2025版 高三化学（大一轮复习 ）第30讲　金属的腐蚀与防护　电化学原理的综合应用.docx

第30讲金属的腐蚀与防护电化学原理的

综合应用

1．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。2.能从多角度、动态地分析电化学装置中发生的反应，并运用电化学原理解决工业生产、生活中的实际问题。

考点一金属的腐蚀与防护

1．金属腐蚀的概念

金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

2．金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。

3．金属腐蚀的类型

(1)化学腐蚀与电化学腐蚀

类型

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

金属跟干燥气体或非电解质液体接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象

无电流产生

有微弱电流产生

本质

金属被氧化

较活泼金属被氧化

联系

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例）

类型

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强

水膜酸性很弱或呈中性

电极反应

负极

Fe－2e－===Fe2+

正极

2H＋＋2e－===H2↑

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

总反

应式

Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===

2Fe(OH)2

联系

吸氧腐蚀更普遍

铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O（铁锈）＋(3－x)H2O。

(3)金属的防护

正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)金属发生腐蚀就是金属得电子转变为金属化合物的过程。(×)

(2)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3+。(×)

(3)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。(×)

(4)钢铁水闸可用牺牲阳极法或外加电流法防止其腐蚀。(√)

(5)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。(×)

题组一金属腐蚀原理的探究

1．（2023·湖南九校联盟联考）某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是(B)

A．③区电极电势Cu高于Fe

B．①区Fe电极和③区Fe电极电极反应均为Fe－2e－===Fe2+

C．②区Zn电极和④区Cu电极电极反应均为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．②区Fe电极和④区Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，均会出现蓝色沉淀

解析：由图可知，①区和③区为原电池，②区和④区构成电解池，①区中锌为负极、铁为正极，③区中铁为负极、铜为正极，②区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、锌为阴极，④区中与直流电源正极相连的铁为电解池的阳极、铜为阴极，则③区电极电势正极铜高于负极铁，故A正确；①区铁为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故B错误；②区锌电极和④区铜电极均为电解池的阴极，电极反应式均为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故C正确；②区铁电极和④区铁电极均为电解池的阳极，电极反应式均为Fe－2e－===Fe2+，放电生成的亚铁离子均能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。

2．（2023·江苏南通一模）在一块表面无锈的铁片上滴几滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。

下列说法正确的是(D)

A．铁片发生还原反应而被腐蚀

B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀

C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

解析：结合题图可知，Fe失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2+，C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。

题组二金属防护的原理及方法

3．利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(B)

A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应

C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀

D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应

解析：若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确，B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源正极作阳极发生氧化反应，D项正确。

4．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，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