高中化学复习知识点：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀

7．每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10~20%，金属的防腐十分重要。钢铁防腐方法有许多种，图—1与图—2是两个典型的例子。对其中原理的描述正确的是（）
A．图—1：a为电源正极B．图—1：辅助电极上发生氧化反应
C．图—2：电流方向d→cD．图—2：金属A可以是耐腐蚀的金属铜
8．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是( )
(4)在2 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中，加入2 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，可观察到______________，此反应的离子方程式为_________。将此混合液过滤，滤渣加入2 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，搅拌，可观察到____，反应的离子方程式为________。
D．Cr含量大概小于10%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，但对Fe-Cr合金的腐蚀性不是最强，硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强，故D错误。
综上所述，答案为BC。
11．O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2Cl－－2e－===Cl2↑2FeCl3＋Fe===3FeCl2铜Cu2＋＋2e－===Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
B．构成的原电池中，该方法是将化学能转化成了电能，故B错误；
C．根据图片知，没有外加电源，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．镁块作负极，电极反应：Mg−2e−＋4OH−＝Mg(OH)2↓，故D错误；
故答案选A。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A.插入海水中的铁棒，越靠近底端O2含量越低，所以腐蚀相对越不严重，A选项错误；
【详解】
A．由图可知，铬的含量比较低时，稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸、硫酸强，故A错误；
B．由图可知，随着Fe含量的增加，Fe−Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱，故B正确；
C．Cr含量等于13%时，盐酸、硝酸氢离子浓度相等，三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4＞HCl=HNO3，故C正确；
综上所述，答案为C。
4．A
【解析】
【详解】
②③④实质均为原电池装置；③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀；但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的差别大，故Fe—Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快；①中不能构成原电池，仅发生化学腐蚀反应。所以铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为：④②①③；
(5)对于Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)，其Ksp的表达式为_______。
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，即把金属和钢管及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，从而钢管道得到保护。
【详解】
A．根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，表面上发生了还原反应，故A正确；
③写出修改后石墨电极的电极反应式______。
（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_____。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：
①A电极对应的金属是__(写元素名称)，B电极的电极反应式是____。
B．图-1为电解池，要保护钢铁，则钢铁应该作电解池阴极，辅助电极为阳极，阳极上失电子发生氧化反应，故B正确；
C．图-2为原电池，要保护轮船外壳，则轮船外壳作正极，金属A作负极，电流方向由正极c流向负极d，故C错误；
D．图-2为原电池，要保护轮船外壳，则轮船外壳作正极，金属A作负极，所以A的活泼性大于Fe，则金属A不能是耐腐蚀的金属铜，可以是Zn，故D错误；
A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀
C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀
D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极
3．美籍华裔化学家钱永健获得诺贝尔化学奖。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获有“少年诺贝尔”之称的著名奖项。下列说法正确的是
A．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀
B．原电池负极和电解池阳极发生的都是氧化反应
C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2eH2↑
D．为了避免青铜器生成铜绿，将青铜器放在银质托盘上
9．有关金属腐蚀的叙述正确的是
A．生铁抗腐蚀能力比纯铁强
B．钢瓶在储存液氯前彻底干燥可减缓腐蚀
C．水库铁闸与直流电源正极相连可减缓腐蚀
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．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
4．各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）
A．④②①③B．④③①②C．②①③④D．③②④①
5．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是（ ）
答案选D。
【点睛】
金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀，电化学腐蚀主要是构成原电池，其中较活泼的部分更易被腐蚀；金属的防护可采取隔离、改变结构和电化学防护等方法。其中电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法：牺牲阳极的阴极保护法用较活泼的金属与被保护的金属、电解质溶液构成原电池；外加电源的阴极保护法将被保护的金属与直流电源的负极相连。
B．在呈酸性的土壤中，发生析氢腐蚀，腐蚀速度快，故B不符合题意；
C．铁与电源负极相连，作阴极被保护，铁不易生锈，故C符合题意；
D．铜皮与铁、水、氧气同时接触，构成原电池，活泼金属铁作负极，加快腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：C。
【点睛】
判断金属腐蚀快慢的规律：
（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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。
D．Cr含量小于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
三、综合题
11．钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：
①写出石墨电极的电极反应式______；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______
高中化学复习知识点：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
一、单选题
1．埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护，下列说法正确的是（）
A．钢管道表面发生了还原反应
B．该方法将电能转化为了化学能
C．该方法称为外加电流阴极保护法
D．镁块上发生的电极反应：O2+2H2O+4e→4OH-
2．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___。
12．(1)电化腐蚀是钢铁发生腐蚀的主要原因，当水膜氢离子浓度较小时，主要发生________腐蚀，其负极反应式为____________________，正极反应式为______________________。
B.插入溶液中的铁棒连接电源的负极，作电解池的阴极，被保护，不容易溶解，B选项错误；
C.燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于在高温下铁发生化学腐蚀较快，C选项错误；
D.用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，构成的是原电池，镁比铁活泼，所以镁块作原电池的负极被腐蚀，钢铁管道作正极被保护，D选项正确；
C．水库铁闸与直流电源正极相连做阳极，加快腐蚀，应该是与电源的负极相连可减缓腐蚀，C不正确；
D．常温下铁在浓硝酸中发生钝化，而铁极易与浓盐酸发生氧化还原反应而被腐蚀，D不正确；
答案选B。
10．BC
【解析】
【分析】
根据图中的纵横坐标可知，横坐标为Cr含量，纵坐标为金属被腐蚀的反应速率，由图中的曲线变化，硝酸对合金的腐蚀速率随Cr含量增加而变小，硫酸和盐酸对金属的腐蚀速率随Cr含量增加而变大，但随着Cr含量增加变化趋势变慢，则腐蚀性减弱。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，故A错误；
B.合金不一定都比纯金属易被腐蚀，比如不锈钢合金，故B错误；
C.将金属与外加直流电源的负极相连，金属作电解池的阴极，金属受到一定的保护，可以防止金属被腐蚀，故C正确；
D.根据金属活动顺序表：Zn、Fe、Sn，镀锌铁中Fe作正极，镀锡铁中Fe作负极，因此镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀，故D错误。
D．将青铜器放在银质托盘上会形成原电池，铜比银活泼，则金属铜为负极，负极失电子发生氧化反应，铜更易被腐蚀，故D错误；
故选：D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．生铁中含有杂质，在空气中容易发生电化学腐蚀，因此生铁抗腐蚀能力比纯铁弱，A不正确；
B．铁与干燥的氯气不反应，但能和潮湿的氯气发生氧化还原反应而被腐蚀，因此钢瓶在储存液氯前彻底干燥可减缓腐蚀，B正确；
A．镀锌铁皮发生电化腐蚀时，锌发生还原反应
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2eH2↑
D．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀
6．埋在地下的铸铁输油管道，在下列情况下被腐蚀得最慢的是
A．在潮湿疏松的碱性土壤中B．在干燥致密的酸性土壤中
C．将输油管道与电源负极相连D．在输Hale Waihona Puke Baidu管道接口处包上铜皮
D．常温下浓硝酸比浓盐酸更易使铁腐蚀
二、多选题
10．如图是三种酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是
A．稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强
B．随着Fe含量的增加，Fe-Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱
C．Cr含量等于13%时，三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为
(2)将氯化铁溶液蒸干灼烧得到的固体物质是______；(填化学式，下同)将硫酸铝溶液蒸干得到的固体物质是___________________。
(3)除CaSO4水垢的方法，写出反应的化学方程式_________________、_________________；热的纯碱溶液洗涤效果更好的原理是_________________________；明矾净水的离子方程式__________________。
故选B。
【点睛】
注意电流的流向和电子的流向相反。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．埋在地下的钢管与电源负极连接可以成为电解池的阴极，可以减缓钢管被氧化的速率，减缓腐蚀，故A正确；
B．在原电池负极和电解池阳极上都发生失电子的氧化反应，故B正确；
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极铁失电子，正极上氢离子得电子，则正极的反应为：2H++2e-═H2↑，故C正确；
（2）对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
（3）活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．图-1为电解池，要保护钢铁，则钢铁应该作电解池阴极，所以a为电源负极，故A错误；
6．C
【解析】
【分析】
铸铁被腐蚀的情况有两种，一是直接接触的化学腐蚀，二是在一定条件发生的电化学腐蚀，比如吸氧腐蚀和析氢腐蚀，铸铁的防护可连接活泼金属作负极，被保护金属作正极的方法，也可外加电源，被保护金属与电源负极相连作阴极的方法，据此分析解答。
【详解】
A．在潮湿、疏松的土壤中，铸铁管道与氧气和水充分接触，发生吸氧腐蚀，容易生锈，故A不符合题意；
故选A。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A.锌比铁更活泼，发生电化腐蚀时，锌易失去电子，发生氧化反应，A错误；
B.船底镶嵌锌块，锌、铁和海水构成原电池，锌作负极，铁作正极，锌被腐蚀从而保护了铁，B正确；
C.当钢铁表面的水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀，正极上溶液中氢离子得到电子被还原为氢气，C正确；
D.埋在地下的钢管与电源负极连接，作电解池的阴极，发生还原反应，阻止铁的腐蚀，这叫外加电流的阴极保护法，D正确；故答案为：A。