高考化学一轮复习 同步课件 大单元四　第十章　第37讲　金属的腐蚀与防护（浙江版）

金属的腐蚀与防护第十章

第37讲

1.了解金属发生电化学腐蚀的本质及危害。2.能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。3.能选择、设计金属的防腐措施。复习目标一、金属腐蚀的本质与腐蚀类型1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，发生

反应。2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应氧化类型化学腐蚀电化学腐蚀本质M-ne-===Mn+M-ne-===Mn+现象金属被腐蚀较活泼的金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe-2e-===Fe2+正极____________________________________总反应式_____________________________________________联系

更普遍2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2吸氧腐蚀

对点训练√

2.实验探究(如图所示)(1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生

腐蚀，正极反应式为_______

，右边试管中的现象是

。(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生

腐蚀，正极反应式为________

，右边试管中的现象是

。析氢2H++2e-===H2↑有气泡冒出吸氧O2+4e-+2H2O===4OH-导管内液面上升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生铁片发生

腐蚀，中心区域的电极反应式为

，边缘处的电极反应式为

，交界处发生的反应为_____________________________________________________________。吸氧Fe-2e-===Fe2+2H2O+O2+4e-===4OH-4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O二、金属腐蚀的快慢规律对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为

。对点训练⑤④②①③⑥

②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④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，活动性差别越大，腐蚀越快，故Fe⁃Cu原电池中Fe被腐蚀地较快。⑤中Fe接电源正极作阳极，Cu作阴极，加快了Fe的腐蚀。⑥中Fe接电源负极作阴极，Cu作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥。5.(2025·湖州、衢州、丽水高三一模)已知水中溶解氧随含盐量的增加而递减。如图为某实验小组探究铁片(含杂质)吸氧腐蚀的示意图：下列说法正确的是A.闭合K1时，电极A为正极，发生还原

反应B.闭合K2时，电极C的电极反应式为

O2+2H2O+4e-===4OH-C.断开K2时，铁片D比闭合K2时的腐蚀更严重D.为增强铁锅的防护，应在洗净擦干的锅里加适量食盐水√

闭合K1时，该装置为原电池，发生吸氧腐蚀，A电极上Fe易失电子发生氧化反应，则铁片A电极为负极，铁片B电极上O2得电子发生还原反应，则铁片B电极为正极，A错误；闭合K2时，该装置为浓差原电池，右侧烧杯中NaCl溶液浓度更小，溶解的O2更多，则D为正极，发生反应O2+2H2O+4e-===4OH-，电极C上电极反应为Fe-2e-===Fe2+，B错误；闭合K2时，铁片C为负极、铁片D为正极，铁片D电极被保护，断开K2时，铁片C、铁片D都发生吸氧腐蚀，所以断开K2时，铁片D比闭合K2时的腐蚀更严重，C正确；铁锅中含有Fe和其他金属，若加入适量食盐水，则会形成原电池，铁会发生吸氧腐蚀，无法达到铁锅防护的目的，D错误。三、金属腐蚀的防护措施负正阴阳6.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(

)(2)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(

)(3)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(

)(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(

)(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3+(

)对点训练×√×××7.(2025·浙江第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨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。下列有关说法正确的是A.电流由Mg经过导线流向钢铁输水管B.随着时间的进行，Mg块表面会有Mg(OH)2产生C.钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流法D.应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗√

钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁输水管经过导线流向Mg，A错误；镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为Mg(OH)2，B正确；用外加电流法保护钢铁输水管时，钢铁管道应作阴极，与电源负极相连，C错误；Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁输水管形成原电池，钢铁输水管作负极会被腐蚀，D错误。8.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应√

若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，发生氧化反应，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极，作阴极被保护，X连接电源正极，作阳极发生氧化反应，C、D项正确。四、金属腐蚀原理的应用1.暖贴的主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等，下列说法正确的是A.暖贴工作时发生了析氢腐蚀B.负极反应式：O2+4e-+2H2O===4OH-C.暖贴使用后铁粉最终转化为Fe(OH)2D.活性炭作正极材料√

暖贴工作时发生了吸氧腐蚀，故A错误；负极发生氧化反应，负极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故B错误；暖贴使用后铁粉最终转化为Fe2O3，故C错误。

暖贴工作时发生了吸氧腐蚀，故A错误；负极发生氧化反应，负极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故B错误；暖贴使用后铁粉最终转化为Fe2O3，故C错误。2.铝⁃空气燃料电池是一种新型高能量电池，具有能量密度大、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等优点。图1是一种盐水⁃铝⁃空气电池装置原理图，图2是石墨空气电极结构示意图。下列说法不正确的是A.铝极为负极，发生氧化反应B.该电池属于金属铝的吸氧腐蚀C.石墨空气电极的电极反应式：O2+

4e-+2H2O===4OH-D.在石墨空气电极中，OH-能穿过多

孔防水透气层进入右侧√精练真题练真题明考向1.(2024·湖北，2)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是A.发蓝处理

B.阳极氧化C.表面渗镀

D.喷涂油漆√

发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意；阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意；喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面，并没有在其表面形成钝化膜，D符合题意。

√

3.(2024·浙江6月选考，13)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：下列说法正确的是A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反

应：O2+4e-+2H2O===4OH-C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对

钢闸门的防护效果D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，

钢闸门、阳极均不发生化学反应√

图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，B正确；

图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确。精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号1234567答案BDADBCD题号891011121314答案ACADCAD答案12345678910111213141.《本草纲目》中载有一药物，名“铜青[Cu2(OH)2CO3]”。铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。时珍曰：近时人以醋制铜生绿，取收晒干货之。下列说法正确的是A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀B.铜在O2、CO2、H2O存在时易发生电化学腐蚀C.用硝酸清洗铜器可以除去铜青，保护铜器D.每生成111gCu2(OH)2CO3，转移1mol电子1234567891011121314答案√

铜在空气中被腐蚀的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3，则铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，A错误、B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜青，但也会损坏铜器，C错误；由化学方程式可知，每生成1

mol

Cu2(OH)2CO3，转移4

mol电子，则生成111

g

Cu2(OH)2CO3(物质的量为0.5

mol)时，转移2

mol电子，D错误。1234567891011121314答案2.(2022·广东，11)为检验牺牲阳极法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A.加入AgNO3溶液产生沉淀B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C.加入KSCN溶液无红色出现D.加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成1234567891011121314答案√

将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述过程中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；K3[Fe(CN)6]溶液是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。1234567891011121314答案3.(2025·全国卷，8)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe-2e-===Fe2+B.铁发生腐蚀生锈的反应：3Fe+2O2+xH2O===Fe3O4·xH2OC.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe+2HNO3(浓)===FeO+2NO2↑+H2OD.安装锌块保护船舶外壳，铁电极上发生的反应：Fe3++3e-===Fe1234567891011121314答案√

酸性环境中铁发生析氢腐蚀，负极是Fe，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故A正确；铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O，故B错误；铁经过发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜，故C错误；安装锌块保护船舶外壳，属于牺牲阳极法，铁作为阴极，铁电极上发生得电子的还原反应，且船体周围没有大量的Fe3+，故D错误。1234567891011121314答案4.航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是1234567891011121314答案A.舰艇腐蚀是因为形成了电解池B.图甲是海水环境下的腐蚀情况C.腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀√

舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；海水中电解质的浓度大，腐蚀速率快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误；Fe比Sn活泼，Sn作正极被保护，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故C错误；焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确。1234567891011121314答案5.(2025·浙江Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图B)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是1234567891011121314答案A.图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极法B.图B中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-===

H2↑+2OH-C.离子在半凝固态的琼脂内可定向移动D.图A中，会出现蓝、红、蓝三个色块√

图A中形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，铜为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-；图B中，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，铁作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-。图B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极法，故A正确；该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；图A装置中铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，生成氢氧根离子，所以铜电极附近变红，由于铜丝裹在铁钉的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确。1234567891011121314答案6.(2025·新阵地教育联盟高三联考)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1234567891011121314答案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√

锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn作负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，C项错误。1234567891011121314答案7.(2024·嘉兴一模)埋地管道所处环境特殊，当其通过不同的土壤时会发生电化学腐蚀，对管道的正常运行造成很大危害。如图为地下管道经过黏土(含氧量少)和沙土(含氧量多)时发生腐蚀的示意图。下列说法不正确的是1234567891011121314答案A.该管道发生电化学腐蚀时，负极上的电极反应

式：Fe-2e-===Fe2+B.掩埋在黏土部分的管道比掩埋在沙土部分的管

道电化学腐蚀更快C.如果沙土供氧充分，则黏土中铁管腐蚀会加剧D.若采用外加电流法进行防腐，所用阳极材料需为金属性强于铁的单质√

该管道发生电化学腐蚀时，Fe为原电池的负极，Fe失去电子生成Fe2+，负极上的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，A正确；电化学腐蚀需要电解质溶液参与，黏土比沙土更加湿润，含水量较多，掩埋在黏土部分的管道比掩埋在沙土部分的管道电化学腐蚀更快，B正确；如果沙土供氧充分，则管道在沙土中的部分为正极，在黏土中的部分为负极，该部分铁管失去电子，腐蚀会加剧，C正确；若采用外加电流法进行防腐，将铁管道与电源负极相连作阴极，阳极应该选择惰性电极，不能选金属性强于铁的单质，D错误。1234567891011121314答案8.(2024·新阵地教育联盟高三联考)现有一微型原电池，含有Fe⁃C，用于除去废水中的HCOOH，其工作原理为向废水中通入空气后生成H2O2，H2O2与HCOOH反应生成CO2，下列说法不正确的是1234567891011121314答案A.正极反应：H2O2+2e-+2H+===2H2OB.若不通入O2，则可能产生H2C.H2O2处理废水生成CO2的方程式：HCOOH+

H2O2===CO2↑+2H2OD.每转移2mol电子，可以除去废水中的HCOOH46g√

由题意可知，碳粉为正极，酸性条件下，通入的氧气在正极得到电子发生还原反应生成过氧化氢，电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2，A错误；若不通入氧气，废水中的甲酸电离出的氢离子能在正极得到电子发生还原反应生成氢气，B正确；正极O2放电生成的过氧化氢与废水中的甲酸反应生成二氧化碳和水，化学方程式为HCOOH+H2O2===CO2↑+2H2O，C正确；转移2

mol电子时生成1

mol过氧化氢，由反应HCOOH+H2O2===CO2↑+2H2O可知此时消耗1

mol甲酸，质量为46

g，D正确。1234567891011121314答案9.(2024·绍兴高三选考适应性考试)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：1234567891011121314答案下列说法不正确的是A.青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电

极反应式为Cu+Cl--e-===CuClB.青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大C.青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的化学方程式为

Cu2O+HCl+2H2O===Cu2(OH)3Cl+H2↑D.青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久√

青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，Cu在负极失去电子生成CuCl，电极反应式为Cu+Cl--e-===CuCl，Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大，故A、B正确；青铜锈蚀Ⅲ过程中Cu2O和土壤中的O2、HCl和水发生氧化还原反应生成Cu2(OH)3Cl，化学方程式为2Cu2O+O2+2HCl+2H2O===2Cu2(OH)3Cl，故C错误；青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，可使Cu2(OH)3Cl转化为结构致密的Cu2(OH)2CO3，能使其保存更长久，D正确。1234567891011121314答案10.中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图，下列叙述错误的是1234567891011121314答案A.电子从M电极经导线流向N电极B.N电极的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+C.正极区附近溶液的pH增大D.电路中转移0.01mol电子时，有0.08gO2参与反应√

1234567891011121314答案1234567891011121314答案11.在一定条件下，某碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示，下列说法正确的是pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3

√

1234567891011121314答案12.在城