1、,1.請(qǐng)合作討論鋼鐵的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕有哪些區(qū)別和聯(lián)系，填寫下表。,2.鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響.請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。 （1）相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。 提示：海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進(jìn)行。,（2）1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。 提示：由于南極的溫度常年在0以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。,（3）用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹 提示：由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負(fù)極，因此更容易腐蝕而生銹

2、。,（4）當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。 提示：因?yàn)殍F制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕。,【典例1】（2010北京高考）下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 .鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù) .鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕 .鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕 .鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式是Fe-3e- = Fe3+ 【思路點(diǎn)撥】（1）被保護(hù)的金屬接電源負(fù)極。 （2）鋼鐵被腐蝕時(shí)Fe失去2e-。,【自主解答】選B。A中鋼管與電源正極連接，成為電解池的陽極而溶解，加速了鋼管的腐蝕，故A項(xiàng)不符合題意。鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，形成了一層致密的

3、氧化物保護(hù)膜，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，故B正確。鋼管與銅管露天堆放在一起，潮濕的空氣作為電解質(zhì)溶液，銅管為正極、鋼管為負(fù)極發(fā)生電化學(xué)腐蝕，加速了鋼管的腐蝕，故C項(xiàng)不合題意。鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)是Fe2e = Fe2+，故D項(xiàng)不合題意。,1.你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎? 提示：,2.在生活和學(xué)習(xí)的過程中，你了解哪些防止金屬腐蝕的具體方法？ 提示：給金屬穿上“防護(hù)服”。具體方式有： 涂漆如在鋼鐵表面涂防銹油漆； 熱鍍加熱鋅或錫等耐腐蝕性能較強(qiáng)的金屬，使其均勻覆蓋于鋼鐵表面； 電鍍?cè)阡撹F表面形成鋅或鉻等耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬鍍層； 噴涂有機(jī)或無機(jī)涂層材料等。,電化學(xué)防護(hù)法即犧

4、牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。 在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳（如14%18% Cr，7%9% Ni），改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”。,【典例2】（2010山東高考）對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 （1）以下為鋁材表面處理的一種方法：,堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是_（用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3 以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)為_。取少量

5、廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。,（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕， 電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極 的原因是_。 （3）利用如圖裝置，可以模 擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處。 若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。,【思路點(diǎn)撥】 （2）電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合原子、電子守恒配平。 （3）掌握電鍍池的構(gòu)成及兩種電化學(xué)防護(hù)法。,【自主解答】(1)冒氣泡的原因是Al與NaOH反應(yīng)，離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2；使AlO2-生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，生成的沉淀容易溶解

6、。 陽極是Al發(fā)生氧化反應(yīng)，要生成氧化膜,還必須有H2O參加，故電極反應(yīng)式為：2Al+3H2O-6e- = Al2O3 +6H+；加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有H+，HCO3-與H+反應(yīng)生成CO2氣體，隨著H+的減少，溶液堿性增強(qiáng)，產(chǎn)生Al（OH）3沉淀。,(2)電鍍時(shí)，陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+,以補(bǔ)充Cu2+。 (3)鐵被保護(hù)，可以作原電池的正極，或者電解池的陰極，故若X為碳棒，開關(guān)K應(yīng)置于N處，F(xiàn)e作陰極受到保護(hù)；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，鐵作正極，鋅作負(fù)極，稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。,答案：(1)2Al+2OH+2H2O = 2AlO2-+3H

7、2 b 2Al+3H2O6e = Al2O3+6H+ 因?yàn)镠CO3-與H+反應(yīng)，使得H+濃度減小，產(chǎn)生Al（OH）3沉淀 (2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+ (3)N 犧牲陽極的陰極保護(hù)法,知識(shí)點(diǎn)一：金屬的電化學(xué)腐蝕 1.（2010三明高二檢測(cè)）家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（ ） A.4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 B.2Fe+2H2O+O2 = 2Fe(OH)2 C.2H2O+O2+4e- = 4OH- D.Fe-3e- = Fe3+,【解析】選D。該過程鐵鍋發(fā)生了吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)：2Fe-4e- = 2Fe2+

8、,正極反應(yīng)：O2+4e-+2H2O = 4OH-,同時(shí)還發(fā)生：Fe2+2OH- = Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)3，2Fe(OH)3 = Fe2O3xH2O +(3-x)H2O,D錯(cuò)誤。,2.下列關(guān)于金屬腐蝕敘述正確的是（ ） A.金屬在潮濕情況下的腐蝕其實(shí)質(zhì)是： M+nH2O = M（OH）n+ H2 B.金屬的化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是M+ne- = Mn+,金屬得電子 被氧化成陽離子 C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行 D.在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧 腐蝕,【解析】選D。金屬在潮濕的空氣中易被腐蝕，但并不一定就是金屬與水的反應(yīng)，把金屬

9、腐蝕的條件及原理搞錯(cuò)，故A錯(cuò)；化學(xué)腐蝕是金屬直接與周圍接觸的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，金屬失電子，被氧化，B不正確；金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕，只要有氧化劑即可，C錯(cuò)。,知識(shí)點(diǎn)二：金屬腐蝕快慢的比較 3.埋在地下的輸油管，在下列各種情況下，被腐蝕速度最慢的是（ ） A.在含鐵元素較多的酸性土壤中 B.在潮濕疏松透氣的土壤中 C.在干燥致密不透氣的土壤中 D.在含碳粒較多，潮濕透氣的土壤中,【解析】選C。 在含鐵元素較多的酸性土壤中，鐵易發(fā)生析氫腐蝕；在潮濕疏松透氣的土壤中，有利于鐵發(fā)生吸氧腐蝕；在含碳粒較多，潮濕透氣土壤中，碳與鐵能形成更多的微電池加快鐵的腐蝕。,知識(shí)點(diǎn)三：金屬的電化學(xué)防護(hù) 4.（2010溫州高

10、二檢測(cè)）下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是（ ） A.輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊 B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 C.鋁片不需要用特殊方法保存 D.鋅跟稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴加少量硫酸銅溶液后，反應(yīng)速率加快,【解析】選C。A選項(xiàng)是通過構(gòu)成ZnFe原電池，在船殼上加Zn塊構(gòu)成原電池負(fù)極，從而保護(hù)船體不被腐蝕；B項(xiàng)中鍍鋅鐵若鍍層破損后，則鋅為負(fù)極，鐵為正極，保護(hù)了鐵。鍍錫的鐵鍍層破損后，鐵為負(fù)極鐵被腐蝕，錫為正極被保護(hù)；C選項(xiàng)是靠氧化膜保護(hù)鋁；D項(xiàng)中Zn與CuSO4溶液反應(yīng)置換出Cu，形成CuZn原電池，比直接的化學(xué)反應(yīng)快。,5.鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)

11、量的四分之一。 （1）鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為_。 （2）為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_（填寫字母序號(hào)）。 A.銅 B.鈉 C.鋅 D.石墨 （3）圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。,【解析】（1）發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上Fe失電子，正極上O2得到電子。（2）鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，則鋅會(huì)失去電子而溶解，F(xiàn)e被保護(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。（3）屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。 答案：（1）負(fù)極：2Fe-4e- =

12、 2Fe2+， 正極：O2+2H2O+4e- = 4OH- （2）C （3）負(fù),一、選擇題（本題包括4小題，每小題4分，共16分） 1.（2010三明高二檢測(cè)）下列敘述不正確的是（ ） A.鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，加入少量硫酸銅能加快反應(yīng)速率 B.鋼鐵在干燥的空氣里不易被腐蝕 C.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕 D.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍,【解析】選C。鋅與CuSO4反應(yīng)生成的Cu與鋅、稀H2SO4構(gòu)成原電池，加快電子的轉(zhuǎn)移，A正確；干燥的空氣中鋼鐵不易發(fā)生腐蝕，B正確；因?yàn)殇X比鐵活潑，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鋁作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，C正確；因?yàn)榻饘僦破吠ǔＫ幫獠凯h(huán)境干燥度較低，O2

13、又廣泛存在，所以電化學(xué)腐蝕更普遍，D正確。,2.（2010泉州高二檢測(cè)）下列各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是（ ） A.421356 B.462135 C.542316 D.635241,【解析】選B。鐵被腐蝕由快到慢順序：電解池的陽極（4）原電池的負(fù)極（2與6）吸氧腐蝕（1）原電池的正極（3）電解池的陰極（5），故選B。,3.（雙選）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 （ ） A.純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗 B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用 C.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極的陰極保護(hù)法 D.可將地下輸油鋼管與外加直

14、流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕,【解析】選A、C。銀器在空氣中久置會(huì)被O2所氧化變黑，F(xiàn)e作負(fù)極，為化學(xué)腐蝕，A正確；當(dāng)鍍層破損時(shí)，SnFe可形成原電池，不再起到保護(hù)作用，B錯(cuò)；海輪外殼與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極，從而保護(hù)Fe正極，所以C正確；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)。,4.（2009上海高考）如圖裝置中, U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別 盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生 鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述 錯(cuò)誤的是（ ） A.生鐵塊中的碳是原電池的正極 B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?C.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是:Fe-2e- = Fe2+ D.a試管中發(fā)

15、生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕,【解析】選B。本題考查了電化學(xué)腐蝕中的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，解答時(shí)注意電解質(zhì)的酸堿性。a為中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，氣體壓強(qiáng)減?。籦中酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕，有氫氣放出，氣體壓強(qiáng)增大，所以紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?，故B項(xiàng)錯(cuò)。,二、非選擇題（本題包括2小題，共14分） 5.（6分）如圖水槽中試管內(nèi)有一枚 鐵釘，放置數(shù)天觀察： （1）若試管內(nèi)液面上升，則原溶液 呈_性，發(fā)生_腐蝕，其電極 反應(yīng)為：負(fù)極為_ ；正極為_。 （2）若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，其電極反應(yīng)為：負(fù)極為_；正極為_。,【解析】根據(jù)金屬腐蝕的條件和原理，可判斷

16、當(dāng)試管內(nèi)液面上升時(shí)說明：試管內(nèi)壓強(qiáng)減小。導(dǎo)致試管內(nèi)壓強(qiáng)減小的原因是因?yàn)闅怏w減少所致?？紤]到金屬腐蝕有析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種情形，可判斷該種情況為吸氧腐蝕，后一種情況屬于析氫腐蝕。 答案：（1）中性或很弱的酸 吸氧 Fe2e = Fe2 2H2OO24e- = 4OH- （2）較強(qiáng)的酸 析氫 Fe2e = Fe2 2H2e = H2,6.（8分）鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實(shí)驗(yàn)小組為研究鐵生銹的條件，設(shè)計(jì)了以下快速、易行的方法：,首先檢查制取氧氣裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：直形導(dǎo)管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；直

17、形導(dǎo)管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；燒杯中潮濕的鐵絲表面依然光亮。,試回答以下問題： （1）由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于_。 （2）儀器A的名稱為_，其中裝的藥品可以是_，其作用是_。 （3）由實(shí)驗(yàn)可知，該類鐵生銹的條件為_。 決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是_。,【解析】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明鐵絲生銹需同時(shí)具備接觸水和O2兩個(gè)條件；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明鐵絲只接觸O2，不接觸水時(shí)不會(huì)生銹；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明空氣中O2濃度低，不易使鐵絲生銹，因此決定鐵絲生銹快慢的一個(gè)重要因素是O2的濃度；本實(shí)驗(yàn)中鐵絲在潮濕氧氣中發(fā)生銹蝕，而在干燥氧氣中不銹蝕，表示鐵絲銹蝕需電解質(zhì)溶液（水）

18、參與，因此鐵絲發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。 答案：（1）電化學(xué)腐蝕 （2）球形干燥管 堿石灰（或無水CaCl2） 干燥O2 （3）同時(shí)跟氧氣和水接觸 O2濃度,1.（5分）下列敘述不正確的是（ ） A.鐵表面鍍鋅，鐵作陽極 B.船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕 C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O22H2O4e = 4OH D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl2e = Cl2,【解析】選A。本題考查電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。Fe與Zn構(gòu)成原電池時(shí)，活潑的Zn作負(fù)極溶解(即陽極，A項(xiàng)錯(cuò))，使正極Fe受到保護(hù)(B項(xiàng)對(duì))。C項(xiàng)，鋼鐵吸氧腐蝕時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極被腐蝕，O2在正極(碳)得電子，C項(xiàng)正確。D項(xiàng)，在陽極上失電子的能力是ClOH，D項(xiàng)對(duì)。,2.（5分）鐵生銹是一種常見的 自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng) 方程式為：4Fe3O2xH2O = 2Fe2O3xH2O。如圖為一 放在水槽中的鐵架，水位高度 如圖。最容易生銹的鐵架橫桿 是 （ ） A. B. C. D.,【解析】選C。此處鐵生銹屬于吸氧腐蝕。處沒有和電解質(zhì)溶液接觸，不能構(gòu)成原電池，銹蝕速率較慢；處已與電解質(zhì)溶液接觸，但處含O2較少，所以處腐蝕最快。,