(共38张PPT)
第三节 金属的腐蚀与防护
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.原电池中,较活泼的金属 电子,发生 反应,被氧化。如Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池中,被氧化的金属为 ,被保护的金属为 。?
2.电解池中,若阳极不是惰性电极,则阳极金属 电子,发生 反应,引起阳极金属不断损耗,而阴极金属受到保护。如图所示:?
被氧化的金属为 ,被保护的金属为 。?
失去
氧化
Zn
Cu
失去
氧化
Cu
Fe
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、金属的腐蚀
1.定义
金属或合金与周围的 发生 而引起损耗的现象。?
2.本质
金属原子 电子变为 离子,金属发生 反应。?
3.分类
(1)化学腐蚀:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
气体或液体
氧化还原反应
失去
阳
氧化
知识铺垫
必备知识
正误判断
【微思考1】在潮湿空气中,钢铁制品表面会形成一层水膜,空气中的哪些气体会溶解在其中形成电解质溶液?
提示:CO2、SO2、H2S等气体。
知识铺垫
必备知识
正误判断
4.钢铁的电化学腐蚀
(1)钢铁的电化学腐蚀的分类:
知识铺垫
必备知识
正误判断
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较:
酸性较强
中性
酸性很弱
2H++2e-==
H2↑
O2+2H2O+4e-==
4OH-
Fe+2H+==
Fe2++H2↑
2Fe+2H2O+O2==
2Fe(OH)2
知识铺垫
必备知识
正误判断
【微思考2】在钢铁的锈蚀过程中,Fe(OH)2如何变为Fe2O3·xH2O?
提示:氢氧化亚铁进一步被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,氢氧化铁再失去部分水生成Fe2O3·xH2O。
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
铬
镍
抗腐蚀
生物兼容
知识铺垫
必备知识
正误判断
2.在金属表面覆盖保护层
覆盖致密保护层
油漆
电镀
发蓝
四氧化三铁
阳极
钝化
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必备知识
正误判断
3.电化学保护法
(1)牺牲阳极法:
应用 原理,让被保护金属作 极,另找一种活泼性较强的金属作 极。?
如图所示:
原电池
正
负
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必备知识
正误判断
(2)外加电流法:
利用 原理,把被保护的钢铁设备作为 极,用惰性电极作为辅助 极,两者均放在电解质溶液里,外接 。?
如图所示:
电解
阴
阳
直流电源
知识铺垫
必备知识
正误判断
【微思考3】在探究保护铁的牺牲阳极法的实验中,所用试剂K3[Fe(CN)6]溶液的作用是什么?
提示:利用K3[Fe(CN)6]溶液可与Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6]特征蓝色沉淀,来检验溶液中是否生成了Fe2+。
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( )
(2)铜在酸性较强的溶液中均可发生析氢腐蚀。
( )
(3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。
( )
(4)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。
( )
(5)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比镀铜前更容易生锈。
( )
(6)外加电流法是将被保护金属接在直流电源的正极。
( )
(7)在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐蚀,属于牺牲阴极法。
( )
(8)在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金属发生的一定是吸氧腐蚀。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
问题探究
1.与铜质水龙头连接处的钢质水管易生锈,为什么?
2.你认为在硫酸厂附近的金属发生的主要是哪一类腐蚀?
答案:铁与铜及空气中的水蒸气构成原电池,发生电化学腐蚀,增大腐蚀速率,铁作负极,易失电子,所以易生锈。
答案:析氢腐蚀;硫酸厂附近空气中的二氧化硫的含量较高,导致金属接触到的溶液酸性较强,所以易发生析氢腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是
( )
A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈
D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:D
解析:金属腐蚀的本质,主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,所以A错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,所以B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,所以C错误;只有选项D正确。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀,属于电化学腐蚀,否则属于化学腐蚀。
(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性强弱判断,位于金属活动性顺序中氢前面的金属,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀,在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀;位于金属活动性顺序氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1(2019江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:C
解析:题述条件下铁粉发生了吸氧腐蚀,Fe失电子生成Fe2+,A项错误;在铁的腐蚀过程中,化学能会转换为电能和热能,B项错误;活性炭与Fe、NaCl溶液构成原电池,可加快铁的腐蚀速率,C项正确;以水代替NaCl溶液,水虽是一种弱电解质,但也能使铁发生吸氧腐蚀,只是速率会变慢,D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
金属腐蚀快慢的判断及金属的防护
问题探究
1.镀锌铁和镀锡铁均是在铁片表面覆盖了保护层,当保护层损坏时,哪类铁腐蚀速率较大?
2.在同一电解质溶液中,对于电解原理引起的腐蚀(金属作电解池的阳极)、原电池原理引起的腐蚀(金属作原电池的负极)、化学腐蚀、有防护措施的腐蚀,这些腐蚀由快到慢的顺序是怎样的?
答案:镀锡铁。
答案:在同一电解质溶液中:电解原理引起的腐蚀(金属作电解池的阳极)>原电池原理引起的腐蚀(金属作原电池的负极)>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.金属的防护措施
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.牺牲阳极法与外加电流法的比较
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2如图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④
B.④③①②
C.④②①③
D.③②④①
答案:C
解析: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的金属活动性的差别比Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀得快;①中发生化学腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
不同条件下金属腐蚀快慢的判断
(1)在同一电解质溶液中: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。
(2)同一种金属在不同电解质溶液中腐蚀由快到慢的顺序为(其他条件相同):强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>原电池正极金属的腐蚀>电解池阴极金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀一般越快。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
典例3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)为了减小某水库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 (填写字母序号)。该防护方法属于 法。?
A.铜
B.钠
C.锌
D.石墨
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。该防护方法称为 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)负极:2Fe-4e-==
2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-==
4OH-
(2)C 牺牲阳极 (3)负 外加电流法
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,则锌会失去电子而溶解,Fe被保护,属于牺牲阳极法,Na会与水反应生成NaOH,达不到保护铁闸门的目的。(3)中防护方法属于外加电流法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(1)判断电化学保护法的类型,应分清其基本原理,看是利用电解原理的外加电流法还是应用原电池原理的牺牲阳极法,两者不能混淆。
(2)无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,作为负极的铁都不断地被氧化。
(3)由于通常情况下,金属表面不会接触到酸性较强的溶液,所以金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀代替。金属活动性顺序中位于氢前和氢后的金属都能发生吸氧腐蚀,但只有在氢前的金属才会发生析氢腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )
A.纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层不能对铁制品起保护作用
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
答案:D
解析:纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽,属于化学腐蚀,A项正确;当镀锡铁制品镀层破损后,由于铁比锡活泼,形成原电池时,铁作原电池的负极,加快铁的腐蚀,B项正确;锌比铁活泼,当在海轮外壳上连接锌块后,锌失电子而海轮外壳被保护,此法为牺牲阳极法,C项正确;要采用电解原理保护金属,应将金属与直流电源的负极相连,即作电解池的阴极,D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.下列关于电化学腐蚀和化学腐蚀的说法正确的是( )
A.电化学腐蚀没有发生氧化还原反应
B.化学腐蚀发生氧化还原反应
C.电化学腐蚀没有发生化学反应,化学腐蚀发生化学反应
D.电化学腐蚀有电子转移,化学腐蚀没有电子转移
答案:B
解析:电化学腐蚀和化学腐蚀实质一样,两者都发生氧化还原反应,都是金属失电子,被氧化,但电化学腐蚀构成原电池,有电流产生,而化学腐蚀没有产生电流。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.钢铁在潮湿的空气中往往发生电化学反应而被腐蚀,下列方程式在钢铁的电化学腐蚀过程中不存在的是( )
答案:D
解析:钢铁在潮湿的空气中可发生吸氧腐蚀,其电极反应式分别为负极:2Fe-4e-==
2Fe2+,正极:O2+4e-+2H2O==
4OH-,总反应:2Fe+2H2O+O2==
2Fe(OH)2。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.关于右图所示装置(只是个示意图),叙述错误的是( )
A.石墨电极反应式:2H+-2e-=H2↑
B.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀
C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀
D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e-=H2↑
答案:A
解析:该装置中发生Fe的吸氧腐蚀,石墨电极反应式为O2+2H2O+4e-==
4OH-,A项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.(双选)下列有关金属的保护方法的说法中正确的是
( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀仍很慢
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
答案:BC
解析:A项中搪瓷层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护;B项中镀层破损后,由于锌的活动性比铁强,与铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀;C选项采取的是牺牲阳极法;D项中用沥青作涂层不是电化学保护法。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
5.潜艇的金属外壳浸在海水中,在海水和空气的作用下会被腐蚀。
(1)若海水呈中性,一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为:
正极: ,?
负极: 。?
(2)为有效地保护潜艇,下列措施中最好的是 。?
A.采用纯铁制造潜艇外壳
B.在潜艇外壳上涂一层油
C.在潜艇外壳上装一定数量的锌块
答案:(1)O2+2H2O+4e-==
4OH- 2Fe-4e-==
2Fe2+ (2)C第四章化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是( )
A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化
D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应
解析D项,铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为铝易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜,使内部金属不被腐蚀。
答案D
2.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要反应的化学方程式为4Fe+3O2+xH2O2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
解析④处没有和电解质溶液接触,锈蚀较慢;①②③处已与电解质溶液接触,但①②处含O2较少,所以③处腐蚀最快。
答案C
3.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )
A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应
B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀
C.墨水回升时,碳极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
D.具支试管中溶液pH逐渐减小
解析发生原电池反应时,生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。
答案C
4.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是( )
A.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快
解析铁是负极,失电子被氧化成Fe2+;在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2的腐蚀速率大;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈。
答案D
5.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
Fe
下列说法不正确的是( )
A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-
2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减小
解析C项,在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-
4OH-。
答案C
6.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是
( )
解析A、B、D都能形成原电池而加快Fe的腐蚀,而C中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。
答案C
7.下列装置中电解质溶液均为稀硫酸。对铁而言,采用的是外加电流法的是( )
解析A项属于牺牲阳极法;B项中铁作阳极,腐蚀更快;C项中右侧装置两电极的活动性相差较大,所以右侧为原电池,铁与原电池的负极相连,属于外加电流法,正确;D项中不能构成原电池。
答案C
8.下列金属防腐的措施中,使用外加电流法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
解析外加电流法中把要保护的金属连接在直流电源的负极上,使其作为电解池的阴极被保护,A项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与H2O、O2等接触发生反应,但不属于外加电流法,B、C项不符合题意;地下钢管连接镁块利用的是原电池原理,镁为负极被氧化,钢管为正极被保护,D项不符合题意。
答案A
9.如右图所示,液面上浮着一个空心铁球。
(1)数天后可观察到的现象是
( )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑 ③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A.①③
B.①④
C.②③
D.③④
(2)发生上述现象的原因是 (用反应式及必要的文字予以说明)。?
解析量筒中的空气、食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,铁球发生吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe-4e-2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-4OH-。Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2,再被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水生成Fe2O3·xH2O,故在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收,所以量筒内的水位会上升。
答案(1)B (2)铁球发生吸氧腐蚀,其负极反应为2Fe-4e-2Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,总反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,Fe(OH)2继续发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
提升能力跨越等级
1.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是( )
A.金属棒X的材料可能为铜
B.金属棒X的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的pH增大
D.这种方法称为外加电流法
解析A项,构成的原电池中,金属棒X作负极,故X的活动性应该强于铁,A项错误;B项,金属钠性质很活泼,极易与O2、水反应,不能作电极材料,B项错误;C项,该装置发生吸氧腐蚀,正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子,导致钢管附近土壤的pH增大,C项正确;D项,该装置没有外接电源,不属于外加电流法,D项错误。
答案C
2.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
解析A项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C项,接通开关后形成原电池,Zn的腐蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2;D项,该干电池自放电腐蚀是由NH4Cl产生的H+的氧化作用引起的。
答案B
3.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀
B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原
C.轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法
D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-Fe3+,继而形成铁锈
解析弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀,故A项错误;金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化,故B项错误;C项中利用了牺牲阳极法,故C项正确;钢铁发生电化学腐蚀时,负极上Fe失去电子生成Fe2+,故D项错误。
答案C
4.将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现AB段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重,
下列关于此现象的说法错误的是( )
A.铁棒AB段发生的反应为O2+2H2O+4e-4OH-
B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从AB段到BC段
C.向水中加入一定量硫酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响
D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同
解析铁在水中发生吸氧腐蚀,BC段作原电池负极,AB段作原电池正极,正极发生反应O2+2H2O+4e-4OH-,故A项正确;腐蚀过程中电子从BC段流向AB段,电流方向为从AB段到BC段,故B项正确;向水中加入一定量的硫酸钾固体后,离子浓度增大,铁棒的生锈速率增大,故C项错误;此原电池的形成是由于铁棒所处的化学环境不同,故D项正确。
答案C
5.(双选)下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是
( )
A.若X为石墨棒,开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒,开关K置于B处时,为外加电流法
D.若X为石墨棒,开关K置于B处时,铁电极上发生的反应为2H++2e-H2↑
解析若X为石墨棒,开关K置于A处,Fe作电解池的阴极,属于外加电流法,A项正确;若X为石墨棒,开关K置于B处,Fe作原电池的负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,D项不正确;若X为锌棒,K置于A处,Fe作电解池的阴极,属于外加电流法,K置于B处时,Fe作原电池的正极,属于牺牲阳极法,B项正确、C项错误。
答案CD
6.(2018北京卷)验证牺牲阳极法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%
NaCl溶液)。
①
②
在Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
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
解析A项,对比②③可知,没有连接锌的Fe附近溶液在加入K3[Fe(CN)6]溶液后产生了蓝色沉淀,说明Zn保护了Fe,正确;B项,对比①②可知,铁氰化钾可能把Fe氧化为Fe2+,并进一步与Fe2+反应生成蓝色沉淀,正确;C项,①生成蓝色沉淀,说明有Fe2+生成,因而不能用于验证Zn保护Fe,正确;D项,实验①中无论Fe作正极还是负极,Fe附近均产生蓝色沉淀,故将Zn换成Cu,无法证明Fe比Cu活泼,错误。
答案D
7.用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,该种腐蚀属于 ,反应的化学方程式为 ? ;若用铝饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀叫做 ,反应原理是(写电极反应式) 。
?
解析铝制饭盒盛放醋酸,金属铝直接接触腐蚀性化学物质,发生的腐蚀是化学腐蚀;而用铝饭盒盛放食盐(含水时),铝—食盐水—C形成原电池,发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
答案化学腐蚀 2Al+6CH3COOH2(CH3COO)3Al+3H2↑ 电化学腐蚀 负极:Al-3e-Al3+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-
8.下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:
(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为 (用甲、乙、丙填写)。?
(2)通过甲、乙装置的对比说明铁粉中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。?
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。?
(4)针对乙、丙装置实验的结果分析,可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀: (写出一点即可)。?
解析乙中铁粉、炭粉及食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀,故乙中液面最高;甲中铁粉含有少量碳,也能发生吸氧腐蚀,但由于C的含量少,故不如乙中铁粉腐蚀得快;丙中乙醇为非电解质,铁粉、炭粉不能形成原电池,腐蚀最慢。
答案(1)乙 乙>甲>丙
(2)高
(3)2H2O+O2+4e-4OH-
(4)将金属放在油脂或有机溶剂中(合理即可)
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市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:
(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生 反应放出的热量。?
(2)石墨粉的主要作用是 。?
(3)加入氯化钠的主要作用是 。?
(4)有关的电极反应式:负极 ,正极
。?
(5)试用化学方程式表明上述变化过程:??
。?
解析电解质溶液是中性的,并且具备形成原电池的条件,结合铁锈的存在,可以确定铁发生了吸氧腐蚀。
答案(1)原电池
(2)与铁屑、NaCl溶液构成原电池,加快铁屑的氧化反应
(3)NaCl溶于水,形成电解质溶液
(4)2Fe-4e-2Fe2+ 2H2O+O2+4e-4OH-
(5)O2+2Fe+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
