考點(diǎn)20金屬的腐蝕與防護(hù)

(核心考點(diǎn)精講精練)

考情探究■

一、3年真題考點(diǎn)分布

考點(diǎn)內(nèi)容考題統(tǒng)計(jì)

金屬的腐蝕2022廣東卷11題，4分；

金屬的防護(hù)2021全國(guó)乙卷6題，6分；

二、命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】

金屬的腐蝕與防護(hù)，是電化學(xué)的重要組成部分，從近三年高考試題來(lái)看，雖然考查力度沒(méi)有新型電源

和電解應(yīng)用頻率高，但作為考點(diǎn)知識(shí)輪換，在近幾年的考題中時(shí)有出現(xiàn)。

【備考策略】

復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注兩種電化學(xué)防腐(犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外、外加電流的陰極保護(hù)法)。

【命題預(yù)測(cè)】

預(yù)測(cè)2024年高考將會(huì)金屬的腐蝕與防護(hù)為切入口，考查電解原理在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，應(yīng)加以關(guān)注。

考點(diǎn)梳理

考法1金屬的腐蝕

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕

以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(pH54.3)水膜酸性很弱或呈中性

電極負(fù)極Fe—2屋-Fe2+

反應(yīng)+

正極2H+2e-=H2T02+2H2。+4/=4OIT

Fe+2H+=Fe2++HT

總反應(yīng)式22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

、

1.根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕

正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)

生吸氧腐蝕；NH4cl溶液、稀H2s。4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。

2.判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律

(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕〉

有防護(hù)措施的腐蝕。

(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中,非電解質(zhì)溶液

中。

(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。

(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。

即時(shí)檢■

請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打W"，錯(cuò)誤的打“X”)

(1)金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過(guò)程()

(2)純銀質(zhì)物品久置表面變暗，是銀發(fā)生吸氧腐蝕的結(jié)果()

(3)AhFe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物()

(4)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe-3e-=Fe3+()

(5)所有金屬純度越大，越不易被腐蝕()

(6)黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠()

(7)生鐵比純鐵容易生銹()

(8)在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕()

(9)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性()

(10)電鍍時(shí)，鋼管作陽(yáng)極，鋅棒作陰極()

(11)鍍鋅的目的是在鋼管表面形成Fe—Zn合金，增強(qiáng)鋼管的耐腐蝕能力()

(12)鋼管鍍鋅過(guò)程中，陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e=Zn()

答案：(l)x(2)x(3)x(4)x(5)x(6)Y(7)4(8)x(9)4(10)x(ll)x(12)4

一例都蒙

例1募fj*彳號(hào)列實(shí)驗(yàn)

操作現(xiàn)象

含酚曲和K[Fe(CN)]

36藍(lán)色

的食鹽水紅色功

足鐵片放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示

取一塊打磨過(guò)的生鐵片，在其表面滴一“斑痕”,其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，

滴含酚酰和K3[Fe(CN)6]的食鹽水在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹

下列說(shuō)法不合理的是()

A.生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕

B.中心區(qū)的電極反應(yīng)式為Fe—2e-^=Fe2+

C.邊緣處的電極反應(yīng)式為02+2叢0+4-=40}T

2++

D.交界處發(fā)生的反應(yīng)為4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H

【答案】D

【解析】生鐵片邊緣處為紅色，說(shuō)明生成了OH，O2+2H2O+4e-=4OH-,生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，

故A、C兩項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說(shuō)明生成了Fe2+,Fe-2e-=Fe2+,故B項(xiàng)合理；

2+

在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化成了氫氧化鐵，不是4Fe+O2+

+

10H2O=4Fe(OH)3+8H,故D項(xiàng)不合理。

例2中國(guó)第三艘航母福建艦正式列裝服役，航母所用特種鋼材全部國(guó)產(chǎn)，研發(fā)過(guò)程中重點(diǎn)提高了材

料的耐腐蝕性。在一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如表所示，下列說(shuō)法正確的是()

PH2466.5813.514

腐蝕快慢較快慢較快

主要產(chǎn)物Fe2+Fe3()4FezOsFeOz-

A.當(dāng)pH<6.5時(shí)，碳鋼主要發(fā)生化學(xué)腐蝕

B.當(dāng)pH<4和pH>13.5時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕

C.pH越大，碳鋼的腐蝕速率越慢

D.pH=14時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為4OH-+Fe-3e=FeO2-+2H2。

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生化學(xué)腐蝕，當(dāng)4<pH<6.5時(shí)，主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕，A不

正確；B項(xiàng)，當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，當(dāng)pH>13.5,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，B不正確；C

項(xiàng)，從表中信息可以得出，pH在6~8之間時(shí)，碳鋼的腐蝕速率慢，但pH>8時(shí)，碳鋼的腐蝕速率加快，C

不正確；D項(xiàng)，pH=14時(shí)，在負(fù)極，F(xiàn)e失電子的產(chǎn)物與0H-反應(yīng)生成FeCh-等，電極反應(yīng)式為4OH+Fe-3e-=

FeO2+2H2O,D正確；故選D。

附點(diǎn)提升

對(duì)點(diǎn)1深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被SO4?一腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如

圖所示。下列與此原理有關(guān)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。

2

A.正極反應(yīng)：SO4+5H2O+8e-=HS+9OH-

B.輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕

C.這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為FezCh-xIhO

D.管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕

【答案】C

【解析】原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，由圖示可知，發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-=HS-+9OH;由

于HS、0H的濃度很小，故在一定條件下可以共存，A項(xiàng)正確；硫酸鹽還原菌的主要成分含蛋白質(zhì)，在高

溫下易變性，失去催化作用，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，B項(xiàng)正確；由圖示可知，F(xiàn)e腐蝕的最

終產(chǎn)物為FeO,C項(xiàng)錯(cuò)誤；管道上刷富鋅油漆，形成Zn-Fe原電池，F(xiàn)e為正極，可以延緩管道的腐蝕，D

項(xiàng)正確。

對(duì)點(diǎn)2厭氧腐蝕是指在缺乏氧氣的深層潮濕土壤中，存在的硫酸鹽還原菌會(huì)附著在鋼管表面促進(jìn)鋼鐵

的腐蝕，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說(shuō)法母送的是（）。

鋼管二1一二^

A.厭氧腐蝕屬于化學(xué)腐蝕

B.負(fù)極的電極反應(yīng)式：Fe-2e=Fe2+

C.每生成ImolFeS,最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA

D.鍍鋅鋼管破損后仍能減緩鋼管的腐蝕

【答案】A

【解析】鋼管中含有碳元素，鐵、碳與潮濕的土壤形成原電池，則厭氧腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)

誤；根據(jù)圖像可知，負(fù)極鐵失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,B項(xiàng)正確；硫酸根離子變?yōu)?/p>

硫離子時(shí)，轉(zhuǎn)移8個(gè)電子，則每生成ImolFeS,最終轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA,C項(xiàng)正確；鍍鋅的鋼管破損后

鋅比鐵活潑，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕，D項(xiàng)正確。

考法2金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)

①犧牲陽(yáng)極保護(hù)法——原電池原理

a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；

b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。

②外加電流陰極保護(hù)法——電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽(yáng)極：惰性金屬或石墨。

(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。

(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。

即時(shí)俊溺

請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“小,錯(cuò)誤的打“x”)

(1)在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法()

(2)當(dāng)鍍鋅鐵制品的鍍層破損時(shí)，鋅層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用()

(3)可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕()

(4)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用()

(5)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕()

(6)水庫(kù)中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕()

答案：(1)4(2)4(3)4(4)x(5)X(6)q

一例■鎏

例1（2020?江蘇卷）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情

境中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.陰極的電極反應(yīng)式為Fe—2已=Fe?+

B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，

陽(yáng)極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動(dòng)性比Fe的

活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電

子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；D項(xiàng)，海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子

濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤；故選C。

例2某城市為了減少鋼管因銹蝕造成的損失，擬用如圖方法保護(hù)埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關(guān)說(shuō)

法正確的是（）

A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發(fā)生化學(xué)腐蝕

B.在潮濕的酸性土壤中金屬棒M將電子通過(guò)導(dǎo)線流向鋼管

C.在潮濕的酸性土壤中H+向金屬棒M移動(dòng)，抑制H+與鐵的反應(yīng)

D.鋼管與金屬棒M也可用導(dǎo)線分別連接直流電源正、負(fù)極以使鋼管表面的腐蝕電流接近于零

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，在酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，為了減少鋼管的損失，金屬棒M、

鋼管應(yīng)在酸性土壤中形成原電池，其中金屬M(fèi)做負(fù)極，失去電子，失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流向鋼管，鋼管做

正極被保護(hù)，故B正確；C項(xiàng)，在潮濕的酸性土壤中，存在大量氫離子，氫離子移動(dòng)到正極上得電子被還

原，即移動(dòng)到鋼管上得電子，故能抑制氫離子與鐵的反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鋼管與金屬棒M也可用導(dǎo)線

分別連接直流電源正、負(fù)極，鋼管作正極，腐蝕速率加快，故D錯(cuò)誤。

對(duì)點(diǎn)提升

直

對(duì)點(diǎn)1我國(guó)有多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在流

電

鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤方

向

的是()

A.通電時(shí)，鋅環(huán)是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為2H2。+2屋=H2T+2OJT

C.斷電時(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Z/++2e-=Zn

D.斷電時(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕

【答案】C

【解析】鋅環(huán)與電源的正極相連，為陽(yáng)極，A項(xiàng)正確；斷電時(shí)，Zn比鐵活潑，作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn

~2e==Zn2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

對(duì)點(diǎn)2如圖是自來(lái)水表的常見(jiàn)安裝方式。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()

A.該安裝方式的水表更容易被腐蝕

鐵接頭

B.發(fā)生腐蝕過(guò)程中，電子從接頭流向水表

C.腐蝕時(shí)水表發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-=4OH-

D.腐蝕過(guò)程還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【答案】A

【解析】構(gòu)成原電池，腐蝕鐵，保護(hù)銅，所以該安裝方式的水表不易被腐蝕，故A不正確；電子由鐵

流向銅，即電子從接頭流向水表，故B正確；水表發(fā)生了吸氧腐蝕，氧氣在水表的表面得電子，電極反應(yīng)

式為2H2O+O2+4e==4OH-,故C正確；負(fù)極放電產(chǎn)生的Fe?+與正極產(chǎn)生的OH-結(jié)合成Fe(OH)2,Fe(OH)2

被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵，所以腐蝕過(guò)程還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,故D正

確。

真題感知

1.(2022?廣東選擇性考試，11)為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅

鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是()

A.加入AgNCh溶液產(chǎn)生沉淀B.加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)

C.加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)D.加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成

【答案】D

【解析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會(huì)構(gòu)成原電池，由于

鋅比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會(huì)變大，鐵也會(huì)繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶

液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會(huì)有亞鐵離子生成。A項(xiàng)，氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液

后，不管鐵片是否被腐蝕，均會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；B項(xiàng)，淀粉碘化鉀溶液可檢測(cè)氧化性物

質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無(wú)氧化性物質(zhì)可碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不符合題意；C項(xiàng)，KSCN溶液可

檢測(cè)鐵離子的存在