eq \a\vs4\al(金屬的電化學(xué)腐蝕)
向鐵粉中加入少量炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉溶液和稀醋酸潤(rùn)濕過的兩支具支試管(分別標(biāo)記為a、b)中，按下圖組裝好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱(在水中滴加幾滴紅墨水)的變化和試管中的現(xiàn)象。
[問題探討]
1．圖a導(dǎo)管中水柱和具支試管中的鐵粉有什么變化？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？
提示：導(dǎo)管中水柱上升，鐵粉表面生銹；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是鐵粉在潮濕的環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)，負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于盛鐵粉的具支試管中不斷消耗O2而使體系內(nèi)的壓強(qiáng)減小，從而引起水的倒吸。
2．圖b導(dǎo)管中水柱及具支試管中的鐵粉有什么變化？如何解釋？
提示：導(dǎo)管中水柱下降，鐵粉表面生銹；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是鐵粉在潮濕的、酸性較強(qiáng)的環(huán)境中發(fā)生了析氫腐蝕。電極反應(yīng)，負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑，產(chǎn)生的H2使體系內(nèi)的壓強(qiáng)增大，從而使導(dǎo)管中的水柱下降。
3．若將圖b中的稀醋酸換為鹽酸(足量)，則實(shí)驗(yàn)中存在哪些形式的腐蝕？
提示：若換為鹽酸，則實(shí)驗(yàn)中會(huì)發(fā)生鐵與鹽酸的化學(xué)腐蝕，同時(shí)也有電化學(xué)腐蝕。
4．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的異同點(diǎn)是什么？
提示：相同點(diǎn)是都造成金屬被氧化腐蝕。不同點(diǎn)是化學(xué)腐蝕是金屬和氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無(wú)電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕是發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生。
1．金屬腐蝕
(1)概念：金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。
(2)本質(zhì)：金屬本身失去電子變成陽(yáng)離子的過程(發(fā)生氧化反應(yīng))：M－ne－===Mn＋。
(3)金屬腐蝕的分類
根據(jù)金屬或合金與接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類。
2．電化學(xué)腐蝕的類型和原理
根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性不同，電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。
(1)析氫腐蝕
在潮濕的空氣中，鋼鐵表面形成一層薄薄的水膜，若水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體，其與水反應(yīng)生成的酸電離使水膜中含有一定量的H＋。此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)，在鋼鐵表面構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池，其中Fe和C分別作負(fù)極和正極。Fe在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，H＋在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極流向正極。
該過程中發(fā)生的原電池反應(yīng)：負(fù)極為Fe－2e－===Fe2＋，正極為2H＋＋2e－===H2↑，總反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)吸氧腐蝕
①一般情況下，如果鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。腐蝕原理如圖所示。
發(fā)生的電極反應(yīng)如下：
負(fù)極(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋(氧化反應(yīng))
正極(C)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(還原反應(yīng))
總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
②鐵銹的形成過程
Fe(OH)2繼續(xù)與空氣中的O2作用，生成Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去部分水生成Fe2O3·nH2O(鐵銹的主要成分)，即2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O。鐵銹疏松地覆蓋在鋼鐵表面，不能阻止鋼鐵繼續(xù)腐蝕。
[名師點(diǎn)撥]
(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。
(2)判斷金屬的腐蝕類型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否產(chǎn)生電流。腐蝕過程中有電流產(chǎn)生的為電化學(xué)腐蝕，無(wú)電流產(chǎn)生的為化學(xué)腐蝕。
(3)電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫之前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式。
1．下列說法正確的是( )
A．在生產(chǎn)和生活中，化學(xué)腐蝕比電化學(xué)腐蝕普遍，危害更大
B．大多數(shù)金屬腐蝕的原因是發(fā)生氧化還原反應(yīng)
C．化學(xué)腐蝕的速度隨著溫度的升高而加快
D．化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕過程中都產(chǎn)生電流
解析：選C 電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，危害更大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；所有金屬腐蝕的原因均為發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，C項(xiàng)正確；化學(xué)腐蝕過程中無(wú)電流產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕過程中有微弱的電流產(chǎn)生，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2．某研究小組對(duì)鐵生銹的條件進(jìn)行研究。請(qǐng)回答下列問題：
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了A、B、C一組實(shí)驗(yàn)(如圖所示)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后，甲同學(xué)觀察到A中鐵釘生銹；B中鐵釘不生銹；C中鐵釘不生銹。
①通過分析上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可得出鐵生銹的外部條件是
________________________________________________________________________；
②鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為______________________________________
________________________________________________________________________；
③實(shí)驗(yàn)B所用的水要經(jīng)過________處理，植物油的作用是__________________________；
④實(shí)驗(yàn)C中堿石灰的作用是____________________________________________。
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)D(如圖所示)，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)試管中的液面升高，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：對(duì)比A、B、C中現(xiàn)象可知鐵生銹的外部條件是有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)。鐵釘生銹所處的環(huán)境為中性環(huán)境時(shí)，發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：(1)①有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸 隔絕空氣中的氧氣和水蒸氣
④吸收水蒸氣
(2)鐵腐蝕吸收氧氣，造成試管內(nèi)氣體體積減小，試管內(nèi)壓強(qiáng)減小
eq \a\vs4\al(金屬的電化學(xué)防護(hù))
[實(shí)驗(yàn)] 探究犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法保護(hù)鐵
[問題探討]
1．該實(shí)驗(yàn)裝置是電化學(xué)裝置中的原電池還是電解池？指出裝置中的電極名稱并寫出電極反應(yīng)式。
提示：Zn、Fe和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；其中Zn作負(fù)極，電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正極，電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑。
2．一段時(shí)間后，從Fe電極區(qū)域取出少量溶液于試管中，加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液的目的是什么？若鐵電極區(qū)域有Fe2＋存在，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？寫出反應(yīng)的離子方程式。
提示：加入K3[Fe(CN)6]溶液的目的是檢驗(yàn)鐵電極是否發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋；若鐵電極區(qū)域有Fe2＋生成，加入K3[Fe(CN)6]后會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色)。
3．通過上述實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？為什么要向船體上鑲嵌鋅塊？該保護(hù)船體的方法的名稱是什么？
提示：ZnFe電解質(zhì)溶液構(gòu)成的裝置中，鐵未被腐蝕，即受到了保護(hù)。向船體上鑲嵌鋅塊的目的是在ZnFe海水構(gòu)成的原電池裝置中，犧牲鋅塊而保護(hù)船體不受腐蝕；該保護(hù)船體的方法的名稱是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。
4．常見的白鐵皮是在薄鋼板表面鍍上一層鋅，罐裝食品用的馬口鐵是在薄鋼板表面上鍍上一層錫，若上述兩種鋼鐵制品的表面出現(xiàn)破損時(shí)，白鐵皮和馬口鐵中哪一種更容易受到腐蝕？其原因是什么？
提示：馬口鐵中的鐵更容易被腐蝕。原因是馬口鐵中的鐵比錫活潑，形成原電池時(shí)，鐵作負(fù)極而被腐蝕；白鐵皮中鋅比鐵活潑，形成原電池時(shí)，鐵作正極而受到保護(hù)。
5．你還能想出哪些防止金屬Fe發(fā)生腐蝕的措施？能防止金屬腐蝕的原理是什么？
提示：(1)在金屬制品表面覆蓋保護(hù)層，原理：避免金屬與潮濕的環(huán)境接觸構(gòu)成原電池而發(fā)生腐蝕。
(2)讓被保護(hù)的金屬與外接直流電源的負(fù)極相連，充當(dāng)電解池的陰極而被保護(hù)。
1．金屬防護(hù)的原理
金屬防護(hù)就是防止金屬的腐蝕，要解決的主要問題是使金屬不被氧化，應(yīng)從金屬腐蝕的化學(xué)反應(yīng)原理、腐蝕的類型等方面來確定金屬防護(hù)的具體方法。
2．金屬防護(hù)的方法
(1)改變金屬材料的組成
如把鉻、鎳等加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對(duì)各種侵蝕的抵抗力。
(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層
在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，從而使金屬制品與周圍物質(zhì)(外界空氣、水、電解質(zhì)溶液等)隔離，這是一種普遍采用的防護(hù)方法。
①非金屬保護(hù)層：如噴油漆、涂油脂。
②金屬保護(hù)層：如在鋼鐵表面鍍一層鋅、錫、鉻、鎳等。
(3)電化學(xué)防護(hù)法
[名師點(diǎn)撥]
(1)金屬表面覆蓋保護(hù)層的其他方法
①用化學(xué)方法在鋼鐵部件表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理(生成一層致密的Fe3O4薄膜)。
②利用陽(yáng)極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化。
(2)Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，此反應(yīng)可用于檢驗(yàn)Fe2＋。
1．下列有關(guān)遠(yuǎn)洋輪船船殼腐蝕與防護(hù)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．可在船殼外刷油漆進(jìn)行保護(hù)
B．可將船殼與電源的負(fù)極相連進(jìn)行保護(hù)
C．可在船底安裝鋅塊進(jìn)行保護(hù)
D．在海上航行時(shí)，船殼主要發(fā)生析氫腐蝕
解析：選D 在船殼外刷油漆可以防止金屬和海水、空氣接觸，所以在船殼外刷油漆可以對(duì)船殼進(jìn)行保護(hù)，故A正確；將船殼與電源的負(fù)極相連，即船殼為陰極，陰極材料不易被腐蝕，在電解池的陰極金屬被保護(hù)，故B正確；在船底安裝鋅塊，形成原電池，金屬鋅作負(fù)極，被腐蝕，正極材料Fe被保護(hù)，故C正確；海水是中性環(huán)境，金屬會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，即在海上航行時(shí)，船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯(cuò)誤。
2．下列防止金屬腐蝕的做法不可行的是( )
A．在某些工具的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位刷油漆以防生銹
B．衣架和電線外面包上一層塑料層以防生銹
C．在鋼材制造的大型船舶上裝上一定數(shù)量的鋅塊
D.自行車的鋼圈和車鈴上鍍上一層鉻，既耐腐蝕又美觀耐磨
解析：選A 在某些工具的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位刷油漆，能隔絕空氣和水，但轉(zhuǎn)動(dòng)部位的漆易脫落，應(yīng)該涂油，故A錯(cuò)誤；衣架和電線外面包上一層塑料層，能隔絕空氣和水，所以能防止生銹，故B正確；在鋼材制造的大型船舶上裝上一定數(shù)量的鋅塊，F(xiàn)e、Zn和海水構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，所以Fe被保護(hù)，故C正確；自行車的鋼圈和車鈴上鍍上一層鉻，能隔絕空氣和水，且鉻不易發(fā)生腐蝕，所以能防止鐵生銹，故D正確。
eq \a\vs4\al(理解與辨析能力)
《我在故宮修文物》這部紀(jì)錄片里關(guān)于古代青銅器的修復(fù)引起了某研學(xué)小組的興趣。“修舊如舊”是文物保護(hù)的主旨。
(1)查閱高中教材得知銅銹為Cu2(OH)2CO3，俗稱銅綠，可溶于酸。請(qǐng)寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。
提示：Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑。
(2)繼續(xù)查閱中國(guó)知網(wǎng)，了解到銅銹的成分非常復(fù)雜，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古學(xué)家將銅銹分為無(wú)害銹和有害銹，結(jié)構(gòu)如圖所示：
Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分別屬于無(wú)害銹和有害銹，請(qǐng)解釋原因。
提示：結(jié)合圖可知，Cu2(OH)2CO3為致密結(jié)構(gòu)，可以阻止潮濕空氣進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)一步腐蝕銅，屬于無(wú)害銹。Cu2(OH)3Cl為疏松結(jié)構(gòu)，潮濕空氣可以進(jìn)入空隙內(nèi)將內(nèi)部的銅進(jìn)一步腐蝕，屬于有害銹。
(3)如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕生成有害銹Cu2(OH)3Cl的原理示意圖。
①寫出在發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過程中正極的電極反應(yīng)式。
提示：正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
②若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl，計(jì)算理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積。
提示：n[Cu2(OH)3Cl]＝ eq \f(2.145 g,214.5 g·ml－1) ＝0.01 ml，根據(jù)得失電子守恒可得n(O2)＝0.01 ml×2×2÷4＝0.01 ml，故在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為V＝0.01 ml×22.4 L·ml－1＝0.224 L。
③文獻(xiàn)顯示有害銹的形成過程中會(huì)產(chǎn)生CuCl(白色不溶于水的固體)：
寫出過程Ⅰ中負(fù)極的電極反應(yīng)式。
提示：結(jié)合圖可知，過程Ⅰ中Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)式是Cu－e－＋Cl－===CuCl。
(4)BTA保護(hù)法是青銅器修復(fù)中最常用的方法之一，原理如圖所示：
請(qǐng)分析BTA保護(hù)法可能的優(yōu)點(diǎn)。
提示：在青銅器表面形成一層致密的透明保護(hù)膜；能夠替換出銹層中的Cl－，能夠高效除去有害銹；此法不破壞無(wú)害銹，可以保護(hù)青銅器的藝術(shù)價(jià)值，做到“修舊如舊”。
[思維建模] 解答有關(guān)金屬防護(hù)措施問題的思維流程如下：
1．某同學(xué)利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)條件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀}。
下列說法不合理的是( )
A.①區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6] 溶液后出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e被腐蝕
B．②區(qū)Cu電極附近滴加酚酞試液后變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e被腐蝕
C．③區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e被保護(hù)
D．④區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e被腐蝕
解析：選A ①區(qū)發(fā)生吸氧腐蝕，Cu為正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu電極上不產(chǎn)生氣泡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；②區(qū)Cu為陰極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu電極附近溶液堿性增強(qiáng)，滴加酚酞試液后變成紅色，F(xiàn)e為陽(yáng)極，被腐蝕，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)正確；③區(qū)Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e為正極，被保護(hù)，C項(xiàng)正確，④區(qū)Zn為陰極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e為陽(yáng)極，被腐蝕，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，D項(xiàng)正確。
2．鋼鐵的防護(hù)方法有多種，圖中的方法描述正確的是( )
A．b為電源負(fù)極
B．該方法是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
C．電子流向：a→鋼鐵閘門→輔助電極→b→a
D．電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時(shí)，輔助電極發(fā)生氧化反應(yīng)
解析：選D 從圖示可知，由于有外加電源，故此防護(hù)方法為外加電流的陰極保護(hù)法，B錯(cuò)誤；在外加電流的陰極保護(hù)法中，鋼鐵作電解池的陰極，即a為電源的負(fù)極，則b為電源的正極，故A錯(cuò)誤；在電解池中，電子由電解池的陽(yáng)極→電源的正極，電源的負(fù)極→電解池的陰極，溶液中通過離子導(dǎo)電而不是電子，故C錯(cuò)誤；電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時(shí)，即犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，則輔助電極要作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確。
[分級(jí)訓(xùn)練·課課過關(guān)]__________________________________________________
1．如圖表示鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關(guān)說法正確的是( )
A．該金屬腐蝕過程為析氫腐蝕
B．正極為C，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)
C.在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕
D．正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：選D 鋼鐵中含有鐵和碳，在潮濕的環(huán)境中構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，碳作正極，從圖中可以看出，空氣中的O2參加反應(yīng)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳作正極，發(fā)生的反應(yīng)為還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在酸性條件下，原電池的正極上H＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，析出H2，即在酸性條件下發(fā)生的是析氫腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，O2在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D項(xiàng)正確。
2.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(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、D錯(cuò)誤，鐵在中性環(huán)境中會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－；B錯(cuò)誤，鐵的電化學(xué)腐蝕過程中，化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外還有部分轉(zhuǎn)化為熱能。
3．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法中，正確的是( )
A．圖甲中，鐵釘易被腐蝕
B．圖乙中，滴加少量KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色
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 圖甲中濃硫酸能吸收空氣中的水蒸氣，干燥條件下鐵釘不易被腐蝕，A錯(cuò)誤；圖乙中構(gòu)成原電池，鐵為負(fù)極失去電子，轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，因此滴加少量KSCN溶液，溶液不會(huì)變?yōu)榧t色，B錯(cuò)誤；圖丙中燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵和氧氣發(fā)生反應(yīng)，為化學(xué)腐蝕，C正確；圖丁中用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂比鐵活潑，則鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極，D錯(cuò)誤。
4．我國(guó)多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(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。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．通電時(shí)，鋅環(huán)為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)：
Zn2＋＋2e－===Zn
D．?dāng)嚯姇r(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕
解析：選C 通電時(shí)，鋅環(huán)連接電源正極，鋅環(huán)為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；通電時(shí)，陰極上溶液中由水電離出的氫離子得電子，所以發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正確；斷電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng)，鋅環(huán)失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，C錯(cuò)誤；斷電時(shí)鋅環(huán)作負(fù)極被腐蝕，鐵帽作正極被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，D正確。
5.如圖所示，容器中的試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：
(1)若容器內(nèi)液體是水，鐵釘逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕。
(2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，負(fù)極的電極反應(yīng)為__________________，正極的電極反應(yīng)為______________________。
(3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，負(fù)極的電極反應(yīng)為__________________，正極的電極反應(yīng)為____________________。
解析：(1)鐵釘中含有的雜質(zhì)碳和鐵作原電池的兩極，在水、空氣等構(gòu)成的電解質(zhì)溶液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕。(2)試管中被密封的是空氣，液面上升，即空氣減少，發(fā)生的是吸氧腐蝕。(3)試管內(nèi)液面下降，則發(fā)生析氫腐蝕，生成的H2使試管內(nèi)氣體體積增大。
答案：(1)電化學(xué) (2)弱酸性或中 吸氧 2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)較強(qiáng)的酸 析氫 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
明課程標(biāo)準(zhǔn)
扣核心素養(yǎng)
1.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害。
2.了解防止金屬腐蝕的措施。
3.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。
宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀與微觀結(jié)合的視角對(duì)金屬的腐蝕和防護(hù)進(jìn)行分類和表征。能運(yùn)用電化學(xué)符號(hào)等解釋金屬發(fā)生腐蝕的原因，能分析技術(shù)防護(hù)與金屬腐蝕之間的關(guān)系。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：運(yùn)用電化學(xué)模型認(rèn)識(shí)并分析金屬腐蝕的原理及防護(hù)的方法。
實(shí)驗(yàn)
操作
(1)以Fe作被保護(hù)電極，以Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3% NaCl溶液作電解質(zhì)溶液，按下圖所示連接裝置。觀察電流表指針的變化以及燒杯中兩個(gè)電極附近發(fā)生的現(xiàn)象；
(2)過一段時(shí)間，用膠頭滴管從Fe電極區(qū)域取出少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色的變化
實(shí)驗(yàn)
裝置
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
(1)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)e電極上有氣泡產(chǎn)生；
(2)試管中滴入K3[Fe(CN)6]溶液未出現(xiàn)特殊藍(lán)色沉淀
犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
外加電流的陰極保護(hù)法
依據(jù)
原電池原理
電解原理
原理
形成原電池時(shí)，被保護(hù)的金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極(陽(yáng)極)要定期予以更換
將被保護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)
應(yīng)用
保護(hù)一些鋼鐵設(shè)備，如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅塊
保護(hù)土壤、海水及水中的金屬設(shè)備
實(shí)例示意圖

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