【02-暑假预习】第23讲 金属的腐蚀与防护（教师版）-2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)(2)

这是一份【02-暑假预习】第23讲 金属的腐蚀与防护（教师版）-2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)(2)，共18页。试卷主要包含了金属的腐蚀，钢铁的电化学腐蚀，电化学保护法等内容，欢迎下载使用。
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析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
第二步：练
练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 金属的腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
【特别提醒】金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。
2．钢铁的电化学腐蚀
3.实验探究：电化学腐蚀
(1)
(2)
(3)结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。
知识点二 金属的防护
金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。
1．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。
2．在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
3．电化学保护法
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。
(1)牺牲阳极法
原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。
应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。
[实验探究一]
如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。
已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。
[实验探究二]
在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液混合均匀，取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。
(2)外加电流法
原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。
应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。
知识点3 金属腐蚀快慢的判断方法
1.在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。
2.同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。
4.金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
考点一 金属的腐蚀
1．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．腐蚀过程中，负极是C
B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．C作正极，O2在C表面上发生还原反应
【答案】D
【解析】铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，A错误；原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，B错误；该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误、D正确。
2．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示：
分析图像，以下结论错误的是( )
A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y－x＝b－a)
D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋
【答案】C
【解析】由压强变化图像可知pH＝2时，压强增大，说明生成氢气，发生析氢腐蚀，pH＝4时，压强减小，说明消耗氧气，发生吸氧腐蚀，两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋，A、B、D项正确；由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快，C项错误。3．某同学进行下列实验
下列说法不合理的是( )
A．生铁片发生吸氧腐蚀
B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋
【答案】D
【解析】生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，故D项不合理。
4．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是( )
A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极
B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成
C．若生成0.2 ml Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 L
D．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
【答案】C
【解析】根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，腐蚀过程中c作负极，A项正确；潮湿环境中的Cl－与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D项正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C项错误。
考点二 金属腐蚀的防护方法
5．下列防护措施中属于电化学保护法的是( )
A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B．在金属中加入一些铬或镍制成合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭
D．在金属表面喷漆
【答案】C
【解析】在轮船的船壳水线以下部分装上锌锭，能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。
6．下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是( )
A．将钢铁与锌板相连
B．将钢铁置于潮湿的空气中
C．在钢铁表面喷油漆
D．将钢铁与直流电源的负极相连
【答案】B
【解析】由于金属活动性Zn>Fe，所以将钢铁与锌板相连，被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe受到保护，所以能有效防止钢铁锈蚀，A不符合题意；将钢铁置于潮湿的空气中，会加速钢铁生锈，不能有效防止钢铁锈蚀，B符合题意；在钢铁表面喷油漆，起到隔绝氧气和水的作用，能有效防止钢铁锈蚀，C不符合题意；将钢铁与直流电源的负极相连，钢铁作为阴极，属于外加电流的阴极保护法，钢铁受到保护，D不符合题意。
7．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是( )
A．金属棒X的材料可能为铜
B．金属棒X的材料可能为钠
C．钢管附近土壤的pH可能会上升
D．这种方法称为外加电流法
【答案】C
【解析】图中没有外加电源，故为牺牲阳极法，D项错误；X的活泼性应大于铁的活泼性，但金属钠的活泼性太强，能与土壤中的H2O直接反应，故X的材料不可能是铜、钠，A、B项错误；O2在钢管处得电子，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故钢管附近土壤的pH可能会上升，C项正确。
8．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( )
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－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
【答案】C
【解析】锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。
考点三 金属腐蚀快慢的比较
9．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
【答案】C
【解析】A项，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B项，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。
10．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时的现象描述不正确的是( )
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
【解析】Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ，由于均发生了2H＋＋2e－===H2↑，Ⅰ和Ⅱ中均生成了气体，液面都会下降，装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；Ⅲ中浓硫酸吸水，从而使铁钉处在干燥空气中几乎不被腐蚀，D选项正确。
11．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法不正确的是( )
A．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连
B．蚀孔外每吸收2.24 L O2，可氧化0.2 ml Fe
C．由于孔蚀中Fe2＋水解导致电解质溶液酸性增强
D．孔隙中可以发生析氢腐蚀
【答案】B
【解析】为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，作为阴极被保护，A正确；没有指明是否为标准状况，2.24 L O2的物质的量不一定为0.1 ml，B错误；由于孔蚀中Fe2＋水解导致电解质溶液酸性增强，C正确；由于孔隙中有HCl存在，可以发生析氢腐蚀，D正确。
12．某小组同学研究“84”消毒液(有效成分为NaClO)对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸入10 mL “84”消毒液中，记录现象如下：
下列说法不正确的是( )
A．铁钉主要发生的是电化学腐蚀
B．铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl－)增大
C．纯铁粉的腐蚀速率慢主要是因为其表面积大
D．铁钉被腐蚀时发生反应：Fe－2e－===Fe2＋
【答案】C
【解析】铁钉为铁碳合金，主要发生的是电化学腐蚀，A说法正确；铁钉腐蚀后，次氯酸根离子转化为氯离子，溶液中c(Cl－)增大，B说法正确；纯铁粉的腐蚀速率慢主要是因为纯铁粉与次氯酸钠不发生化学反应，C说法错误；铁钉发生电化学腐蚀，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，D说法正确。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型。
2.认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
【学习重难点】
1.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式的书写。
2.金属防腐常用的防护方法。
1．（24-25高二上·江苏南京·期末）保护钢铁有利于节约资源、保护环境，下列钢铁的保护方法中不正确的是
A．铁栅栏上涂上油漆B．铁闸与直流电源正极相连
C．轮船底部镶嵌锌块D．家用铁锅水洗后及时擦干
【答案】B
【解析】铁栅栏上涂上油漆可以防止铁与碳形成原电池，有利于减缓铁栅栏的腐蚀，保护方法正确，故A不符合题意；与直流电源正极相连的铁闸做电解池的阳极，会加快铁闸的腐蚀，保护方法不正确，故B符合题意；轮船底部焊接锌块，铁锌在溶液中形成原电池，锌做原电池的负极被损耗，铁做正极被保护，保护方法正确，故C不符合题意；家用铁锅水洗后及时擦干可以防止铁与碳形成原电池，有利于减缓铁锅的腐蚀，保护方法正确，故D不符合题意；故选B。
2．（24-25高二上·广东茂名·期末）下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是
【答案】D
【解析】铜板打上铁铆钉后，易形成原电池，作正极被保护，不易被腐蚀，故A正确；暖气片表面刷油漆可隔绝空气、水，从而防止金属腐蚀，故B正确；连接锌棒后，锌比铁活泼，形成锌铁原电池，锌作负极，电子由锌流向铁管道，故C正确；铁管道与电源负极相连，为阴极，周围的水在阴极得电子发生还原反应，电极反应式为，故D错误；故选D。
3．（24-25高二上·河北沧州·月考）下列事实与电化学腐蚀无关的是
A．铜板上的铁铆钉更易被腐蚀
B．轮船与海水接触的位置更容易生锈
C．鎏金制品外层破损后，内部铜更容易被腐蚀
D．金属钠置于空气中表面变暗
【答案】D
【解析】铜板上的铁铆钉及表面的水膜可形成原电池，其中铁铆钉作负极，铜板促进铁铆钉更易被腐蚀，A不符合题意；铁、碳、海水构成原电池，轮船与海水接触的位置，海水中溶解氧的浓度最大，更容易生锈，B不符合题意；鎏金制品外层破损后，内部铜、金、溶有氧的水膜构成原电池，铜作负极，则铜更容易被腐蚀，C不符合题意；金属钠置于空气中，表面被氧气氧化生成氧化钠，从而使钠表面变暗，与电化学腐蚀无关，D符合题意；故选D。
4．（24-25高二上·河南新乡·月考）古代文物蕴含着瑰丽的历史文化，下列最容易发生电化学腐蚀的文物是
【答案】D
【解析】吴越国鎏金纯银阿育王塔中主要含银，银通常只能发生化学腐蚀，A错误；战国郢爰金币主要含金，金化学性质不活泼，很稳定，不发生电化学腐蚀，B错误；乾隆款掐丝珐琅飞龙纹尊主要含铜，铜的性质不活泼，不易发生电化学腐蚀，C错误；玉柄铁剑中主要含生铁，生铁中含有碳，在潮湿环境中可形成原电池，易发生电化学腐蚀，D正确；故选D。
5．（24-25高二下·上海·期中）在下列烧杯中均盛有0.1ml·L-1稀硫酸，其中锌片最易被腐蚀的是
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极。A中锌发生化学腐蚀；B中镁活动性强为负极，锌作正极被镁保护；C中锌作负极加速被腐蚀；D中锌与电源负极相连，作为电解池的阴极被保护；故选C。
6．（24-25高二上·河南洛阳·期中）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。下图为两种海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法错误的是
A．图1中，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=OH-
B．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明应该更换阳极材料
C．图2中，保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D．锌块可以做图1中的牺牲阳极，高硅铸铁可以做图2中的不溶性辅助阳极
【答案】B
【解析】图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，钢闸门作为原电池的正极，O2在正极得到电子生成OH-，电极方程式为：O2+4e-+2H2O=OH-，A正确；图1为牺牲阳极法，腐蚀电流为零可能意味着牺牲阳极消耗完毕，需更换，图2为外加电流保护法，腐蚀电流为零可能表示保护电流恰好使钢闸门处于完全保护状态，无需更换材料，B错误；图2为外加电流法，海水成分、温度、流速等环境因素会影响腐蚀速率，需调整保护电流强度以维持有效保护，C正确；图1中是牺牲阳极法，保护钢闸门用比Fe活泼性强的金属做负极，即牺牲阳极，Zn的活泼性大于Fe，可以用Zn做阳极材料，图2为外加电流法，高硅铸铁（耐腐蚀）适合做不溶性辅助阳极，D正确；故选B。
7．（24-25高二上·江苏苏州·月考）下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A．图甲装置验证铁的析氢腐蚀
B．图乙装置可在待镀铁件表面镀铜
C．图丙用于除去铁屑表面油污
D．图丁是牺牲阳极的阴极保护法防止钢闸门生锈
【答案】C
【解析】食盐水为中性溶液，易发生吸氧腐蚀，A错误；电镀时，镀层应该在阳极，镀件在阴极，图中待镀件应该连在电源负极，B错误；由于Na2CO3溶液显碱性，可以促进油脂的水解，故可以用丙装置除去废铁屑表面油污，C正确；要保护钢闸门，应该将其与更活泼金属相连组成原电池，且做正极，D错误；故选C。
8．（24-25高二上·北京丰台·期中）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是
【答案】A
【解析】外加电流的阴极保护法，应该铁连接电源的负极，A错误；铁、镁构成原电池，镁作负极、铁做正极，为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；防锈漆的作用为隔离钢铁和潮湿空气，从而防止腐蚀，C正确；制成不锈钢，改变钢铁内部结构，防止铁生锈，D正确；故选A。
9．（24-25高二上·浙江杭州·期末）某化学探究小组在水中滴加酚酞和铁氰化钾溶液，然后将1颗铁钉竖直浸在水中，几天后观察到铁钉A段部位周围的水变红色，铁钉下端(B部位)产生蓝色沉淀，如图所示，根据图示分析。下列说法正确的是
A．铁、炭、水构成大量的微小电池，在水面附近腐蚀最严重
B．铁钉A部位是负极：
C．以上实验现象证明发生的主要是吸氧腐蚀
D．最终得到的铁锈能覆盖在铁钉的表面，防止腐蚀继续发生
【答案】C
【解析】水变红色说明反应生成氢氧根离子，蓝色沉淀是亚铁离子和铁氰化钾溶液反应产生的，则说明铁钉在溶解有氧气的中性溶液中发生了吸氧腐蚀:铁钉下端(B部位)铁失去电子被氧化为亚铁离子被腐蚀；水中溶解氧从铁钉A段部位的碳上结合电子被还原为氢氧根离子，氢氧根和亚铁离子结合成氢氧化亚铁，并进一步形成铁锈。金属的腐蚀为金属原子失去电子被氧化变成离子的过程，已知铁钉A段部位周围的水变红色，则A端水中溶解氧从铁钉的碳上结合电子被还原为氢氧根离子、为正极，铁钉下端(B部位)产生蓝色沉淀，则B端铁失去电子生成亚铁离子被腐蚀，故铁钉下端(B部位)腐蚀最严重，A项错误；据分析，铁钉B部位是负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，铁钉A段部位为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；根据分析，以上实验现象证明发生的主要是吸氧腐蚀，故C正确；铁锈通常疏松多孔，不能有效阻止腐蚀继续发生，故D错误；故选C。
10．（24-25高二上·浙江杭州·期末）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
下列说法不正确的是
A．实验Ⅰ中发生析氢腐蚀，实验Ⅱ中发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验Ⅰ