2020届高考化学二轮备考专题辅导与测试：金属的腐蚀与防护【要点透析、提升训练】

1、知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。-培根金属的腐蚀与防护【知识回顾】1. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应Fe2e=Fe2其他反应Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈2.金属腐蚀快慢的判断3金属的两种防护方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：正极为被保护的金属；负极

2、为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。【提升训练】1一定条件下，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Fe2Fe3O4Fe2O3FeO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解析 A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正确；C项，碳钢腐蚀的正极反应为O22H2O4e=

3、4OH，错误；D项，除O2后，腐蚀速率减缓，正确。答案C2利用下图装置进行实验，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=Fe2解析根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀。左边电极反应：负极：Fe2e=Fe2 ，正极：O24e2H2O=4OH；右边电极反应：负极：Fe2e=Fe2，正极：2H2e=H2，a处、b处的pH均增大，C错误。答案C3下列做法有利于金属防护的是A钢铁零件表面进行烤蓝处理B将

4、钢铁制成的闸门与直流电源正极相连C菜刀切菜后不洗净就放回刀架D埋在地下的钢管与铜块相连解析A一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命，A项正确；B.钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连，闸门成为电解池的阳极，能加速腐蚀，B项错误；C.菜刀切菜后不洗净，容易发生吸氧腐蚀，C项错误；D.铁比铜活泼，当埋在地下的钢管与铜块相连时，钢管成为原电池的负极，加快了腐蚀，应该与锌块相连，D项错误。答案A4深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是(C)A正极反应：SO5H2O8e=HS9O

5、HB输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3xH2OD管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀解析：原电池的正极发生还原反应，由题图可知发生的电极反应为SO5H2O8e=HS9OH，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化能力，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；由题意可知，深埋在土壤中，即在缺氧环境中，Fe腐蚀的最终产物不能为Fe2O3xH2O，故C错误；管道上刷富锌油漆，形成ZnFe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。5用如图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是(D)解析：在中性条件下，铁作负极失电子，石墨作正极，正极上

6、氧气得电子生成氢氧根离子，则Fe发生吸氧腐蚀，A正确；Zn、Fe形成原电池，Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确；Fe作阴极，阴极上氢离子得电子，石墨作阳极，阳极上氯离子失电子，电解氯化钠溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠，C正确；Fe与正极相连，Fe作阳极，Fe失电子，被腐蚀，Fe不能被保护，D错误。6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解析 A项

7、，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，Mg块相当于原电池的负极。答案C7.研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是Ad为石墨，铁片腐蚀加快B. d为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析由于活动性：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.d为石墨

8、，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O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，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.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O22H2O4e4OH，错误。答案D8.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A装置中阳极上析出红色固体B装置的待镀铁制品应与电源正极相连C装置中外电路电子由a极流向b极D装置中所连的X是外接电源的正极解析：电解CuCl2溶液时，阳极产生氯气，阴极析出红色的铜，A项错误；电镀

9、时，镀层金属作阳极，连电源的正极，待镀铁制品作阴极，连电源的负极，B项错误；装置中，通入氢气的a极是负极，通入氧气的b极是正极，在外电路中，电子由a极经电流表流向b极，C项正确；装置是利用电解原理防腐，钢闸门应是被保护的电极，为阴极，所连的X电极是外接电源的负极，D项错误。答案：C9(2018北京卷)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，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼解析：若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe

10、2，在铁表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案：D10世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电极反应式为FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析：选Da极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1

11、mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D正确。11.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()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析A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.

12、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O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，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.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O22H2O4e4OH，错误。答案D12城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够

13、将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜解析：选BA项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。13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Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极

14、反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析A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.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O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，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.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

15、极反应为O22H2O4e4OH，错误。答案D14将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述错误的是(B)Aa中铁钉附近呈现蓝色沉淀Bb中铁钉附近呈现红色Cb中发生吸氧腐蚀Da中铜丝附近有气泡产生解析：A项，a构成的是铁铜原电池，铁作为负极：Fe2e=Fe2，生成的Fe2与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，正确；B项，b中构成铁铝原电池，铝作负极被氧化，铁作正极被保护，没有Fe3生成，铁钉附近不可能呈现红色，错误；C项，b中发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，a中发生的是析氢腐蚀，正极铜丝附近有H2生成而产生气泡，正确。15下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(B)A

16、铜铁接触处，在潮湿的空气中直接发生反应：Fe3e=Fe3，继而形成铁锈B轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法C金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程D在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀解析：Cu、Fe和潮湿的空气构成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe作负极、Cu作正极，负极反应式为Fe2e=Fe2，故A错误；Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极而被腐蚀，Fe作正极被保护，所以轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；金属腐蚀的实质是金属失去电子发生氧化反应，所以属于被氧化的过程，故C错误；强酸性环境下，钢铁发生析氢腐蚀，弱酸性或

17、中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，所以酸性条件下钢铁不一定发生析氢腐蚀，故D错误。16(1)下列金属防腐的措施中，水中的钢闸门连接电源的负极使用的是_法；地下钢管连接镁块使用的是_法。(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨为电池的_极；该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_。(3)以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。回答下列问题：A极为电池_极，电极反应式为_。若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 molL1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为_(标准状况下)。解析：(1)钢闸门连接电源的负极做阴极，此方法为外加电流的阴极保护法；若连接镁块，则让镁作原电池的负极，此方法为牺牲阳极的阴极保护法。(2)该燃料电池中，负极上通入NO2，石墨为负极，电极反应式为NO2NOe=N2O5，正极上通入O2，石墨为正极，电极反应式为O22N2O54e=4NO，所以NO向负极移动，即NO移向石墨。(3)由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极反应式为CH44O28e=CO22H2O，A极是正极，该电极上是氧气得电子的还原反应，电极反应