高考化學一輪復習 同步課件 大單元四　第十章　第37講　金屬的腐蝕與防護（廣東版）

第十章

第37講

金屬的腐蝕與防護1.了解金屬發生電化學腐蝕的本質及危害。2.能用電化學原理解釋金屬腐蝕的現象。3.能選擇、設計金屬的防腐措施。復習目標一、金屬腐蝕的本質與腐蝕類型1.金屬腐蝕的本質金屬原子失去電子變為金屬陽離子，發生

反應。2.金屬腐蝕的類型(1)化學腐蝕與電化學腐蝕氧化類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與接觸到的干燥氣體或非電解質液體直接發生化學反應不純的金屬接觸到電解質溶液發生原電池反應本質M-ne-===Mn+M-ne-===Mn+現象金屬被腐蝕較活潑的金屬被腐蝕區別無電流產生有微弱電流產生聯系電化學腐蝕比化學腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴重類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe-2e-===Fe2+正極___________________________________總反應式___________________________________________聯系

更普遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2吸氧腐蝕1.實驗探究(如圖所示)(1)若棉團浸有NH4Cl溶液，鐵釘發生

腐蝕，正極反應式為_______

，右邊試管中的現象是

。(2)若棉團浸有NaCl溶液，鐵釘發生

腐蝕，正極反應式為________

，右邊試管中的現象是

。對點訓練析氫2H++2e-===H2↑有氣泡冒出吸氧O2+4e-+2H2O===4OH-導管內液面上升2.某同學進行下列實驗：生鐵片發生

腐蝕，中心區域的電極反應式為

，邊緣處的電極反應式為

，交界處發生的反應為________

。吸氧Fe-2e-===Fe2+2H2O+O2+4e-===4OH-操作現象

取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水

放置一段時間后，生鐵片上出現如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區域為藍色，在兩色環交界處出現鐵銹+O2+2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O4Fe(OH)23.(2025·深圳模擬)恒溫條件下，用圖1所示裝置研究鐵的電化學腐蝕，測定結果如圖2。下列說法錯誤的是A.AB段pH越大，析氫速率越大B.AD段負極反應式為Fe-2e-===Fe2+C.BC段正極反應式主要為O2+4e-+4H+===2H2OD.DE段溶液pH基本不變，可能的原因：相同

時間內，2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+

的量與4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+

產生H+的量基本相同√

圖1中構成原電池，鐵作負極，開始時pH=1.8，AB段溶液pH增大，體系壓強增大，鐵主要發生析氫腐蝕；BD段溶液的pH增大，體系壓強減小，正極反應式為O2+4e-+4H+===2H2O；DE段溶液pH基本不變，但壓強減小，產生的Fe2+被O2氧化。由圖可知，AB段體系的壓強增大，說明產生了氫氣，故AB段主要發生析氫腐蝕，pH越大，氫離子濃度越小，析氫速率越小，A錯誤；AD段內發生鐵的電化學腐蝕，負極的電極反應式為Fe-2e-===Fe2+，B正確；由圖可知BC段pH增大、壓強減小，正極上氧氣得電子生成水，電極反應式為O2+4e-+4H+===2H2O，C正確。二、金屬腐蝕的快慢規律對同一電解質溶液來說，腐蝕速率的快慢電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕；外界條件相同時，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢強電解質溶液中>弱電解質溶液中>非電解質溶液中；活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快4.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序為

。對點訓練⑤④②①③⑥

②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護；②④中Fe為負極，均被腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動性差別大于Fe和Sn的，活動性差別越大，腐蝕越快，故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕的較快。⑤中Fe接電源正極作陽極，Cu作陰極，加快了Fe的腐蝕。⑥中Fe接電源負極作陰極，Cu作陽極，防止了Fe的腐蝕。根據以上分析可知，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序為⑤④②①③⑥。5.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。(1)該化學腐蝕屬于

腐蝕。(2)圖中A、B、C、D四個區域，生成鐵銹最多的是

區域。吸氧B三、金屬腐蝕的防護措施負正陰陽6.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)干燥環境下，所有金屬都不能被腐蝕(

)(2)銅在酸性環境下，不易發生析氫腐蝕(

)(3)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣(

)(4)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物(

)(5)鋼鐵發生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3+(

)對點訓練√××××7.(2025·廣東部分學校模擬)港珠澳大橋的設計使用壽命高達120年，主要的防腐蝕方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是A.防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率B.防腐過程中鋁和鋅均作為負極，失去電子C.鋼鐵在海水中發生吸氧腐蝕時正極反應為O2+4e-===2O2-D.方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除√

鋼是鐵碳合金，表面接觸空氣、水蒸氣易形成原電池，發生吸氧腐蝕，防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率，A項正確；鋁和鋅的金屬活動性大于鐵，故鋁和鋅均作為負極，失去電子，保護了鐵，B項正確；鋼鐵在海水中發生吸氧腐蝕時，正極電極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-，C項錯誤。

若X為鋅棒，開關K置于M處時，鋅作負極，發生氧化反應，鐵作正極被保護，A項正確、B項錯誤；若X為碳棒，開關K置于N處，鐵連接電源負極，作陰極被保護，C項正確；X連接電源正極，作陽極發生氧化反應，D項正確。8.(2025·廣州一調)利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學防護。下列說法錯誤的是A.若X為鋅棒，開關K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵極發生氧化反應C.若X為碳棒，開關K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D.若X為碳棒，開關K置于N處，X極發生氧化反應√

暖貼工作時發生了吸氧腐蝕，故A錯誤；負極發生氧化反應，負極反應式為Fe-2e-===Fe2+，故B錯誤；暖貼使用后鐵粉最終轉化為Fe2O3，故C錯誤。四、金屬腐蝕原理的應用1.暖貼的主要成分有鐵粉、水、食鹽、活性炭、吸水性樹脂等，下列說法正確的是A.暖貼工作時發生了析氫腐蝕B.負極反應式：O2+4e-+2H2O===4OH-C.暖貼使用后鐵粉最終轉化為Fe(OH)2D.活性炭作正極材料√2.鋁-空氣燃料電池是一種新型高能量電池，具有能量密度大、無污染、可靠性高、壽命長、使用安全等優點。圖1是一種鹽水-鋁-空氣電池裝置原理圖，圖2是石墨空氣電極結構示意圖。下列說法不正確的是A.鋁極為負極，發生氧化反應B.該電池屬于金屬鋁的吸氧腐蝕C.石墨空氣電極的電極反應式：

O2+4e-+2H2O===4OH-D.在石墨空氣電極中，OH-能穿

過多孔防水透氣層進入右側√精練真題練真題明考向1.(2024·湖北，2)2024年5月8日，我國第三艘航空母艦福建艦順利完成首次海試。艦體表面需要采取有效的防銹措施，下列防銹措施中不形成表面鈍化膜的是A.發藍處理

B.陽極氧化C.表面滲鍍

D.噴涂油漆√

發藍處理技術通常用于鋼鐵等黑色金屬，通過在空氣中加熱或直接浸泡于濃氧化性溶液中來實現，可在金屬表面形成一層極薄的氧化膜，這層氧化膜能有效防銹，A不符合題意；陽極氧化是將待保護的金屬與電源正極連接，在金屬表面形成一層氧化膜的過程，B不符合題意；表面滲鍍是在高溫下將氣態、固態或熔化狀態的欲滲鍍的物質(金屬或非金屬元素)通過擴散作用從被滲鍍的金屬的表面滲入內部以形成表層合金鍍層的一種表面處理的方法，C不符合題意；噴涂油漆是將油漆涂在待保護的金屬表面，并沒有在其表面形成鈍化膜，D符合題意。2.(2024·廣東，5)我國自主設計建造的浮式生產儲油裝置“?？惶枴睂⒃谥榻谂璧睾Ｓ蚴褂?，其鋼鐵外殼鑲嵌了鋅塊，以利用電化學原理延緩外殼的腐蝕。下列有關說法正確的是A.鋼鐵外殼為負極B.鑲嵌的鋅塊可永久使用C.該法為外加電流法D.鋅發生反應：Zn-2e-===Zn2+√

由于金屬活動性Zn>Fe，鋼鐵外殼為正極，鋅塊為負極，故A錯誤；Zn失去電子，發生氧化反應：Zn-2e-===Zn2+，鑲嵌的鋅塊會被逐漸消耗，需根據腐蝕情況進行維護和更換，不能永久使用，故B錯誤、D正確；該方法為犧牲陽極法，故C錯誤。3.(2024·浙江6月選考，13)金屬腐蝕會對設備產生嚴重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環境有關。右圖為兩種對海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：下列說法正確的是A.圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子B.圖2中，外加電壓偏高時，鋼閘門表面可發生反

應：O2+4e-+2H2O===4OH-C.圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對

鋼閘門的防護效果D.圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，

鋼閘門、陽極均不發生化學反應√

圖1為犧牲陽極法，犧牲陽極一般為較活潑金屬，其作為原電池的負極，失去電子被氧化；圖2為外加電流法，輔助陽極通常是惰性電極，本身不失去電子，電解質溶液中的陰離子在其表面失去電子，如海水中的Cl-，A不正確；圖2中，外加電壓偏高時，鋼閘門表面積累的電子很多，除了海水中的H+放電外，海水中溶解的O2也會競爭放電，故可發生反應：O2+4e-+2H2O===4OH-，B正確；

圖2為外加電流法，理論上只要能對抗鋼閘門表面的腐蝕電流即可，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時保護效果最好；腐蝕電流會隨著環境的變化而變化，若外加電壓保持恒定不變，則不能保證抵消腐蝕電流，不利于提高對鋼閘門的防護效果，C不正確；圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，說明從犧牲陽極或外加電源傳遞過來的電子阻止了Fe-2e-===Fe2+的發生，鋼閘門不發生化學反應，但是犧牲陽極發生了氧化反應，輔助陽極上也發生了氧化反應，D不正確。精練高頻考點提升關鍵能力課時精練對一對答案12345678910111213題號12345678答案BCDABDCD題號9101112答案CDCD答案1234567891011121313.

1.(2025·汕頭模擬)生活中許多現象與電化學原理密切相關，下列說法正確的是A.銅板打上鐵鉚釘后，銅板更易被腐蝕B.用“保暖貼”取暖，鐵作負極發生吸氧腐蝕，放出熱量C.保護水中的鋼閘門，應將其與電源正極連接D.生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵強√12345678910111213答案

銅板打上鐵鉚釘后，金屬性強于銅的鐵作負極，則鐵鉚釘更易被腐蝕，故A錯誤；“保暖貼”內含鐵粉、碳、氯化鈉，取暖時，鐵作原電池的負極發生吸氧腐蝕，放出熱量，故B正確；保護水中的鋼閘門時，應將鋼閘門與電源負極連接作電解池的陰極被保護，故C錯誤；生鐵中含有碳，能與鐵在潮濕的空氣中形成原電池，鐵作負極被損耗，所以生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱，故D錯誤。12345678910111213答案2.(2025·惠州模擬)將鍍層有破損的鍍錫鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。下列說法正確的是A.Fe作原電池正極B.溶液中的Cl-向錫極移動C.鐵片腐蝕速率比未鍍錫時更快D.鐵表面發生的電極反應：2H++2e-===H2↑√12345678910111213答案

將鍍層有破損的鍍錫鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中，則能夠形成原電池，Fe比Sn活潑，則Fe作負極，電極反應為Fe-2e-===Fe2+，Sn作正極，電極反應為2H++2e-===H2↑，原電池中電解質溶液中陰離子移向負極，即溶液中的Cl-向鐵極移動，B錯誤；原電池一般能夠加快反應速率，鐵片上鍍有錫時構成原電池，且Fe作負極，而未鍍錫時Fe只能發生化學腐蝕，故鐵片腐蝕速率比未鍍錫時更快，C正確。12345678910111213答案3.(2025·茂名模擬)汽車尾氣管的鋼材可通過鍍鋁的方法來延緩腐蝕，下列說法正確的是A.該法中鋼鐵為負極被保護B.該法為犧牲陰極法C.鍍鋁時將鋼材與電源正極相連D.電化學腐蝕時鋁發生反應：Al-3e-===Al3+√12345678910111213答案

在鍍鋁的情況下，鋁比鋼鐵活潑，形成原電池時鋁為負極，鋼鐵為正極被保護，該法為犧牲陽極法，A、B錯誤；鍍鋁時，鋼材應作為陰極與電源負極相連，C錯誤；由于鋁比鋼鐵活潑，在電化學腐蝕時，鋁作為負極發生氧化反應，電極反應式為Al-3e-===Al3+，D正確。12345678910111213答案4.(2025·全國卷，8)下列關于鐵腐蝕與防護的反應式正確的是A.酸性環境中鐵發生析氫腐蝕的負極反應：Fe-2e-===Fe2+B.鐵發生腐蝕生銹的反應：3Fe+2O2+xH2O===Fe3O4·xH2OC.鐵經過發藍處理形成致密氧化膜：Fe+2HNO3(濃)===FeO+2NO2↑+H2OD.安裝鋅塊保護船舶外殼，鐵電極上發生的反應：Fe3++3e-===Fe√12345678910111213答案

酸性環境中鐵發生析氫腐蝕，負極是Fe，電極反應式為Fe-2e-===Fe2+，故A正確；鐵腐蝕生銹的產物應為Fe2O3·xH2O，故B錯誤；鐵經過發藍處理形成的是Fe3O4氧化膜，故C錯誤；安裝鋅塊保護船舶外殼，屬于犧牲陽極法，鐵作為陰極，鐵電極上發生得電子的還原反應，且船體周圍沒有大量的Fe3+，故D錯誤。12345678910111213答案5.(2026·深圳高三階段練習)輪船底部的鋼鐵在海水中容易受到腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列有關說法正確的是A.負極反應：Fe-3e-===Fe3+B.鋼鐵在海水中發生吸氧腐蝕C.正極反應：O2+4e-+4H+===2H2OD.輪船外殼鑲嵌銅塊可減緩輪船的腐蝕速度√12345678910111213答案

鋼鐵腐蝕時，負極Fe失去電子生成Fe2+，負極反應式為Fe-2e-===Fe2+，故A錯誤；海水呈中性或弱堿性，圖中顯示O2參與反應并生成OH-，發生吸氧腐蝕，故B正確；根據圖示，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，正極反應式為O2+2H2O+4e-===4OH-，故C錯誤；鐵比銅活潑，鑲嵌銅塊后形成原電池，鐵作負極加速腐蝕，故D錯誤。12345678910111213答案6.(2025·湛江模擬)海港碼頭埋設管道的鋼制閥門會受到海水的長期侵襲，可利用電化學保護法防止鋼制閥門的腐蝕，示意圖如圖：下列說法不正確的是A.該裝置防腐蝕的方法稱為犧牲陽極法B.物塊X可選用鋅塊C.鋼制閥門在海水中發生吸氧腐蝕時正

極反應為O2+4e-+2H2O===4OH-D.導線上通過的電子越多，鋼制閥門被腐蝕得越嚴重√12345678910111213答案12345678910111213答案

X電極失去電子，作原電池的負極，鋼制閥門作正極，這種防腐蝕的方法為犧牲陽極法，故A正確；犧牲陽極法中的正極應選用比鐵更活潑的金屬，可以選用鋅塊，故B正確；吸氧腐蝕時正極反應為O2+4e-+2H2O===4OH-，故C正確；當導線上通過的電子越多，說明陽極金屬消耗越多，與鋼制閥門腐蝕程度無關，故D錯誤。7.(2025·廣東高三一調)我國有多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象，在鐵帽上加鋅環能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.通電時，鋅環是陽極，發生氧化反應B.通電時，陰極上的電極反應為2H2O+

2e-===H2↑+2OH-C.斷電時，鋅環上的電極反應為Zn2++2e-===ZnD.斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕√12345678910111213答案12345678910111213答案

鋅環與電源的正極相連，為陽極，發生氧化反應，A項正確；斷電時，Zn作負極，電極反應為Zn-2e-===Zn2+，C項錯誤。8.(2024·湛江第二十一中學模擬)航母山東艦采用模塊制造再焊接組裝而成。實驗室模擬海水和淡水對焊接金屬材料的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是A.艦艇腐蝕是因為形成了電解池B.圖甲是海水環境下的腐蝕情況C.腐蝕時負極反應為Fe-3e-===Fe3+D.焊點附近可用鋅塊打“補丁”延緩腐蝕√12345678910111213答案

艦艇被腐蝕是因為形成了原電池，故A錯誤；海水中電解質的濃度大，腐蝕速率快，故乙為海水環境下的腐蝕情況，甲為淡水環境下的腐蝕情況，故B錯誤；Fe比Sn活潑，Sn作正極被保護，Fe作負極，電極反應式為Fe-2e-===Fe2+，故C錯誤；焊點附近用鋅塊打“補丁”，Zn比Fe活潑，Zn作負極，Fe作正極被保護，可延緩腐蝕，故D正確。12345678910111213答案9.古代青銅器的出土，體現了古代中國對人類物質文明的巨大貢獻。青銅器埋藏會產生多種銹蝕產物，其中Cu2(OH)2CO3結構致密，可以阻止內部青銅繼續被腐蝕，而Cu2(OH)3Cl結構疏松膨脹，可使銹蝕很快蔓延。青銅銹蝕過程大致如下：下列說法不正確的是A.青銅銹蝕Ⅰ過程屬于電化學腐蝕，負

極的電極反應式為Cu+Cl--e-===CuClB.青銅銹蝕Ⅰ過程中Cl-濃度越大，腐蝕

趨勢越大C.青銅銹蝕Ⅲ過程生成Cu2(OH)3Cl的化

學方程式為Cu2O+HCl+2H2O===Cu2(OH)3Cl+H2↑D.青銅器修復可用碳酸鈉溶液浸泡一段時間，使其保存更長久√12345678910111213答案

青銅銹蝕Ⅰ過程屬于電化學腐蝕，Cu在負極失去電子生成CuCl，電極反應式為

Cu+Cl--e-===CuCl，Cl-濃度越大，腐蝕趨勢越大，故A、B正確；青銅銹蝕Ⅲ過程中Cu2O和空氣中的O2、HCl發生氧化還原反應生成Cu2(OH)3Cl，化學方程式為2Cu2O+O2+2HCl+2H2O===2Cu2(OH)3Cl，故C錯誤；青銅器修復可用碳酸鈉溶液浸泡一段時間，可使Cu2(OH)3Cl轉化為結構致密的Cu2(OH)2CO3，能使其保存更長久，D正確。12345678910111213答案

pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2+Fe3O4Fe2O312345678910111213答案√pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2+Fe3O4Fe2O3

12345678910111213答案11.(2024·廣州模擬)為研究金屬的電化學腐蝕機理，某小組同學采用傳感器設計如圖所示裝置。下列說法不正確的是A.碳粉作正極B.負極電極反應式：Fe-2e-===Fe2+C.若壓強傳感器顯示壓強升高，則

以吸氧腐蝕為主D.若將碳粉換成鋅粉，則Fe可被保護√12345678910111213答案

鐵作負極，失電子發生氧化反應，電極反應式：Fe-2e-===Fe2+，B正確；若壓強傳感器顯示壓強升高，說明裝置內有氣體生成，發生析氫腐蝕，C錯誤；由于金屬活動性：Zn>Fe，所以Zn為負極，失去電子發生氧化反應，從而使鐵得到保護，D正確。12345678910111213答案12.(2025·深圳東北師范大學附屬中學高三適應性測試)驗證犧牲陽極法實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。12345678910111213答案①②③

在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀下列說法不正確的是A.對比②③，可以判定Zn保護了FeB.對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗證Zn保護Fe時不能用①的方法D.將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑√12345678910111213答案

對比②③，②中Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液無明顯變化，說明Fe附近的溶液中不含Fe2+，③中Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液產生藍色沉淀，說明Fe附近的溶液中含Fe2+，對比②③可知，②中Fe被保護，A項正確；①中加入K3[Fe(CN)6]溶液，在Fe表面產生藍色沉淀，Fe表面產生了Fe2+，對比①②的異同，可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2+，B項正確；對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2+，因此不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；由實驗可知，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu，不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項錯誤。12345678910111213答案13.鐵制品在生產生活中應用廣泛。(1)工業上以CO為原料可通