人教版选修4 第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护 学案.doc

第四节金属的电化学腐蚀与防护1.钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀，放出氢气。2钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，最终生成铁锈的主要成分是fe2o3nh2o。3钢铁吸氧腐蚀的正极发生的电极反应：2h2oo24e=4oh。4金属电化学防护的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。1原电池形成的条件有哪些？提示：(1)有活泼性不同的金属(或金属和非金属)作电极；(2)有电解质溶液；(3)形成闭合回路；(4)自发进行的氧化还原反应。2原电池和电解池中电极的变化情况怎样？提示：(1)在原电池中，一般地负极本身被氧化而损耗，正极本身不发生变化。(2)在电解池中，阳极为活性电极时，电极本身被氧化而损耗，惰性阳极以及阴极其电极本身不发生变化。金属的电化学腐蚀新知探究探究1纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？提示：纯铁片放入稀硫酸中发生反应：feh2so4(稀)=feso4h2，发生的是化学腐蚀。探究2化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么？提示：相同点：都是造成金属被氧化而腐蚀。不同点：化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生，活泼的金属被腐蚀。必记结论1金属的腐蚀(1)概念：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)本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。(3)分类：化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。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。钢铁发生电化学腐蚀时又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。2钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极fe2e=fe22fe4e=2fe2正极2h2e=h22h2oo24e=4oh总反应fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍成功体验1在小珂同学的笔记中有如下记录，请帮他分析，正确的打“”，错误的打“”。(1)金属的腐蚀全都是氧化还原反应。()(2)金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。()(3)因为co2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。()(4)不论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是金属被腐蚀。()(5)银质奖牌久置变暗是银发生电化学腐蚀。()(6)钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为fe2e=fe2，发生吸氧腐蚀时负极反应为fe3e=fe3。()解析：(1)金属腐蚀的本质是金属失去电子变为金属离子，故全为氧化还原反应。(2)由于与金属接触的物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(3)虽然co2普遍存在，但一般情况下，钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的o2，故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。(4)金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，均是金属被腐蚀，若金属为钢铁，则负极均为fe2e=fe2，故(4)正确(6)错误。(5)银质奖牌变暗是因为银发生缓慢氧化所致，属于化学腐蚀。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2请以吸氧腐蚀为例，用化学方程式解释铁锈(fe2o3xh2o)的形成过程。(1)负极：_。(2)正极：_。(3)总反应：_。(4)_。(5)_。答案：(1)fe2e=fe2(2)o24e2h2o=4oh(3)2feo22h2o=2fe(oh)2(4)4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3(5)2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o金属的电化学防护新知探究探究1在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法，常见的有镀锡(马口铁)和镀锌(白铁皮)，为什么镀层破损后，镀锌钢板(白铁皮)比镀锡钢板(马口铁)耐腐蚀？提示：镀层破损后，白铁皮形成原电池，因锌比铁活泼，易失去电子，从而保护了铁；而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀。所以在镀层破损后，马口铁比白铁皮更易被腐蚀。探究2为保护地下钢管不被腐蚀，可采取的电化学保护措施有哪些？提示：将钢管与锌板相连，或将钢管与直流电源负极相连。探究3什么是牺牲阳极的阴极保护法？外加电流的阴极保护法中被保护的金属接电源的哪一极？提示：牺牲阳极的阴极保护法是将被保护的金属制品和活泼金属相连，让活泼金属作原电池的负极，失去电子被氧化而腐蚀，则金属制品作为原电池的正极，得到保护。外加电流的阴极保护法中被保护的金属和电源的负极连接。必记结论1金属的防护方法 2两种电化学防护法的比较方法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法定义利用原电池原理，让被保护的金属作正极，另一种较活泼的金属作负极让被保护的金属作阴极，用惰性电极作辅助阳极，两种电极存在于电解质溶液中，接外加直流电源原理原电池原理电解原理被保护金属作正极作阴极构成被保护金属、比被保护金属活泼的金属被保护金属、惰性电极及直流电源优、缺点无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属无需更换金属，但消耗电能应用一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块土壤、海水及水中的金属设备示意图联系被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀成功体验3将下列金属的防护方法连线。a钢闸门与直流电源负极相连(2)牺牲阳极阴极保护法 b电线外面包塑料法(3)外加电流的阴极保护法 c普通钢制镍铬钢(4)改变内部结构 d轮船外壳装上锌块答案：(1)b(2)d(3)a(4)c4下列有关金属的保护方法的说法中正确的是()a常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用b白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢c轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法d钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法解析：选b搪瓷层破损后，铁与潮湿空气接触而易发生腐蚀，a错误；白铁(镀锌铁)的镀层破损后，zn作原电池负极，而fe作正极被保护，b正确；轮船的船壳水线以下装有锌块是利用了牺牲阳极的阴极保护法，c错误；在钢铁制造的管道外涂有一些沥青，属于在金属表面覆盖防护层的方法，而不属于电化学保护法，d错误。铁的腐蚀实验人教版教材实验设计苏教版教材实验设计实验原理钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀负极：2fe4e=2fe2正极：o22h2o4e=4oh总反应：2feo22h2o=2fe(oh)24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3fe(oh)3脱水生成fe2o3xh2o1.钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀其原理同人教版2.钢铁在酸性较强的水膜中发生析氢腐蚀负极：fe2e=fe2正极：2h2e=h2总反应：fe2h=fe2h2实验装置换的吸氧腐蚀实验铁的腐蚀实验实验操作将铁钉经过酸洗除锈用饱和食盐水浸泡铁钉，取出后放入装置中的具支试管中观察导管中水柱的变化向还原铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀。撒入内壁分别用nacl溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管(分别标记为a，b)中。按上述装置图组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。实验现象试管中的导管内液面上升a装置试管中导管内水面上升b装置试管中导管口有气泡产生。实验结论钢铁表面的水膜呈中性时发生吸氧腐蚀钢铁表面的水膜呈中性时发生吸氧腐蚀；水膜呈酸性时发生析氢腐蚀。创新发掘为什么试管中导管内的水面会上升？提示：钢铁在潮湿空气中发生的反应：负极：2fe4e=2fe2正极：2h2oo24e=4oh由于盛放铁钉的具支试管中不断消耗o2而使具支试管中的压强减小，从而引起水的倒吸。1.向还原铁粉中加入炭粉的作用是什么？提示：作电极，使fec水膜三者构成原电池加快反应速率。2.b装置的导管口为什么有气泡产生？其成分是什么？提示：b装置导管口产生的气体是h2，原因是正极发生的电极反应式为：2h2e=h2。个性评点1.苏教版教材实验对钢铁的两种电化学腐蚀做了对比实验，从而加深了水膜的性质对钢铁腐蚀类型和原因的理解，而人教版实验只探究了钢铁的吸氧腐蚀。2.苏教版教材实验使用的是铁粉，人教版教材实验使用铁钉。使用铁粉，增大了与水膜的接触面积，加快反应速率，实验效果更好。3.人教版实验使用了铁钉，尽管反应较慢，但更贴近钢铁的真实情况，对解释钢铁腐蚀更具有说服力。为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，下列对实验结束时现象描述不正确的是()a装置左侧的液面一定会上升b左侧液面装置比装置的低c装置中的铁钉腐蚀最严重d装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选b装置中潮湿的水蒸气为中性，铁丝发生吸氧腐蚀，左侧的液面一定会上升；装置中潮湿的水蒸气为酸性，铁丝发生析氢腐蚀，左侧的液面下降，故左侧液面装置比装置的高；装置中铜与铁构成原电池，腐蚀最为严重；装置中铁钉处于干燥环境，几乎没被腐蚀。考查金属的电化学腐蚀例1 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有ph5的雨水和生铁片。观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()a生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应b雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀c红墨水回升时，碳极反应式：o22h2o4e=4ohd具支试管中溶液ph逐渐减小解析生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池，负极是铁，铁失去电子发生氧化反应，碳是正极，正极发生还原反应。开始时，因酸性较强发生析氢腐蚀，一段时间后导管内液面回升且略高于小试管液面，说明具支试管中气体压强减小，即此时发生吸氧腐蚀，反应式是2h2oo24e=4oh，故溶液的ph增大，a、b、d错误；c正确。答案c解答此类题目主要从以下三个方面分析：(1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。(2)如果是电化学腐蚀，判断出正、负极，较活泼的金属为负极被腐蚀，较不活泼的金属为正极被保护。(3)电化学腐蚀中根据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀的类型，若是酸性溶液则发生析氢腐蚀，若是中性或弱酸性溶液则发生吸氧腐蚀。1若具支试管内盛有nacl溶液和生铁片，观察到怎样的现象？答案：因氯化钠溶液显中性，故此时发生吸氧腐蚀，具支试管中因消耗氧气，导致气体压强减小，导管内液面上升。考查金属的电化学防护例2(北京高考)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()a水中的钢闸门连接电源的负极b金属护栏表面涂漆c汽车底盘喷涂高分子膜d地下钢管连接镁块解析水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，a项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，b项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，c项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，d项错误。答案a金属被保护的效果：一般防护措施无保护措施2双选题出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有cu2(oh)3cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()a锡青铜的熔点比纯铜高b在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用c锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快d生成cu2(oh)3cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选bca项，锡青铜为合金，合金的熔点低于它的各成分金属的熔点，错误；b项，由于锡比铜活泼，在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，正确；c项，潮湿环境更易发生电化学腐蚀，加快金属的腐蚀，正确；d项，电化学腐蚀过程的实质是氧化还原反应，为化学过程，错误。考查金属腐蚀与防护的实验探究例3某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 k、308 k，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号t/k用液体试管内取用液体实验目的298食盐水()实验和探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响()实验和_探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响()实验和_探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是_(填字母)。a在铁门、铁窗表面涂上油漆b自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方c家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处d把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率解析(1)实验探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 k)，改变电解质(选用碳酸水)。 实验探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 k)。实验探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 k)，改变试管内液体(选植物油)。(2)a项涂油漆保护钢窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，b错误，c正确；d项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，d错误。答案(1)实验编号t/k试管内取用液体实验目的298食盐水()()(只要与前面、对应即可)298碳酸水308食盐水298植物油(2)ac影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去电子被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。3如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时u形管左端红墨水水柱下降，一段时间后u形管左端红墨水水柱又上升。下列说法中不正确的是()a开始时发生的是析氢腐蚀b一段时间后发生的是吸氧腐蚀c两种腐蚀负极的电极反应式均为：fe2e=fe2d析氢腐蚀的总反应式为：2feo22h2o=2fe(oh)2解析：选d开始阶段u形管左端红墨水水柱下降，说明具支试管内气体的压强增大，即发生析氢腐蚀；过一段时间后，u形管左端红墨水水柱又上升，说明具支试管内气体的压强减小，即发生了吸氧腐蚀，析氢腐蚀的总反应式为fe2h=fe2h2。课堂双基落实1下列现象与电化学腐蚀无关的是()a生铁比纯铁易生锈b纯银饰品久置表面变暗c黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿d与铜管连接的铁管易生锈解析：选bb项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。2钢铁生锈过程发生如下反应：2feo22h2o=2fe(oh)2；4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3；2fe(oh)3=fe2o33h2o。下列说法正确的是()a反应、中电子转移数目相等b反应中氧化剂是氧气和水c与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀d钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：选a反应中消耗o2的量相等，两个反应也仅有o2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，a项正确，b项错误；铜和钢构成原电池，钢质水管腐蚀速度加快，c项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故d项错误。3(北京高考)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：选b钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，a项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，b项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，c项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：fe2e=fe2，d项错误。4下列叙述不正确的是()a锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率b镀层破损后，白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更易被腐蚀c钢铁表面常易被锈蚀生成fe2o3nh2od钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，完全相同的反应是负极反应解析：选b锌与cuso4溶液发生置换反应后，铜附着在锌的表面上形成锌铜原电池，负极锌被氧化速率加快，a项正确。b项中白铁，锌为负极、铁为正极，铁被保护；马口铁，铁作负极、锡作正极，加快铁的腐蚀，故b项错误。钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，其电极反应为：负极(fe)：2fe4e=2fe2正极(c)：2h2oo24e=4oh，fe(oh)2在空气中发生4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，久置后2fe(oh)3=fe2o3nh2o(3n)h2o，所以铁锈的成分是fe2o3nh2o，c项正确。钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极反应相同，都是fe2e=fe2，但正极反应不同，分别析出氢气和吸收氧气，d项正确。5如图所示水槽中斜放的试管口有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_，发生_腐蚀，电极反应：负极为_，正极为_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_，发生_腐蚀，电极反应：负极为_，正极为_。解析：根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(fe为负极，碳为正极)、有电解质溶液、形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果判断，试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收，是铁钉发生吸氧腐蚀的结果，据此可写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内气体压强增大，试管内产生了新气体，是铁钉发生析氢腐蚀的结果，据此可写出电极反应。答案：(1)电化学(2)弱酸性或中性吸氧2fe4e=2fe2o24e2h2o=4oh(3)较强的酸析氢fe2e=fe22h2e=h2课下综合检测1相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析：选ca、b、d三项中都形成了原电池，fe被腐蚀，只有c项中铁被铜镀层保护，不易被腐蚀。2下列有关工业生产的叙述正确的是()a钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是电化学腐蚀b粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌比纯锌还原性强c铁板镀锡属于电化学防护d生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀解析：选d钢管被原油中的含硫化合物腐蚀是金属与非电解质直接发生化学反应，属于化学腐蚀，a错误；粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌与稀硫酸构成原电池加快了反应的进行，b错误；电镀属于在金属表面覆盖保护层，不是电化学防护，c错误；生铁浸泡在食盐水中发生吸氧腐蚀，d正确。3下列各种镀有金属保护层的铁板，镀层破损后在相同的环境中，铁板最易被腐蚀的是()a镀锌铁(白铁)b镀锡铁(马口铁)c镀铜铁 d镀银铁解析：选d镀有金属保护层的铁板，在镀层破损时，与周围环境形成原电池。a中镀层破损时，锌作负极，铁作正极受到保护；b、c、d中镀层破损时，铁均作负极而被腐蚀，与正极金属的活动性相差越大，负极被腐蚀的速率越快，所以选d。4缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的nacl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()a镁 b铝c锌 d铜解析：选d金属丝一边溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生oh，即正极反应式：2h2oo24e=4oh，因此金属丝的活泼性比fe差，铜符合题目要求。5下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()a钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：o22h2o4e=4ohb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负极相连以保护它不受腐蚀解析：选b弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，a正确；当镀层破损时，锡、铁可形成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，b错误；铁、锌、海水形成原电池，锌失去电子作负极，从而保护了铁，c正确；采用外加电源的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连，d正确。6下列各种方法中，能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是()金属表面喷油漆改变金属的内部结构保持金属表面清洁干燥在金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜a bc d全部解析：选d防止金属腐蚀的最关键的问题是使金属与空气隔绝防止与氧化剂接触，最常用的做法是外加保护层，如本题中的、，再就是进行化学防护，另外还有改变金属的内部结构，如制成不锈钢等。7目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：主要原料用量含碳4%的铸铁粉80 g滑石粉40 g食盐4 g乙醇适量下列反应式中与铁脱氧原理无关的是()afe2e=fe2bco2=co2c4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3d2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o解析：选b脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的形成过程主要是fec原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极反应为2fe4e=2fe2，正极反应为o22h2o4e=4oh，fe2和oh结合：fe22oh=fe(oh)2，fe(oh)2被空气氧化：4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，fe(oh)3缓慢分解：2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o。铁锈的主要成分是fe2o3xh2o，也可含有未分解的fe(oh)3。8钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()fe由2价转化为3价o2被还原h被还原有fe2o3xh2o生成杂质碳被氧化除去a bc d解析：选c钢铁在发生电化学腐蚀时，依据介质的不同可以发生两类原电池反应：(1)当钢铁表面的电解质溶液的酸性较强时，钢铁发生析氧腐蚀，其电极反应式是正极：2h2e=h2，负极：fe2e=fe2；(2)当钢铁表面的电解质溶液的酸性较弱或呈中性时，钢铁发生吸氧腐蚀，其电极反应式是正极：o22h2o4e=4oh，负极：fe2e=fe2。钢铁发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，导致钢铁表面生成铁锈，发生的一系列反应为2feo22h2o=2fe(oh)2，4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3，fe(oh)3脱去一部分水生成fe2o3xh2o。9.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()a正极的电极反应方程式为：o22h2o4e=4ohb将石墨电极改成mg电极，难以观察到铁锈生成c若向自来水中加入少量nacl(s)，可较快地看到铁锈d分别向铁、石墨电极附近吹入o2，前者铁锈出现得快解析：选d铁是负极，失电子被氧化成fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成oh，反应式为o22h2o4e=4oh，a项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，d项错误；向自来水中加入nacl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，c项正确；但若将石墨电极换成mg电极，则负极为mg，fe被保护，难以看到铁生锈，b项正确。10下图装置中，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为左低右高c两试管中相同的电极反应式是：fe2e=fe2da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：选ba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。11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：正极：_，负极：_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用甲图所示的方案，其中焊接在闸门上的固体材料r可以采用_。a铜 b钠c锌 d石墨(3)乙图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失去电子，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，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，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)o22h2o4e=4oh2fe4e=2fe2(2)c(3)负12如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现