专题50 金属的腐蚀与防护(讲解)-2019高考化学难点剖析Word版含解析

一、高考题再现
1．（2018北京）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。

下列说法不正确
．．．的是
A. 对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B. 对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D. 将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
2．（2017课标Ⅰ）支撑海港码头基础的钢管柱，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
【答案】C
二、考点突破
1、牺牲阳极的阴极保护法
典例1江苏正在建设世界最大的海上风电场，防腐蚀是海上风电的突出问题，下列说法正确的是
A．海水的pH一般在8.0～8.5，对风电钢铁支架的腐蚀主要是析氢腐蚀
B．腐蚀总反应为4Fe+3O2 +2x H2O＝2[Fe2O3·x H2O]（铁锈）的ΔH＜0，ΔS＜0
C．钢部件镀锌前，可用碱液洗去表面的铁锈
D．热喷涂锌铝合金，可以减缓管道的腐蚀
【答案】BD
【解析】A项，海水的pH一般在8.0~8.5，海水呈弱碱性，对钢铁支架的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A错误；B 项，钢铁发生吸氧腐蚀的电极反应式为：负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极电极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，接着发生的反应有4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）
3、2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O，腐蚀的总反应为4Fe+3O2+2xH2O=2[Fe2O3·xH2O]，该反应为放热反应，ΔS0，B 正确；C项，铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O，碱液与铁锈不反应，不能洗去钢部件表面的铁锈，C错误；D 项，锌铝合金比Fe活泼，锌铝合金为负极，钢铁为正极被保护，减缓管道的腐蚀，此保护法称为牺牲阳极的阴极保护法，D正确。

2、外加电流的阴极保护法
典例2（2018届山东省潍坊市高三第三次高考模拟考试）我国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
3、化学腐蚀
典例3（2018届四川省资阳市高中高三第二次诊断性考试）化学与生产、生活、科技等密切相关，下列有关解释正确的是
A．用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂，是由于樟脑丸的分解产物能杀灭蟑螂
B．氨气液化以及液氨气化均要吸收大量的热，所以氨气常作制冷剂
C．纯银制品在空气中久置变黑，是因为发生了电化学腐蚀
D．有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质，肥皂水等碱性物质有利其水解而解毒
【答案】D
【解析】A，用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂，是由于樟脑丸的主要成分萘酚具有强烈的挥发性，挥发产生的气体能杀灭蟑螂，A错误；B，氨气液化时放出大量的热，B错误；C项，纯银制品在空气中久置变黑，是因为发生了化学腐蚀，C错误；D，有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质，肥皂水的主要成分为高级脂肪
酸盐，由于高级脂肪酸根的水解，肥皂水呈碱性，酯类物质能在碱性条件下发生水解而解毒，D正确。

4、钢铁的析氢腐蚀
典例4（2018届安徽省六安市皖西省示范高中联盟高三上学期期末考试）下列操作或装置能达到实验目的的是
A．配制一定浓度的NaCl溶液 B．除去CO2中的HCl气体
C．观察铁的析氢腐蚀 D．快速制备和收集一定量的氨气
【答案】B
5、钢铁的吸氧腐蚀
典例5（2018届天津市南开区高三三模）下列实验操作正确且能达到相应目的的是
【答案】D
【解析】A项，NaOH具有强腐蚀性，不能用滤纸称量NaOH固体，应用玻璃器皿（如烧杯等）称量NaOH固体，A错误；B项，浓硫酸的密度比水大得多，直接将水加入浓硫酸会使水浮在浓硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾溅出造成事故，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌，使稀释产生的热量
及时散出，B错误；C项，钢铁在中性或酸性很弱的溶液中发生吸氧腐蚀，盐酸具有强酸性，用盐酸浸没铁钉验证铁的析氢腐蚀，C错误；D项，检验NH4+的原理是NH4++OH -NH3↑+H2O，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，检验NH4+的实验操作为：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝，则原试液中含NH4+，D正确。

6、探究题
典例6（2018届北京市西城区重点中学高三上学期期末复习检验）某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：
（1）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。

①实验i中的现象是________________________________。

②用化学用语解释实验i中的现象：________________________________。

（2）查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是_____________________。

②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：
a. 以上实验表明：在条件下____________，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。

b. 为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。

此补充实验表明Cl-的作用是____________________。

（3）有同学认为上述实验仍不严谨。

为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响，又利用（2）中装置继续实验。

其中能证实以上影响确实存在的是___________（填字母序号）。

（4）综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是_________。

【答案】碳棒附近溶液变红 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验 Cl-存在 Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC 连好装置一段时间后，取铁片（负极）附近溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe2+，即发生了电化学腐蚀
②a．由实验iii．蒸馏水，无明显变化；iv.1.0mol•L-1NaCl溶液，铁片表面产生大量蓝色沉淀；v.0.5mol•L-1Na2SO4溶液，无明显变化．可知在Cl-存在下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应，故答案为：Cl-存在；
b．由小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验III，发现铁片表面产生蓝色沉淀的实验可分析是Cl-破坏了铁表面的氧化膜，故答案为：Cl-破坏了铁表面的氧化膜；。