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文檔簡介
易錯(cuò)專題15金屬的腐蝕與保護(hù)
聚焦易錯(cuò)點(diǎn):
A易錯(cuò)點(diǎn)一金屬的腐蝕
A易錯(cuò)點(diǎn)二金屬的保護(hù)
典例精講
易錯(cuò)點(diǎn)一金屬的腐蝕
【易錯(cuò)典例】
例1(2024?福建.廈門英才學(xué)校高二期中)為研究金屬腐蝕的條件和速率,某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根
大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中,再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間。下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)
束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()
^^10%鹽酸蝮方10%鹽酸濃硫酸
Inin
A.裝置I左側(cè)的液面一定會下降B.左側(cè)液面裝置I比裝置II的低
C.裝置II中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D.裝置III中的鐵釘幾乎沒被腐蝕
【解題必備】
1.金屬腐蝕
(1)定義:金屬與周圍接觸到的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。
⑵分類:
類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕
條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生
本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化
聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化學(xué)腐蝕更普遍
①化學(xué)腐蝕:金屬與接觸到的干燥氣體(如。2、Cb、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而
引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而加快。
②電化學(xué)腐蝕:不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化。
2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕:根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐
蝕,如下圖所示:
鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖
(1)鋼鐵的析氫腐蝕:當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)時(shí),腐蝕過程中有H2放出。Fe是負(fù)極,C是正極。
發(fā)生的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式為
負(fù)極:Fe—2e^^=Fe2+;
正極:2H^=H2T;
+2+
總反應(yīng):Fe+2H=Fe+H2To
(2)鋼鐵的吸氧腐蝕:當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈中性或呈弱酸性并溶有時(shí),將會發(fā)生吸氧腐蝕。電極反
應(yīng)式及總反應(yīng)式為
負(fù)極:2Fe—4屋==2Fe2+;
正極:2H2O+O2+4e-=4OH-;
總反應(yīng):2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2。
最終生成FezCh/HzO,是鐵銹的主要成分。
3.影響金屬腐蝕的因素:影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質(zhì)兩個(gè)方面。就金屬本性來說,金屬越活
潑,越容易失去電子而被腐蝕。介質(zhì)對金屬腐蝕的影響也很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣
體或電解質(zhì)溶液,都容易被腐蝕。
4.鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較:因鋼鐵表面水膜酸堿性不同,鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕,二者正極反
應(yīng)式不同,但負(fù)極反應(yīng)式相同,都是鐵失電子被氧化。
5.判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
(1)電解原理引起的腐蝕,原電池原理引起的腐蝕,化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)措施的腐蝕。
(2)對同一種金屬來說,腐蝕的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液〉弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。
(3)活潑性不同的兩種金屬,構(gòu)成原電池活動(dòng)性差別越大,腐蝕越快。
(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說,一般是電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。
【變式突破】
1.(2023?貴州?清華中學(xué)高二階段練習(xí))相同材料的鐵制品在下圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是()
C.培養(yǎng)皿ii中對鐵釘?shù)姆雷o(hù)是犧牲陽極的陰極保護(hù)法
D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,培養(yǎng)皿i和ii中均出現(xiàn)紅褐色渾濁
7.(2023上?江蘇蘇州?高二江蘇省蘇州第一中學(xué)校階段練習(xí))將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,
置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是
A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e=Fe3+
B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕
D.以Na2s04溶液代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕
8.(2023上?山東青島?高二校考期中)研究小組將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如
圖1),從膠頭滴管中滴入醋酸溶液,容器中的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖2,下列說法不正確的是
A.鐵粉發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+
B.t「t?時(shí)碳粉上發(fā)生了還原反應(yīng)
C.時(shí)壓強(qiáng)增大的原因一定是鐵發(fā)生了析氫腐蝕
D.J時(shí),容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng),原因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕
9.(2023上?福建?高二福建省羅源第一中學(xué)校聯(lián)考期中)用如圖所示裝置及試劑進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)探
究,測定具支錐形瓶中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系以及溶解氧隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線如下。下列說法正確的是
壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線溶解氧隨時(shí)間變化的曲線
A.pH=6.0時(shí),正極電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e=4OH-
B.整個(gè)過程中,負(fù)極電極反應(yīng)式均為:Fe-3e-Fe3+
C.pH=4.0時(shí),同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕
D.將鐵換成銅進(jìn)行實(shí)驗(yàn),pH=2.0時(shí),壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線走勢與鐵基本相同
10.(2023上?遼寧?高二校聯(lián)考期中)關(guān)于下列各裝置圖的敘述中不正確的是
A.用裝置①精煉銅,則b極為粗銅,電解質(zhì)溶液為CuSC)4溶液
B.裝置②的總反應(yīng)是Fe+2Fe3+=3Fe?+
C.裝置③中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連
D,裝置④中的鐵釘幾乎沒被腐蝕
11.(2023上?江蘇蘇州?高二階段練習(xí))如圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)的裝置圖。下列說法正確的是
A.開關(guān)K置于N處,可以減緩鐵的腐蝕
B.開關(guān)K置于M處,電子從碳棒經(jīng)開關(guān)K流向鐵捧
C.開關(guān)K置于M處,則鐵電極的電極反應(yīng)式為2cr-2e-=CLT
D.開關(guān)K置于N處,則鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe?+
12.(2023上?河北唐山?高二統(tǒng)考期中)下列關(guān)于金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是
A,圖①,放置于干燥空氣中的鐵釘不易生銹
B.圖②,若斷開電源,鋼閘門將發(fā)生吸氧腐蝕
C.圖②,若將鋼閘門與電源的正極相連,可防止鋼閘門腐蝕
D.圖③,若金屬M(fèi)比Fe活潑,可防止輸水管腐蝕
13.(2023上?河南鄭州?高二鄭州市第四十七高級中學(xué)校聯(lián)考期中)關(guān)于下列各裝置圖的敘述正確的是
鋁銀鋅
信我稀HzSO.總步
④
A.圖①裝置實(shí)現(xiàn)銅的電解精煉,a極為精銅,離子導(dǎo)體為硫酸酸化CuSC>4溶液
B.圖②裝置中電子由Zn電極流向Cu電極,鹽橋中KC1的K+移向Z11SO4溶液
C.圖③裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的正極相連獲得保護(hù)
D.圖④兩個(gè)裝置中電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相同,正極上均產(chǎn)生氫氣
14.(2023上?河北保定?高二校聯(lián)考期中)青銅器的腐蝕產(chǎn)物粉狀銹的主要成分是堿式氯化銅[C%(OH)3C1]。
青銅器電化學(xué)腐蝕過程中,表面的粉狀銹構(gòu)成的電極與金屬基體組成的電極構(gòu)成原電池,原理如圖,下列
說法正確的是
A.Cu在酸性較強(qiáng)的溶液中易發(fā)生析氫腐蝕
B.潮濕的空氣中,粉狀銹上的電極反應(yīng)為。2+4片+2Hq=4OlT
C.將青銅長時(shí)間浸泡在稀硝酸中是除去青銅表面粉狀銹的一種有效方法
D.青銅基體與外接電源正極相連可以減緩青銅的腐蝕
15.(2023上?北京海淀?高二統(tǒng)考期中)用如下裝置進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是
<£=!>
空氣、
鐵粉+炭粉一段時(shí)間后,試管發(fā)熱,
+NaCl溶液導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生
水」
A.鐵發(fā)生的電極反應(yīng):Fe-3e-=Fe3+
B.鐵腐蝕過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
C.炭粉的存在對鐵腐蝕的速率無影響
D.導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡證明鐵發(fā)生了析氫腐蝕
16.(2023上?山東濟(jì)南?高二山東師范大學(xué)附中校考階段練習(xí))研究金屬腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示.下列有
關(guān)說法不正確的是()
圖1圖2
A.圖1:a點(diǎn)溶液變紅B.若圖2中d為銅,海水換成稀硫酸,則銅棒產(chǎn)生
C.圖2:若d為鋅,則鐵不易被腐蝕D.圖1:a點(diǎn)產(chǎn)生的鐵銹比b點(diǎn)的少
17.(2023上?江蘇蘇州?高二蘇州中學(xué)階段練習(xí))電化學(xué)是化學(xué)研究重要分支,請回答下列問題:
(1)鉛酸蓄電池是最常見的二次電池,電壓穩(wěn)定,安全可靠,價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛。
①放電時(shí),電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度(填“增大”“減小”或"不變’),當(dāng)外電路通過0.5mole-時(shí),理論上
負(fù)極板的質(zhì)量增加g=
②用該蓄電池作電源,進(jìn)行鐵釘鍍鋅,電解一段時(shí)間后,電解質(zhì)溶液的濃度。(填“增大”“減小”或“不
變"),若電解一段時(shí)間后將電源正負(fù)極反接,則鐵釘(填“能”“否”)復(fù)原。
(2)以CHQH燃料電池為電源電解法制取。O2,二氧化氯(CIO,)為一種黃綠色氣體,是國際上公認(rèn)的高效、
廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
①圖中電解池用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取陽極產(chǎn)生CIO。的反應(yīng)式為o
②電解一段時(shí)間,從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多L12L時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)狀況,忽略生成的氣體溶解),
停止電解,通過陽離子交換膜的陽離子為mol(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
(3)下圖所示的各容器中均盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是。
18.(2023上?江蘇蘇州?高二江蘇省蘇州第一中學(xué)校階段練習(xí))鐵、鋁及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛
的應(yīng)用。
(1)某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護(hù)。
口口叫
①②③
為防止金屬Fe被腐蝕,可以采用上述—(填裝置序號)裝置原理進(jìn)行防護(hù);裝置③中總反應(yīng)的離子方程式
為一。
(2)用甲烷或其他有機(jī)物、氧氣為原料可設(shè)計(jì)成原電池,以CH3OH、為原料,KOH溶液為電解質(zhì)設(shè)計(jì)成
燃料電池,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為—o
(3)圖1是在金屬鋅板上貼上一張用某溶液浸濕的濾紙,圖2是NaBHVHzCh燃料電池。
①圖2電池負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)為o
②若用硫酸鈉和酚醐的混合溶液浸濕濾紙,用導(dǎo)線將a、b直接相連,則濾紙出現(xiàn)—色,c位置的電極反
應(yīng)式為—o
③若用KL淀粉常液漫濕速紙,用導(dǎo)線將b與A.B電極相連,鉛筆芯c點(diǎn)處出現(xiàn)藍(lán)色,則b接的—填”A,
或"B")電極。
19.(2023上?福建漳州?高二校聯(lián)考期中)研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現(xiàn)實(shí)意義。
(1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實(shí)驗(yàn),導(dǎo)管中液柱上升緩慢,下
列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現(xiàn)象的有(填序號)。
空氣-一
有食
蘸
的
水
鹽
水
釘
鐵
圖甲
A.用純氧氣代替試管內(nèi)空氣B.用酒精燈加熱試管提高溫度
C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末D.換成更細(xì)的導(dǎo)管,水中滴加紅墨水
(2)該小組將甲圖裝置改進(jìn)成乙圖裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),導(dǎo)管中紅墨水液柱高度隨時(shí)間的變化如表,根據(jù)數(shù)據(jù)判
斷腐蝕的速率隨時(shí)間逐漸(填“加快”、“不變”、“減慢”),你認(rèn)為影響因素為
.L-dr
圖乙
時(shí)間/min13579
液柱高度/cm0.82.13.03.74.2
(3)為探究鐵釘腐蝕實(shí)驗(yàn)a、b兩點(diǎn)所發(fā)生的反應(yīng),進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),完成表格空白(已知鐵氟化鉀溶液遇亞鐵
離子顯藍(lán)色,常用于亞鐵離子的檢驗(yàn));
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酸指示劑a點(diǎn)附近溶液出現(xiàn)紅色a點(diǎn)電極反應(yīng)為①.
然后再滴加2~3滴鐵氧化鉀溶液b點(diǎn)周圍出現(xiàn)藍(lán)色沉淀b點(diǎn)電極反應(yīng)為②
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究,試判斷③(填“a”或"b”)為負(fù)極,該點(diǎn)腐蝕更嚴(yán)重。
(4)圖丙中鋼閘門應(yīng)與外接電源的相連(填“正極”或“負(fù)極”)鋼閘門不會被腐蝕,屬于保護(hù)法。
(5)金屬陽極鈍化是另一種電化學(xué)防腐方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中,一定條件下Fe鈍化形成致密
Fe3O4氧化膜,寫出該陽極電極反應(yīng)式是o
20.(2023上?福建福州?高二校聯(lián)考期中)某小組學(xué)生研究常見的金屬腐蝕現(xiàn)象,分析其原理。按要求回答
下列問題。
實(shí)驗(yàn)②③④
50mL4mol/LH2SO450mL2mol/LH2SO450mL4mol/LH2SO450mL4mol/LH2SO4
濃度
溶液溶液溶液溶液
溫度/℃20202040
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