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第2节金属的腐蚀和防护(时间：30分钟)考查点一吸氧腐蚀与析氢腐蚀1．以下现象与电化学腐蚀无关的是()。A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗【答案】D【解析】A中形成了铜锌原电池，锌作负极失电子转移到铜上，铜被保护；B中生铁中含碳量较高，形成原电池，铁易生锈；C中铁铜接触处形成原电池，易生锈；而银质奖章放置时间久了，会与空气中的硫元素结合生成硫化物而使之表面变暗，属于化学腐蚀。2．在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是()。A．防止铁生锈且美观B．增大厚度防止磨损C．增大硬度防止撞坏D．美观和杀菌消毒作用【答案】A【解析】在脸盆等铁制品表面烧制搪瓷，能够隔绝空气和水，不但能防止铁生锈，而且美观，A项正确；在茶缸和脸盆等铁制品表面烧制搪瓷的目的不是为了增大硬度，不能防止磨损，也不能杀菌消毒，B、C、D三项错误。3．富有经验的木工在向木器中钉铁钉时，习惯用口水将铁钉尖部湿润，然后钉入木器，其主要目的可能是()。A．防止铁钉生锈B．起润滑作用，有利于铁钉钉入木器C．增大钉入时的摩擦力D．加速铁钉的生锈，使铁钉不易脱落【答案】D【解析】由于铁钉中的铁、碳与水可构成原电池，易发生吸氧腐蚀而致使铁生成少量铁锈，使铁钉不易脱落，故D正确。4．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是()。A．在酸性土地中B．在潮湿疏松的土壤中C．在干燥致密不透气的土壤中D．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中【答案】C【解析】强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。5．如下图，缠上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在金属条表面的溶液出现粉红色。该金属条可能是()。A．铜B．镁C．铝D．锌【答案】A【解析】出现粉红色说明金属条附近产生了OH－，发生了吸氧腐蚀，金属条作正极，其活泼性比铁要差。6．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(如下图)()。【答案】C【解析】C项中Fe未与食盐水接触，不能形成原电池；其他均发生电化学腐蚀。7．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相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是()。ⅠⅡⅢA．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．左侧液面装置Ⅰ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】有关金属腐蚀的题型，要求搞清金属腐蚀的主要原因(电化学腐蚀)，运用原电池原理进行恰当的分析，同时掌握金属防护的基本方法：改变金属内部结构(如制成合金)、涂保护层和电化学保护法。Ⅱ中铁丝与铜丝相连，金属活泼性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉被腐蚀最严重，C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均生成了气体，液面都会下降，左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，A项正确，B项错误；Ⅲ中虽然铁丝也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。8．写出铁生锈的有关化学方程式，是氧化还原反应的标出电子转移的方向和数目，不是氧化还原反应的说明反应类型。(1)铁→氢氧化亚铁：_______________________________________________。(2)氢氧化亚铁→氢氧化铁：__________________________________________。(3)氢氧化铁→氧化铁：_____________________________________________。【解析】(1)Fe发生吸氧腐蚀时变为Fe(OH)2。负极：2Fe－4e－===2Fe2＋正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2(2)Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。(3)Fe(OH)3不稳定，能发生分解反应，不是氧化还原反应。【答案】(3)2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O分解反应9．铝具有密度小、导电性优良、易于成型，成本低廉等特点，在生产、生活中有着广泛应用。(1)电工操作中规定，不宜把铜线和铝线拧在一起连接线路，其原因是________________________________________________________________________。(2)铝制饭盒盛放醋，一段时间后饭盒被腐蚀，该腐蚀属________腐蚀，相应的化学方程式为__________________。如盛放苏打等碱性溶液被腐蚀，有关的离子方程式为__________________。如盛放食盐(含少量CaCl2杂质)，一段时间后变得潮湿，原因是______________，而且铝饭盒也会被腐蚀，发生________腐蚀，有关电极反应式为___________________________________________________________________________。【解析】(1)铜、铝在电解质溶液存在时接触，易发生原电池反应，铝比铜活泼，为原电池负极，很容易被腐蚀，故接线时不能将二者拧在一起。(2)铝与浓度较大的酸碱溶液接触时主要发生化学腐蚀；铝制饭盒盛放食盐，因杂质CaCl2易吸水潮解，一段时间后会变潮，铝制饭盒会发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，Al被氧化，空气中的O2被还原。【答案】(1)在潮湿的空气中，导线表面易形成水膜，铜线与铝线接触处形成原电池，铝比铜活泼作负极，被腐蚀而断路(2)化学2Al＋6CH3COOH===2Al(CH3COO)3＋3H2↑；2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑潮解电化学(或吸氧)负极：Al－3e－===Al3＋；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－考查点二金属防护的方法10．下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆、②改变金属内部结构、③保持金属表面清洁干燥、④在金属表面进行电镀、⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，能对金属起到防护或减缓腐蚀作用的是()。A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．①②③④⑤【答案】D【解析】①④⑤都是在金属表面加保护层；②改变金属内部结构，如制成不锈钢能防止金属腐蚀；③是防止金属在潮湿的环境中发生电化学腐蚀。11．下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是()。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和镍制成合金C．在轮船的船壳吃水线以下部分装上锌块D．金属表面喷漆【答案】C【解析】D项是在金属表面覆盖保护层；B项是改变金属的内部组织结构；A项是将金属氧化使表面生成氧化膜。A、B、D三项均不能形成原电池，只有C项正确。12．在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是()。A．防止铁生锈且美观B．增大厚度防止磨损C．增大硬度防止撞坏D．美观和杀菌消毒作用【答案】A【解析】铁和氧气、水接触易构成原电池，且铁作原电池负极而加快铁的腐蚀，在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷，隔绝了铁与空气和水接触，防止了铁生锈，且美观，故选A。13．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用()。A．铜B．钠C．锌D．石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。【答案】(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)C(3)负14．每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失，因此如何更好地进行金属防护，一直是科学研究领域中的重要课题。(1)钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于________，沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是________________________________________________________________。(2)据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝3．5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是___________________________________________。(3)在工业上常用亚硫酸钠除去水中溶解的氧，防止输水管被腐蚀，请简要说明原因________________________________________________________________。【解析】钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。在酸性环境下正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。由于钢铁的腐蚀一般为吸氧腐蚀，氧气的浓度和水的多少是影响钢铁腐蚀的重要因素，因此减小氧气的浓度，可以减缓钢铁的腐蚀，Na2SO3可以除去水中的O2。【答案】(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)沿海地区潮湿的空气中含电解质NaCl等加速金属腐蚀(2)2H＋＋2e－===H2↑(3)Na2SO3将水中的O2还原，防止输水管发生电化学腐蚀15．家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，某同学拟对其原理及条件进行探究：(1)该同学准备了纯铁丝、碳棒、U形管、导线和下列试剂，拟设计下列实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物，请你填入所需试剂的代号和有关反应的离子方程式。代号ABCDE试剂20%NaCl溶液蒸馏水酚酞试液KSCN溶液新制氯水①用导线连接铁丝和碳棒后，插入盛有________的U形管中，放置数分钟。②在插入碳棒的支管中滴入________溶液，碳棒周围溶液显红色，证明有OH－生成。③取插入铁丝的支管中液体少许于试管中，滴入1～2滴________溶液，未显红色，再滴入________后显红色，证明负极有Fe2＋生成。离子方程式为：_______________________；________________________________________________________________________。(2)该同学查阅有关资料知：氧气在液滴的表面和中心浓度不同；Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。该同学在一块光洁无锈的铁板上滴2滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的NaCl溶液，在空气中放置几分钟后，发现盐水滴边缘溶液显红色，盐水与铁板的接触面中心出现蓝色不溶物(见下图)。试判断该实验是否是铁的吸氧腐蚀。若是，请写出正极反应方程式______________________________________________。若否，指出产生该现象的原因_______________________________________。(3)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重，在不影响观瞻效果的条件下，除用加保护层法保护外，请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理：________________________________________________________________________。【解析】本题属于实验探究试题。(1)检验Fe2＋的存在，可利用Fe2＋氧化后生成Fe3＋遇KSCN变红，检验OH－的存在也可用酚酞试液。(2)液滴与铁板构成原电池，