金屬的腐蝕與防護(hù) 電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算   金屬腐蝕的原理1.(2018·北京高考)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過(guò)酸化的 3% NaCl 溶液)。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無(wú)明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說(shuō)法不正確的是 (　　)A.對(duì)比②③,可以判定Zn保護(hù)了FeB.對(duì)比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑【命題意圖】本題考查了電化學(xué)腐蝕與防護(hù)的實(shí)驗(yàn)探究,意在考查學(xué)生的觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題的能力。【解析】選D。根據(jù)實(shí)驗(yàn)②的現(xiàn)象可知,在酸化的3%NaCl溶液中Fe電極未溶解,根據(jù)實(shí)驗(yàn)③的現(xiàn)象可知,Fe在酸化的3%NaCl溶液生成了Fe2+,兩者對(duì)照,可以判定Zn保護(hù)了Fe,A正確;根據(jù)實(shí)驗(yàn)②取出Fe附近的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,無(wú)明顯變化,可知Fe電極附近未生成Fe2+,而實(shí)驗(yàn)①中Fe表面變藍(lán),說(shuō)明   ]可能將Fe氧化,B、C正確;將Zn換成Cu,用①的方法K3[Fe(CN)6]可將Fe氧化,Fe表面也會(huì)生成藍(lán)色沉淀,不能根據(jù)電化學(xué)原理判斷Fe比Cu活潑。【補(bǔ)償訓(xùn)練】　　如圖兩套實(shí)驗(yàn)裝置,都涉及金屬的腐蝕反應(yīng),假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是????????????? (　　)　A.裝置Ⅰ在反應(yīng)過(guò)程中只生成NO2氣體B.裝置Ⅱ開(kāi)始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C.裝置Ⅱ在反應(yīng)過(guò)程中能產(chǎn)生氫氣D.裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽(yáng)離子只有Cu2+【解析】選C。裝置Ⅰ中,鐵被濃硝酸鈍化,銅與濃硝酸反應(yīng),在這種條件下,銅作原電池的負(fù)極,鐵作正極,反應(yīng)生成紅棕色的NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硝酸變?yōu)橄∠跛?/span>,隨后鐵作負(fù)極Cu作正極,稀硝酸發(fā)生還原反應(yīng)生成無(wú)色的NO,金屬過(guò)量,故反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中既有Fe2+又有Cu2+,A、D錯(cuò)誤;因?yàn)檠b置Ⅱ中左邊充滿(mǎn)氧氣,一開(kāi)始發(fā)生吸氧腐蝕,消耗氧氣導(dǎo)致左邊液面上升,鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,發(fā)生析氫腐蝕,B錯(cuò)誤,C正確。2.(2019·江蘇高考)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)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(shuō)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(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【解析】選C。A項(xiàng),鐵和活性炭構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極,鐵失去電子生成Fe2+,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,錯(cuò)誤;B項(xiàng),能量轉(zhuǎn)化形式不是唯一的,化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能外,還有熱能等,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Fe和活性炭構(gòu)成原電池后,反應(yīng)速率變快,正確;D項(xiàng),Fe和C在水中也可以構(gòu)成原電池,Fe失去電子,空氣中的O2得電子,發(fā)生吸氧腐蝕,如果在NaCl溶液中,鐵發(fā)生吸氧腐蝕更快,錯(cuò)誤。歸納提升根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕;NH4Cl溶液、稀硫酸等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。金屬腐蝕速率的快慢比較3.如圖各容器中盛有海水,鐵在其中腐蝕時(shí)由快到慢的順序是 (　　)A.(4)>(2)>(1)>(3)　　　 B.(2)>(1)>(3)>(4)C.(4)>(2)>(3)>(1)   D.(3)>(2)>(4)>(1)【解析】選B。金屬腐蝕速率:金屬作陽(yáng)極的電解池>作負(fù)極的原電池>化學(xué)腐蝕>作正極的原電池>作陰極的電解池,因此順序是(2)>(1)>(3)>(4),故選項(xiàng)B正確。4.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法,正確的是 (　　)A.圖甲中,鐵釘易被腐蝕B.圖乙中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,沒(méi)有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)C.圖丙中,燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D.圖丁中,用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當(dāng)于原電池的正極【解析】選C。A項(xiàng),圖甲中,鐵釘處于干燥環(huán)境,不易被腐蝕;B項(xiàng),負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,Fe2+與反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀;D項(xiàng),為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。歸納提升判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),腐蝕速率的快慢:電解池原理引起的腐蝕>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(duì)同一金屬來(lái)說(shuō),在不同溶液中腐蝕速率的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬,活動(dòng)性差別越大,腐蝕速率越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)濃度越大,金屬腐蝕越快。金屬腐蝕的防護(hù)措施5.我國(guó)多條高壓直流電線(xiàn)路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象,在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕,防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是????????????? (　　)A.通電時(shí),鋅環(huán)是陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.通電時(shí),陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-C.斷電時(shí),鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Z+2e-ZnD.斷電時(shí),仍能防止鐵帽被腐蝕【解析】選C。鋅環(huán)與電源的正極相連,為陽(yáng)極,A項(xiàng)正確;斷電時(shí),Zn比鐵活潑,作負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是????????????? (　　)A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整【解析】選C。通過(guò)外加電流的陰極保護(hù)法可以有效防止鋼管樁的腐蝕,從而使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零,A項(xiàng)正確;通電后高硅鑄鐵為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電子流出通過(guò)外電路流向鋼管樁,B項(xiàng)正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是水的電解,高硅鑄鐵并不是損耗陽(yáng)極材料,只起傳遞電流的作用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;可以根據(jù)發(fā)生腐蝕的趨勢(shì)不同調(diào)整通入的保護(hù)電流,D項(xiàng)正確。   

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