(新)高中化学第四章电化学基础重难点十金属的腐蚀含解析新人教版选修4

重难点十金属的腐蚀
一、金属腐蚀的类型：
1．化学腐蚀；
2．电化学腐蚀．
二、化学腐蚀
1．定义：金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀
2．条件：金属跟氧化剂直接接触
3．现象：无电流产生
4．本质：金属被氧化而腐蚀
5．反应速率：v(电化学腐蚀)＞v(化学腐蚀)
三、电化学腐蚀：
金属的电化学腐蚀：不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀．
最普遍的钢铁腐蚀是：
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH- (注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑)
金属的腐蚀以电化腐蚀为主．
例如，钢铁生锈的主要过程为：
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+4H2O+4e-=4OH-→Fe2++2OH-=Fe(OH)2→4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3→2Fe(OH)3=Fe2O3•nH2O+(3-n) H2O
（1）吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀．
①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，发生氧化反应
（2）析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀．
①发生条件：水膜的酸性较强
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，发生氧化反应
四、金属腐蚀快慢的判断：
金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关：
（1）与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快．
（2）与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀．一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀
【重难点指数】★★★★
【重难点考向一】电化学腐蚀
【例1】电化学腐蚀的本质是( )
A．氧化还原反应 B．酸碱中和反应 C．置换反应 D．分解反应
【答案】A
【重难点点睛】考查电化学腐蚀原理，明确氧化还原反应的本质与特征的区别，电化学腐蚀中的装置构成原电池或电解池，工作过程中有电子转移，据此分析解答。

【重难点考向二】金属腐蚀原理
【例2】(双选)下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
B．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M+nH2O═M(OH)n+ n/2H2↑
C．金属的化学腐蚀的实质是M-ne-=M n+，电子直接转移给氧化剂
D．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
【答案】AC
【解析】A．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主，故A正确；B．金属在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀而变质，实质是：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，故B错误；C．金属的化学腐蚀实质是：M-ne-=M n+，是金属失电子直接和氧化剂反应的过程，故C正确；D．金属的化学腐蚀在酸性或是碱性环境下均有可能进行，故D错误；故选AC。

【名师点睛】考查金属的腐蚀与防护，注意电化学腐蚀的条件和类型的关系，具体分析：在中
性、潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主；金属的化学腐蚀是金属失电子直接和氧化剂反应的过程；金属的化学腐蚀在酸性或是碱性环境下均有可能进行。

【重难点考向三】金属腐蚀的探究
【例3】某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如右图所示的装置进行实验，过一段时间后观察．下列现象可能出现的是( )
A．B中导气管中产生气泡
B．B中导气管里形成一段水柱
C．锥形瓶中溶液无色
D．铁被腐蚀
【答案】B
【名师点睛】考查金属的吸氧腐蚀及析氢腐蚀，明确吸氧腐蚀、析氢腐蚀条件的区别是解本题关键，强酸性溶液中发生析氢腐蚀，中性或弱酸性溶液中发生吸氧腐蚀，所以镀锌铁片发生吸氧腐蚀，Zn易失电子作负极，Fe作正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+、正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，据此分析解答。

【重难点考向四】金属腐蚀的快慢比较
【例4】如图各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是( )
A．（5）（2）（1）（3）（4） B．（5）（2）（3）（1）（4）
C．（4）（2）（1）（3）（5） D．（4）（2）（1）（5）（3）
【答案】A
【名师点睛】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢比较，作原电池负极和电解池阳极的金属易被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属易被保护，金属腐蚀快慢顺序是：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀。

1．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是( )
①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③H+被还原
④有Fe2O3•xH2O生成⑤杂质碳被氧化除去
A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤
【答案】C
【解析】中性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为：负极：Fe-2e-=Fe2+，正极：2H2O+O2+4e-=4OH-，总反应为：2Fe+2H2O+O2+4e-=2Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速被氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3失水变成Fe2O3•3H2O，酸性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为：负极：Fe-2e-=Fe2+，正极：2H++2e-=H2↑，总反应为Fe+2H+=2Fe2++H2↑；
故选C。

【名师点睛】金属的吸氧腐蚀是较为普遍的金属腐蚀方式，钢铁生锈的过程是金属铁发生了吸氧腐蚀的原电池原理，铁为负极，正极上是氧气得电子发生还原反应。

2．某学生为研究金属腐蚀的条件，用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，放置一星期后观察现象，下列描述错误的是( )
A．装置Ⅰ的U形管铁钉一侧的液面一定会上升
B．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
C．比较U形管铁钉一侧的液面：装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
【答案】C
【名师点睛】考查金属的腐蚀与防护，明确化学腐蚀、电化学腐蚀的条件及原理是解题关键，装置I中铁钉和铁丝连接，铁钉发生化学腐蚀消耗氧气；装置II中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀，铁做负极；装置III中浓硫酸是难挥发性酸，而且浓硫酸具有吸水性，则铁与硫酸不接触，即二者不发生化学反应。

3．下列叙述的方法不正确的是( )
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
B．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
C．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀
D．用牺牲锌块的方法来保护船身
【答案】B
【解析】A．因金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更常见，故A正确；B．用铝质铆钉、铁板、潮湿的空气构成了原电池，铝质铆钉作负极，容易腐蚀，铁板得到保护，故B错误；C．因钢铁生锈需要氧气、水，在干燥空气中不易被腐蚀，故C正确；D．锌块、船身(铁)、海水构成了原电池，锌块作负极、容易腐蚀，船身(铁)得到保护，故D正确；故选B。

4．下列说法正确的是( )
A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B．合金都比纯金属易被腐蚀
C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀
D．钢铁设备上连接铜块可以防止钢铁被腐蚀
【答案】C
5．金属的腐蚀现象非常普遍．下列有关金属腐蚀的叙述中不正确的是( ) A．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子而被氧化
B．钢铁在发生电化学腐蚀时，若表面水膜呈中性，则正极发生的反应为：2H++2e-═H2↑ C．金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀
D．钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀，而在在潮湿的空气里容易被腐蚀
【答案】B
【解析】A．金属腐蚀的实质是金属原子失去电子变为阳离子，是被氧化的过程，故A正确；B．在电解质环境是酸性环境下，会发生金属的析氢腐蚀，如电解质呈中性，则正极发生的反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故B错误；C．金属腐蚀的类型分为化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以电化学腐蚀更为普遍，故C正确；D．金属腐蚀的条件：和空气以及水接触，所以钢铁在潮湿的空气里比在干燥空气中容易被腐蚀，故D正确；故选B。