专项24--金属的腐蚀与防护(新高考专用)(原卷版).docx

第三篇 化学反应与能量专项24 金属的腐蚀与防护金属腐蚀，是金属和周围介质接触时由于发生化学和电化学作用而引起的破坏作用。金属腐蚀是自发的普遍存在的现象，金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化。造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，遭受巨大的经济损失。金属腐蚀是一个亟待解决的问题，每年由于金属的腐蚀所引起的损失是巨大的。在新高考中逐渐出现相关的题型，要理解化学腐蚀与电化学腐蚀，联系生产、生活中的金属腐蚀现象，会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀，了解一般防腐蚀方法。1(2022广东选择性考试)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )A加入AgNO3溶液产生沉淀B加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C加入KSCN溶液无红色出现D加入K3Fe(CN)6溶液无蓝色沉淀生成【答案】D【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。A项，氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B项，淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可碘化钾发生反应，故B不符合题意；C项，KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D项，K3Fe(CN)6是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3Fe(CN)6溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。故选D。2(2020江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )A阴极的电极反应式为B金属M的活动性比Fe的活动性弱C钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【答案】C【解析】A项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B项，阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C项，金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。3(2019江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3+ B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】A该装置中发生吸氧腐蚀，Fe作负极，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe2eFe2+，故A错误；B铁腐蚀过程发生电化学反应，部分化学能转化为电能，放热，所以还存在化学能转化为热能的变化，故B错误；CFe、C和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子被腐蚀，加速Fe的腐蚀，故C正确；D弱酸性或中性条件下铁腐蚀吸氧腐蚀，水代替NaCl溶液，溶液仍然呈中性，Fe发生吸氧腐蚀，故D错误；故选C。1金属的腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。2判断金属腐蚀快慢的方法(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有防护措施的腐蚀应用电解原理有防护措施的腐蚀，或电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀。(3)对于活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀越快。(4)对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。(5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金属几乎不被腐蚀)。(6)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。3电化学防护法电化学防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法依据原电池原理电解池原理原理形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。阳极要定期予以更换将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护应用一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块土壤、海水及河水中的金属设备等实例示意图1(2023届山东省日照市校际联考)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌的作用下能被SO42-腐蚀，原理如图所示。下列说法错误的是( )A腐蚀过程中正极附近碱性增强B该腐蚀过程属于吸氧腐蚀C硫酸盐还原菌SRB加快了金属的腐蚀D可在管道上镶嵌锌块以减缓腐蚀，这种方法叫做牺牲阳极保护法2(2022河南省豫南名校联考本草纲目中载有一药物，名“铜青Cu2(OH)2CO3”。铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。时珍曰：近时人以醋制铜生绿，取收晒干货之。下列有关说法正确的是( )A铜在空气中主要发生析氢腐蚀B铜在O2、CO2、H2O存在时易发生电化学腐蚀C用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，保护铜器D每生成111g Cu2(OH)2CO3，转移1mol电子3(2022山东省烟台二中等校期中)实验室利用如下装置模拟探究铝制品表面出现白斑的腐蚀现象。下列说法正确的是( )A活性炭上发生氧化反应B电子从活性炭经电流表流向铝箔CNaCl既是离子导体又是电极反应物D总反应为4Al +3O2 + 6H2O =4Al( OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑4(2022河南省豫北名校调研考试)用压强传感器探究生铁分别在pH=2.0、4.0和6.0的酸性溶液中发生电化学腐蚀，得到反应体系气体压强与时间的关系如图。有关叙述错误的是( )A负极的电极反应式均为：Fe-2e-=Fe2BpH=2.0时，生铁主要发生析氢腐蚀CpH4.0时，生铁主要发生吸氧腐蚀D一般情况下，化学腐蚀比电化学腐蚀普遍的多5(2022广东信宜市第二中学高二开学考试)金属的腐蚀与防护和生活密切相关，下列有关说法正确的是( )A银首饰表面变黑属于电化学腐蚀B图中氧气传感器测得氧气体积分数变小，说明三颈瓶中发生的一定只有吸氧腐蚀C图中压强传感器测得压强变小，说明三颈瓶中发生的一定以吸氧腐蚀为主D海里在轮船外面连接一块废铜块保护轮船的方法叫牺牲阳极的阴极保护法6(2022上海市杨浦中学教学质量评估)下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是( )A图马口铁(镀锡铁)即使镀层破损，依然不易生锈B图若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C图若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀D图若金属M比铁活泼，可防止钢铁输水管腐蚀7含可钝化金属的工业管道或反应器，由于会被内部溶液腐蚀，通过外接电源而钝化，称之为阳极保护法。下图是某金属外接电势与电流密度的变化关系，有关说法正确的是( )A阳极保护法中受保护的金属外接电源的负极B电流密度越大，金属受保护程度越好CCFD区，金属受到保护D外接电势越高，对金属保护性越有效8(2022上海市杨浦区高三质量调研)用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是( )A压强增大主要是因为产生了H2BpH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+2H2OC负极的反应都为：Fe-2e- Fe2+D都发生了吸氧腐蚀9(2022河北省高三全过程纵向评价价高三试题)研究发现，CuCl在青铜器的腐蚀过程中起催化作用，下图是青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成有害锈Cu2(OH)3Cl原理示意图。已知Cu2(OH)2CO3比Cu2(OH)3Cl更难溶。下列叙述正确的是( )ACuCl增大了反应的活化能B腐蚀过程中，正极的电极反应式为O2+ 4H+ +4e- =2H2OC若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl理论上消耗标准状况下氧气的体积为2.24LD修复青铜器时，可将文物置于含Na2CO3的缓冲溶液浸泡，使Cu2(OH)3Cl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3 10(2022黑龙江省哈师大附中高三模拟预测)厌氧性硫酸盐还原菌(SRB)是导致金属微生物腐蚀最为普遍的菌种，腐蚀过程如图所示。下列说法正确的是( )A正极的电极反应式为8H+8e- = 8H(吸附)、SO42-+8H(吸附)S2-+4H2OB正极区溶液的pH变小C生成1molFeS，转移6mol电子D若引入新细菌，一定会加速金属的腐蚀11(2022福建省福州三中高三模拟)利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是( )A金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极B缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率C为了维持电中性，海水中大量Cl-进入縫隙D正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-12(2022安徽省合肥市第六中学高三模拟节选)研究发现，硫代硫酸盐浸出金的过程是电化学催化腐蚀过程，催化机理模型如图所示：图中表示金粒负极的电极反应式为_，浸金的催化剂是_(填化学式)。13(2022山西省临县第一中学检测)金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀。I某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：编号实验目的炭粉质量/g铁粉质量/g醋酸质量分数/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.5_36.0_0.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t 2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向_；此时，炭粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_。(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。