【02-暑假预习】第23讲 金属的腐蚀与防护（学生版）-2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)

PAGE1第23讲金属的腐蚀与防护内容导航——预习四步曲第一步：学析教材学知识：教材精讲精析、全方位预习第二步：练练习题强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法练考点会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用第三步：记串知识识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握第四步：测过关测稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升知识点1金属的腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子电子变为阳离子，金属发生。(2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而。②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。【特别提醒】金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。2．钢铁的电化学腐蚀类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性水膜酸性或呈负极Fe－2e－=Fe2＋正极2H＋＋2e－=H2↑O2＋4e－＋2H2O=4OH－总反应Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2后续反应最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍3.实验探究：电化学腐蚀(1)实验操作实验现象实验解释导管中液面装置中铁、碳和饱和食盐水构成，铁钉发生腐蚀(2)实验操作实验现象实验解释①试管中产生气泡的快Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，发生腐蚀，产生气泡的速率更快(3)结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。知识点二金属的防护金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。1．改变金属材料的组成在金属中添加其他或可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。2．在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。3．电化学保护法金属在发生时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为，则该金属就不易被腐蚀。(1)牺牲阳极法原理：原电池原理，被保护的金属作，活泼性更强的金属作。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。[实验探究一]如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。实验装置电流表阳极(负极区)阴极(正极区)现象指针偏转Zn溶解有产生，无蓝色沉淀生成有关反应—Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑结论溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀[实验探究二]在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液混合均匀，取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。实验装置现象铁钉周围变红铁钉周围生成沉淀，铜丝周围变红结论铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀(2)外加电流法原理：电解池原理，被保护的金属作为，与电源的负极。应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。知识点3金属腐蚀快慢的判断方法1.在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的＞原电池的＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的。2.同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为溶液＞溶液＞溶液。3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀。4.金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀。教材习题01（P117）某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是()A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀B．正极反应式：O2＋4e－=2O2－C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀D．负极反应式：Fe－3e－=Fe3＋解题方法教材习题02（P117）下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是()A．将钢铁与锌板相连B．将钢铁置于潮湿的空气中C．在钢铁表面喷油漆D．将钢铁与直流电源的负极相连解题方法考点一金属的腐蚀1．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是()A．腐蚀过程中，负极是CB．Fe失去电子经电解质溶液转移给CC．正极的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C作正极，O2在C表面上发生还原反应2．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示：分析图像，以下结论错误的是()A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y－x＝b－a)D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－=Fe2＋

3．某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是()A．生铁片发生吸氧腐蚀B．中心区的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H＋4．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是()A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成C．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48LD．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓考点二金属腐蚀的防护方法5．下列防护措施中属于电化学保护法的是()A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B．在金属中加入一些铬或镍制成合金C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭D．在金属表面喷漆6．下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是()A．将钢铁与锌板相连B．将钢铁置于潮湿的空气中C．在钢铁表面喷油漆D．将钢铁与直流电源的负极相连7．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是()A．金属棒X的材料可能为铜B．金属棒X的材料可能为钠C．钢管附近土壤的pH可能会上升D．这种方法称为外加电流法8．我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－=ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀考点三金属腐蚀快慢的比较9．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()10．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后，下列对实验结束时的现象描述不正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀11．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法不正确的是()A．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连B．蚀孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFeC．由于孔蚀中Fe2＋水解导致电解质溶液酸性增强D．孔隙中可以发生析氢腐蚀12．某小组同学研究“84”消毒液(有效成分为NaClO)对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸入10mL“84”消毒液中，记录现象如下：1小时2小时5小时铁钉无明显现象铁钉表面出现少量红褐色物质铁钉表面“生长”出大量红褐色物质纯铁粉无明显现象无明显现象无明显现象下列说法不正确的是()A．铁钉主要发生的是电化学腐蚀B．铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl－)增大C．纯铁粉的腐蚀速率慢主要是因为其表面积大D．铁钉被腐蚀时发生反应：Fe－2e－=Fe2＋知识导图记忆知识目标复核【学习目标】1.通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型。2.认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。【学习重难点】1.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式的书写。2.金属防腐常用的防护方法。1．（24-25高二上·江苏南京·期末）保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是A．铁栅栏上涂上油漆 B．铁闸与直流电源正极相连C．轮船底部镶嵌锌块 D．家用铁锅水洗后及时擦干2．（24-25高二上·广东茂名·期末）下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是A．铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀B．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀C．连接锌棒后，电子由锌流向铁管道D．阴极的电极反应式为3．（24-25高二上·河北沧州·月考）下列事实与电化学腐蚀无关的是A．铜板上的铁铆钉更易被腐蚀B．轮船与海水接触的位置更容易生锈C．鎏金制品外层破损后，内部铜更容易被腐蚀D．金属钠置于空气中表面变暗4．（24-25高二上·河南新乡·月考）古代文物蕴含着瑰丽的历史文化，下列最容易发生电化学腐蚀的文物是A．吴越国鎏金纯银阿育王塔B．战国郢爰金币C．乾隆款掐丝珐琅飞龙纹尊D．玉柄铁剑5．（24-25高二下·上海·期中）在下列烧杯中均盛有0.1mol·L-1稀硫酸，其中锌片最易被腐蚀的是A． B． C． D．6．（24-25高二上·河南洛阳·期中）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法错误的是A．图1中，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=OH-B．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明应该更换阳极材料C．图2中，保护电流应该根据环境条件变化进行调整D．锌块可以做图1中的牺牲阳极，高硅铸铁可以做图2中的不溶性辅助阳极7．（24-25高二上·江苏苏州·月考）下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是A．图甲装置验证铁的析氢腐蚀B．图乙装置可在待镀铁件表面镀铜C．图丙用于除去铁屑表面油污D．图丁是牺牲阳极的阴极保护法防止钢闸门生锈8．（24-25高二上·北京丰台·期中）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是A．外加电流保护法B．牺牲阳极保护法C．涂防锈漆D．制成不锈钢9．（24-25高二上·浙江杭州·期末）某化学探究小组在水中滴加酚酞和铁氰化钾溶液，然后将1颗铁钉竖直浸在水中，几天后观察到铁钉A段部位周围的水变红色，铁钉下端(B部位)产生蓝色沉淀，如图所示，根据图示分析。下列说法正确的是A．铁、炭、水构成大量的微小电池，在水面附近腐蚀最严重B．铁钉A部位是负极：C．以上实验现象证明发生的主要是吸氧腐蚀D．最终得到的铁锈能覆盖在铁钉的表面，防止腐蚀继续发生10．（24-25高二上·浙江杭州·期末）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：实验ⅠⅡ装置下列说法不正确的是A．实验Ⅰ中发生析氢腐蚀，实验Ⅱ中发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ<实验ⅡB．实验Ⅰ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色C．实验Ⅱ中铜片附近处出现红色，发生电极反应：D．实验Ⅱ中裸露在外的铁钉附近处出现蓝色，出现蓝色的离子方程式为：11．（24-25高二上·浙江杭州·期末）城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，如钢铁输水管等。当金属管道在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计如图所示的装置。下列有关说法中正确的是A．金属M比铁活泼，防护过程中电子流入金属MB．钢铁输水管表面发生还原反应C．铜的电导率高，金属M可选用铜提高防护效果D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的正极12．（24-25高二上·浙江杭州·期末）金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：下列说法不正确的是A．图2中，辅助阳极