2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点36金属的腐蚀与防护学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点36金属的腐蚀与防护学案

考点36　金属的腐蚀与防护 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.金属腐蚀的危害 a a ‎2.金属发生电化学腐蚀的基本原理 b c ‎3.金属的防护 a b 一、金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ 二、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 金属跟其他物质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 ‎2.电化学腐蚀——析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析：‎ 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 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2‎ 联系 吸氧腐蚀更普遍 三、金属的防护 ‎1．电化学防护 ‎(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理 ‎①负极：比被保护金属活泼的金属；‎ ‎②正极：被保护的金属设备。‎ ‎(2)外加电流的阴极保护法——电解池原理 ‎①阴极：被保护的金属设备；‎ ‎②阳极：惰性金属或石墨。‎ ‎2．改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。‎ ‎3．加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。‎ ‎4．金属腐蚀快慢判断的一般原则：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀。‎ 具体为：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极 ‎【例1】　‎ 研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎【解析】　A项，构成原电池，Fe为负极，加快腐蚀速率，正确；B项，d发生吸氧腐蚀，正确；C项，金属活动性：Zn＞Fe，Fe为正极，被保护，正确；D项，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　常见的电化学腐蚀有析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如果是酸性介质，则是析氢腐蚀；若为中性或弱碱性介质，则是吸氧腐蚀。原电池的负极反应是材料本身失电子，因此负极容易被腐蚀。若要保护金属，应该让被保护的金属作正极。‎ ‎【例2】　下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(　　)‎ A．图1中，铁钉易被腐蚀 B．图2中，滴加少量H2O2和KSCN溶液，没有血红色溶液出现 C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 ‎【解析】　A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与H2O2反应生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3而显血红色，不正确；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。‎ ‎【答案】　C ‎【提炼】　金属的电化学防护方法常见有两种：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。‎ ‎【例3】　‎ 在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是(　　)‎ A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 ‎【解析】　A项，由总反应方程式可知，铁片发生氧化反应而被腐蚀，故A项错误；B项，铁片腐蚀和生锈是两个不同的过程，故B项错误；C项，铁片为负极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，故C项错误。D项，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，故D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎【提炼】　铁片腐蚀和生锈是两个不同的过程，铁片腐蚀的过程为：铁失去电子被氧化为Fe2＋，因此微电池的负极区是铁片腐蚀最严重的区域；铁片生锈的过程为：氧气在正极区得到电子还原为OH－，OH－和Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，因此微电池的正极区是生锈最多的区域。‎ ‎【例4】　‎ 某校化学兴趣小组利用右图装置对钢铁电化学腐蚀进行探究，开始时，a、b 两处液面相平，密封好。下列说法正确的是(　　)‎ A．左边铁丝为负极，右边铁丝为正极 B．一段时间后，a管液面下降，b管液面上升 C．反应开始后，a、b两处各滴入酚酞，a处铁片附近溶液变红，b处无明显变化 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋‎ ‎【解析】　根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为 左边　负极：Fe－2e－===Fe2＋　正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ 右边　负极：Fe－2e－===Fe2＋　正极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 故C项正确。‎ ‎【答案】　C ‎【提炼】　根据介质判断是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，由于析氢腐蚀是放出氢气，气体体积会增大，压强也会增大；而吸氧腐蚀则是消耗氧气，气体体积会减小，压强也会减小。‎ ‎【例5】　‎ 支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)‎ A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 ‎【解析】　C项，由题意，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其作用是传递电流，但不被消耗，故C项错误。‎ ‎【答案】　C ‎【提炼】　外加电流的阴极保护法，主要利用外加强大的电流抑制金属发生电化学腐蚀，使其表面电流接近于零。而阳极作用，主要是传递电子，但不被消耗。‎