高中化学练习题 金属的腐蚀与防护 (2) 附答案解析.docVIP

金属的腐蚀与防护

【学习目标】

1、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解电化学腐蚀的类型及差异并能写出电极反应；

2、知道防治金属腐蚀的方法，并能从实验探究中获得体会。

【要点梳理】

要点一、金属的腐蚀

金属腐蚀是指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。

1．金属腐蚀的实质。

金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示为：M－ne－＝Mn+（M代表金属元素）。

2．金属腐蚀的分类。

【高清课堂：金属的腐蚀与防护#化学腐蚀和电化学腐蚀】

3．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较。

化学腐蚀

电化学腐蚀

相同点

金属原子失去电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程

不同点

条件

金属与氧化剂直接接触

不纯金属与电解质溶液接触

现象

无电流

有微弱电流

本质

金属被氧化

活泼金属被氧化

相互关系

往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害更严重

【高清课堂：金属的腐蚀与防护#钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较】

4．钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较。

类型

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

条件

水膜呈弱酸性或中性

水膜呈酸性

正极反应（O2）

O2+2H2O+4e－＝4OH－

2H++2e－＝H2↑

负极反应（Fe）

Fe－2e－＝Fe2+

Fe－2e－＝Fe2+

其他反应

Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓

4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈

要点诠释：由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是发生吸氧腐蚀：

5．判断金属腐蚀快慢的规律。

（1）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。

（2）对同一种金属来说，腐蚀的快慢：

强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。

（3）活动性不同的两金属，活动性差别越大，腐蚀越快。

（4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

要点二、金属的防护

【高清课堂：金属的腐蚀与防护#金属的防护方法】

1．金属防护的思路。

防止金属与化学物质直接接触，防止金属与环境形成原电池。

2．防护方法。

（1）改变金属的内部组成和结构：如不锈钢（钢中加入一定量的镍和铬）。

（2）加保护层：在金属表面镀上一层纯金属（如铁上镀锌、锡、铬等）、喷漆、涂油、生成氧化膜保护（钢铁制品表面生成Fe3O4，在铝制品表面生成Al2O3）。

（3）牺牲阳极的阴极保护法：此法应用原电池原理，让被保护金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极。例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块，就可保护钢铁设备（如图）

发生的电极反应：负极：Zn－2e－＝Zn2+

正极：O2+4e－+2H2O＝4OH－

Zn不断被腐蚀，可定期拆换。而铁得到保护。

（4）外加电流的阴极保护法：此法应用电解原理，让被保护金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，两者都存在于海水中。接上直流电源。例如钢闸门，可用此法防止腐蚀。此法中阳极上放电的微粒是海水中的阴离子，阴极上放电的微粒是海水中的阳离子。（如图）

【典型例题】

类型一：金属的腐蚀

例1（2015安徽江南十校联考）如图装置中，在U形管底部盛有CCl4，分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸溶液，并使a、b两处液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，密封好，放置一段时间后，下列有关叙述中错误的是（）

A．铁丝在两处的腐蚀速率：a＜b

B．a、b两处相同的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+

C．一段时间后，a处液面高于b处液面

D．生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极

【思路点拨】生铁和氯化钠溶液、稀硫酸溶液都能构成原电池，左边试管中，生铁发生吸氧腐蚀，右边试管中，生铁发生析氢腐蚀。

【答案】D

【解析】A．生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大，故A正确；

B．a处负极上铁失电子，正极上氧气得电子，b处负极上铁失电子，正极上氢离子得电子，所以a、b两处相同的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故B正确；

C．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致溶液从b处向a处移动，所以a处液面高于b处液面，故C正确；

D．生铁中的碳在a、b两处都作正极，故D错误；

故选D。

【总结升华】金属发生的腐蚀主要是吸氧腐蚀，其基本规律是：（1）活泼金属作负极，被氧化、被腐蚀；（2）