯(cuò)誤。5.[2019·福建八縣(市)一中期末]寶雞被譽(yù)為“青銅器之鄉(xiāng)”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬(wàn)余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對(duì)于文物保護(hù)和修復(fù)有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖,下列說(shuō)法不正確的是A.青銅器發(fā)生電化學(xué)腐蝕,圖中c作負(fù)極B.潮濕環(huán)境中Cl-濃度大時(shí)有利于多孔
粉狀銹的生成C.若生成0.2molCu2(OH)3Cl,則消耗的
O2體積為4.48LD.環(huán)境中的Cl-與正、負(fù)兩極反應(yīng)的產(chǎn)物作用生成a的離子方程式為2Cu2+
+3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓√1234567891011121314151617123456789101112131415解析
根據(jù)題圖知,氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子,發(fā)生吸氧腐蝕,腐蝕過(guò)程中c作負(fù)極,A項(xiàng)正確;1617潮濕環(huán)境中的Cl-與正極反應(yīng)產(chǎn)物氫氧根離子和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物銅離子作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓,潮濕環(huán)境中Cl-濃度大時(shí),有利于多孔粉狀銹的生成,B、D項(xiàng)正確;未指明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,無(wú)法計(jì)算消耗的O2體積,C項(xiàng)錯(cuò)誤。6.下列防護(hù)措施中屬于電化學(xué)保護(hù)法的是A.用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜B.在金屬中加入一些鉻或者鎳制成合金C.在輪船的船殼水線以下部分,裝上一鋅錠D.在金屬表面噴漆123456789101112131415√16解析在輪船的船殼水線以下部分裝上鋅錠,能形成鐵鋅原電池,鋅為負(fù)極,被腐蝕,鐵被保護(hù)。177.(2020·大慶調(diào)研)埋在地下的鋼管常用如圖所示的方法加以保護(hù),使其免受腐蝕。下列說(shuō)法正確的是A.金屬棒X的材料可能為銅B.金屬棒X的材料可能為鈉C.鋼管附近土壤的pH可能會(huì)上升D.這種方法稱為外加電流法√1234567891011121314151617解析
圖中沒(méi)有外加電源,故為犧牲陽(yáng)極法,D項(xiàng)錯(cuò)誤;X的活潑性應(yīng)大于鐵的活潑性,但金屬鈉的活潑性太強(qiáng),能與土壤中的H2O直接反應(yīng),故X的材料不可能是銅、鈉,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;1234567891011121314151617O2在鋼管處得電子,發(fā)生還原反應(yīng):O2+4e-+2H2O===4OH-,故鋼管附近土壤的pH可能會(huì)上升,C項(xiàng)正確。12345678910111213141516178.相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是√1234567891011121314151617解析A項(xiàng),食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬板,形成原電池,鐵是活潑金屬作負(fù)極;B項(xiàng),食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金,符合原電池形成的條件,鐵是活潑金屬作負(fù)極,碳作正極;D項(xiàng),酸雨提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵鉚釘和銅板分別作負(fù)、正極,形成原電池;在上述三種情況中,都是鐵作負(fù)極,鐵容易被腐蝕;C項(xiàng),銅鍍層將鐵球覆蓋,使鐵被保護(hù),所以鐵不易被腐蝕。1234567891011121314151617二、選擇題:每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。9.(2017·全國(guó)卷Ⅰ,11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整√1234567891011121314151617解析
鋼管樁接電源的負(fù)極,高硅鑄鐵接電源的正極,通電后,外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽(yáng)極)流向正極,從負(fù)極流向鋼管樁(陰極),A、B正確;C項(xiàng),題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽(yáng)極”不損耗,錯(cuò)誤。10.為研究金屬腐蝕的條件和速率,某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中,再放置于玻璃鐘罩里保存一星期后,下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的現(xiàn)象描述不正確的是A.裝置Ⅰ左側(cè)的液面不一定會(huì)下降B.裝置Ⅰ左側(cè)液面比裝置Ⅱ的低C.裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D.裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕12345678910√11121314151617√123456789101112131415解析
Ⅱ中鐵釘與銅絲相連,金屬活動(dòng)性相差較大,且用揮發(fā)性鹽酸,因此裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重,C選項(xiàng)正確;Ⅰ中雖然也用了鹽酸,但鐵釘與鐵絲相連,腐蝕不及Ⅱ,由于均發(fā)生了2H++2e-===H2↑,Ⅰ和Ⅱ中均生成了氣體,液面都會(huì)下降,裝置Ⅱ的左側(cè)液面比裝置Ⅰ的左側(cè)液面低,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅲ中濃硫酸吸水,從而使鐵釘處在干燥空氣中幾乎不腐蝕,D選項(xiàng)正確。161711.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法,正確的是12345678910111213141516A.圖1中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B.圖2中,插入溶液中的鐵棒容易溶解,主要是發(fā)生電化學(xué)腐蝕C.圖3中,燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D.圖4中,用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當(dāng)于原
電池的陰極√1712345678910111213141516解析A項(xiàng),水面附近的鐵接觸的氧氣多,容易腐蝕,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵作為陰極受保護(hù),不容易腐蝕,錯(cuò)誤;C項(xiàng),高溫下鐵被氧化,正確;D項(xiàng),鎂塊為原電池的負(fù)極,生活中一般用鋅塊,因?yàn)殒V容易形成致密氧化膜,錯(cuò)誤。1712.(2019·吉林白城一中高二上期末)下列裝置圖有關(guān)說(shuō)法正確的是12345678910111213141516A.裝置①中K鍵閉合時(shí),片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大B.裝置①中K鍵閉合時(shí),片刻后可觀察到濾紙a附近變紅色C.裝置②中鐵腐蝕的速率由大到小的順序是只閉合K1>只閉合K3>只閉合K2>都斷開(kāi)D.裝置③中當(dāng)鐵制品上析出1.6g銅時(shí),電源負(fù)極輸出的電子數(shù)為0.05NA√17√1234567891011121314151617解析
裝置①K鍵閉合后,形成原電池,鋅為負(fù)極,銅為正極,原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng),則Cl-向ZnSO4溶液移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;裝置①中K鍵閉合時(shí),a極為陰極,陰極氫離子放電同時(shí)生成氫氧根離子,所以a附近變紅色,B項(xiàng)正確;1234567891011121314151617Fe作陽(yáng)極被腐蝕,作陰極被保護(hù),裝置②中,只閉合K1,鐵作陽(yáng)極被腐蝕;只閉合K2,鐵作陰極被保護(hù);只閉合K3,鐵作負(fù)極被腐蝕;所以鐵腐蝕的速率由大到小的順序是只閉合K1>只閉合K3>都斷開(kāi)>只閉合K2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;裝置③中鐵制品上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,析出1.6g銅即
0.025mol,則電源負(fù)極輸出的電子數(shù)為0.05NA,D項(xiàng)正確。1234567891011121314151617三、非選擇題13.金屬腐蝕的電化學(xué)原理可用如圖模擬。(1)請(qǐng)寫出有關(guān)電極反應(yīng)式:①鐵棒上電極反應(yīng)式:_________________。②碳棒上電極反應(yīng)式:_______________________。(2)該圖所表示的是_____(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕。(3)若將O2撤走,并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液,則此圖可表示______(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕原理;若用犧牲陽(yáng)極法來(lái)保護(hù)鐵棒不被腐蝕溶解,則可將碳棒改為_(kāi)________________________棒。2Fe-4e-===2Fe2+O2+2H2O+4e-===4OH-吸氧析氫鋅(或其他比Fe活潑的金屬)1234567891011121314151617解析電解質(zhì)是氯化鈉,溶液呈中性,發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極反應(yīng)式是2Fe-4e-===2Fe2+,正極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-===4OH-。若將O2撤走,并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液,此時(shí)發(fā)生析氫腐蝕;若用犧牲陽(yáng)極法保護(hù)鐵棒不被腐蝕溶解,此時(shí)構(gòu)成的原電池中鐵棒作正極,負(fù)極是比鐵活潑的金屬,因此可將碳棒改為鋅棒。1234567891014.如圖所示,a為生鐵,A、B兩個(gè)燒杯中為海水,C燒杯中為1mol·L-1的稀硫酸。(1)C中Cu極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________。1112131415162H++2e-===H2↑解析
裝置C中,Cu、Fe、稀H2SO4構(gòu)成原電池,其中Fe作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,Cu作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑。1712345678910解析
裝置B中,Zn、Fe、海水構(gòu)成原電池,其中負(fù)極(Zn):2Zn-4e-===2Zn2+,正極(Fe):2H2O+O2+4e-===4OH-,故Fe極附近c(diǎn)(OH-)增大,pH增大。111213141516(2)B中Zn極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________,F(xiàn)e極附近溶液的pH_____(填“增大”“減小”或“不變”)。Zn-2e-===Zn2+增大1712345678910解析
C中鐵作原電池的負(fù)極,腐蝕速率加快;B中鐵作原電池的正極,被保護(hù);經(jīng)比較,鐵被腐蝕的快慢順序?yàn)镃>A>B。111213141516(3)A、B、C中鐵被腐蝕的速率最快的是____。C1715.如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。(1)該電化學(xué)腐蝕稱為_(kāi)________。(2)圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域,生成鐵銹最多的是__(填字母)。(3)以鋅為負(fù)極,采用犧牲陽(yáng)極法防止鐵閘的腐蝕,圖中鋅塊的固定位置最好應(yīng)在____處(填字母)。12345678910111213141516解析金屬在中性或較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕,越靠近液面越易接觸到氧氣,腐蝕的越嚴(yán)重。鋅塊應(yīng)固定在腐蝕最嚴(yán)重的C處形成原電池,鋅作負(fù)極,鐵閘作正極,得到保護(hù)。吸氧腐蝕BC1716.某實(shí)驗(yàn)小組欲探究犧牲陽(yáng)極法的原理,設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向燒杯中加入一定量的飽和食鹽水,插入兩個(gè)無(wú)底玻璃筒。將一根鋅棒和一根鐵棒用導(dǎo)線與電流表連接后,再分別插入兩個(gè)玻璃筒中,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。12345678910111213141516(1)鋅棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)________________;鐵棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)______________________。(2)向鐵棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象,這說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)中無(wú)_____產(chǎn)生。2Zn-4e-===2Zn2+2H2O+O2+4e-===4OH-Fe2+1712345678910111213141516實(shí)驗(yàn)Ⅱ:該小組的同學(xué)將鋅棒換為銅棒,并用導(dǎo)線將其與電流表連接。一段時(shí)間后,向插入鐵棒的玻璃筒內(nèi)滴入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液,向插入銅棒的玻璃筒內(nèi)滴入幾滴酚酞溶液。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與實(shí)驗(yàn)Ⅰ____(填“相同”或“相反”)。(4)在鐵棒和銅棒附近可觀察到的現(xiàn)象分別是_____________、__________。(5)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)表明,活潑性不同的兩種金屬作電極構(gòu)成原電池時(shí),一般是相對(duì)_
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