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第 28 讲 金属的腐蚀与防护
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小杨老师 15521324728 侵权必究
知识精讲
小杨老师 15521324728 侵权必究
一、金属的腐蚀
1．概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．实质：金属失电子变成阳离子，被氧化，其反应为：M - ne- === Mn+（M为金属元素）。
杨sir化学，侵权必究
3．分类：
分类 化学腐蚀 电化学腐蚀
金属与其表面接触的一些物质（如O、Cl、 不纯的金属或合金与电解质溶液接触，
条件 2 2
SO 2 等）直接反应 形成原电池
现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼的金属被氧化
联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快
二、钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
图示条件 水膜呈较强酸性（pH≤4.3） 水膜呈弱酸性、中性或碱性
负极反应
正极反应
总反应式
Fe2+ + 2OH- === Fe(OH) ↓
2
其他反应 4Fe(OH) +2HO + O === 4Fe(OH)
2 2 2 3
2Fe(OH) === Fe O·xHO + (3﹣x)H O
3 2 3 2 2
联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
【答案】 Fe - 2e- === Fe2+ 2H+ + 2e- === H↑ O +2HO + 4e- === 4OH-
2 2 2
Fe + 2H+ === Fe2+ + H↑ 2Fe + O +2HO === 2Fe(OH)
2 2 2 2
实验探究——铁钉的吸氧腐蚀
杨sir化学，侵权必究
实验操作 实验现象 实验解释 实验操作 实验现象 实验解释
装置中铁、碳和 Zn置换出Cu，
两只试管均冒
饱和食盐水构成 Zn、Cu、稀盐酸
导管中液 出气泡，且①
原电池，铁钉发 构成原电池，形
面上升 试管中产生气
生吸氧腐蚀，导 成电化学腐蚀，
泡的速率更快
致压强变小 能加快反应速率
实验探究——牺牲阳极法实验
如图装置反应一段时间后，从Fe电极区取少量溶液于试管中，再向
实验操作 试管中滴入2滴黄色的K[Fe(CN) ](铁氰化钾)溶液。
3 6
已知3Fe2+ + 2 [Fe(CN) ]3- ==== Fe [Fe(CN) ]↓（带有特征蓝色）
6 3 6 2
电流表 阳极（负极区） 阴极（正极区）
现象 指针偏转 锌片逐渐溶解 有气泡产生，无蓝色沉淀生成
有关反应 — Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H↑
2
结论 溶液中不含Fe2+，铁作正极时，并未被腐蚀
培养皿中加入含NaCl的琼脂液，并滴入5～6滴酚酞和K[Fe(CN)]溶液，取两个2～3 cm的铁
3 6
钉，用砂纸擦光放入培养皿中。
实验操作
裹有锌皮的铁钉（a） 缠有铜丝的铁钉（b）
现象 （a）锌片逐渐溶解，铁钉附近变红 （b）铁钉逐渐溶解，附近产生蓝色沉淀，铜丝附近变红（a）铁作正极，不反应，被保护
结论
（b）铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀
三、金属的防护
1．电化学防护法
杨sir化学，侵权必究
牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法
图示
原理 ________原理 ________原理
被保护的金属作______极， 被保护的金属作为_____极，
电极要求
活泼性更强的金属作______极 与电源的____极相连
应用 锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块 钢铁闸门，地下管道连接电源负极
【答案】原电池 电解池 正 负 阴 负
2．其他保护方法
（1）改变金属组成和结构
把金属制成防腐的合金，如含铬、镍、硅等合金元素的不锈钢具有很好的抗腐蚀性能。
（2）金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，如喷油漆、涂油脂、镀抗腐蚀金属等。
杨sir化学，侵权必究
四、金属腐蚀快慢规律
同一金属在相同电解质溶液中，腐蚀快慢如下：
对点训练
小杨老师 15521324728 侵权必究
题型一：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
杨sir化学，侵权必究
【变1】以下现象与电化学腐蚀无关的是
A．生铁比纯铁容易生锈B．银质物品久置表面变暗
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
【答案】B
【详解】
A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，
故A不符合题意；
B．银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀
无关，故B符合题意；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有
关，故C不符合题意；
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀
有关，故D不符合题意；
答案为B。
题型二：析氢腐蚀与吸氧腐蚀
杨sir化学，侵权必究
【变2-1】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法不正
确的是
A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面
C．a、b处溶液的pH增大 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+
【答案】D
【详解】
A．a管内是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀， A正确；
B．发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所
以右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；
C．a处发生吸氧腐蚀，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所
以溶液的pH值变大，C正确；
D．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，D错误；综上所述答案为D。
【变2-3】如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。实验观察到：开始时导管内
液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是
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，生铁片始终发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳电极反应式为O+2H O+4e-=4OH-
2 2
D．具支试管中溶液酸性增强
【答案】C
【详解】
A．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，铁作负极发生氧化反应，随着反应的进行，雨水中的
氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，整个过程中碳作正极，A项错误；
B．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生
铁片将发生吸氧腐蚀，B项错误；
C．发生析氢腐蚀时液面下降，发生吸氧腐蚀时液面回升，碳电极为正极，液面回升时碳电极反应式为
O+2H O+4e-=4OH-，C项正确；
2 2
D．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，整
个过程中溶液的酸性是逐渐降低的，D项错误；
故选C。
【变2-4】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被
腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比
边缘少。回答下列问题：
（1）液滴边缘是_______（填“正”或“负”）极区，发生的电极反应为____________________________
。
（2）液滴中的Cl-由_______区向_______区迁移（填“b”或“a”）。
（3）在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，生成的Fe2+ _________________
____进一步氧化、脱水形成铁锈。
杨sir化学，侵权必究
（4）若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为 ________
___________________。
【答案】正 O+2HO+4e-=4OH- b a 由a区向b区迁移，与b区的OH-形成Fe(OH)
2 2 2Fe-2e-=Fe2+
【分析】
NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区（a）被腐蚀变暗，实际
上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+（发生氧化反应）正极电极反应为：
O+2HO+4e-=4OH-（发生还原反应）在液滴外沿，由于Fe2++2OH-=Fe(OH)，
2 2 2
4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH) 形成了棕色铁锈环（b），据此分析。
2 2 2 3
【详解】
（1）液滴边缘是正极区，O 在液滴外沿反应，正极电极反应为：O+2HO+4e-=4OH-（发生还原反应）；
2 2 2
（2）在电解池中，阴离子氯离子移向阳极，即液滴中的Cl-由b区向a区迁移；
（3）在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，生成的Fe2+由a区向b区迁移，与
b区的OH-形成Fe(OH) 进一步氧化、脱水形成铁锈；
2
（4）若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍
为负极，负极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+。
【点睛】
本题注意在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，金属腐蚀的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别，电极反
应判断是解题关键，易错点为（4）若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe
的金属活动性比铜强，Fe仍为负极。
题型三：金属的防护
杨sir化学，侵权必究
【变3-1】电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A．图1正极的电极反应式为
B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强
C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．图2防止金属腐蚀的方法叫做阴极电保护法
杨sir化学，侵权必究
【答案】D
【详解】
A．图1正极的电极反应式为 ，A错误；B．图1中金属M失去电子保护钢铁，钢铁的活动性比金属M的活动性弱，B错误；
C．图2高硅铸铁是惰性辅助阳极，作用是传递电流，C错误；
D．图2钢管桩外接直流电源负极，作为电子流入一极而得到保护，该方法叫做阴极电保护法，D正确；
故选D。
题型四：金属的腐蚀与防护综合
杨sir化学，侵权必究
【例4】铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁钉放在潮湿空气中一小时 铁钉表面依然光亮
2 常温下将铁钉放在潮湿的空气中一个月 铁钉表面已变得灰暗
3 常温下将铁钉放在干燥空气中一个月 干燥的铁钉表面依然光亮
4 将潮湿的铁钉放在常温的氧气流中一小时 铁钉表面略显灰暗
5 将潮湿的铁钉放在高于常温的氧气流中一小时 铁钉表面已变得灰暗
6 将铁钉放在燃煤的厨房中一个月 铁钉表面已变得灰暗
7 将浸过氯化钠溶液的铁钉放在高于常温的氧气流中一小时 铁钉表面灰暗程度比实验5严重
（1）上述实验中发生了吸氧腐蚀的是___________(根据实验现象填序号，下同)，正极反应式是
___________；
（2）发生的腐蚀是析氢腐蚀的是___________(填序号)负极反应式是___________。
（3）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有_____(填两项)；
（4）为防止铁的锈蚀，地下埋的水管可采用外加电流的阴极保护法，请列举工业上普遍采用的其它方法
是___________(答两种方法)。
【答案】
（1） 2457 O+2H O+4e-=4OH－
2 2
（2） 6 Fe-2e-=Fe2＋
（3）温度、氧气浓度、电解质溶液等
（4）覆盖保护层法；牺牲阳极的阴极保护法等其它合理方法
【解析】
（1）
金属在中性或碱性环境下的腐蚀是吸氧腐蚀，上述实验中2、4、5、7都发生了吸氧腐蚀，都属于吸氧腐蚀，
在电化学腐蚀中，正极反应式为O+2H O+4e-=4OH－。
2 2
（2）
金属在酸性环境下的腐蚀是析氢腐蚀，上述实验中6都发生了析氢腐蚀，都属于析氢腐蚀，在电化学腐蚀
中，负极反应式为Fe-2e-=Fe2＋。
（3）
实验过程中改变的条件是温度、氧气浓度、电解质溶液、还有反应介质，故影响铁锈蚀速率的因素是温度、氧气浓度、电解质溶液等。
（4）
为防止铁的锈蚀，可以采用覆盖保护层法；牺牲阳极的阴极保护法等其它合理方法。
【例5】如图所示，甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
（1）若两装置中均为 溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲装置中的___________棒，乙装置中的___________棒；
②乙装置的电化学防护法称为___________，其中碳极的电极反应式是：___________。
③取少量甲装置中负极附近溶液加入2滴 溶液，现象为___________，生成沉淀的化学式为
___________。
（2）若两装置中均为饱和 溶液：
①写出乙装置中总反应的离子方程式：___________。
②将湿润的淀粉 试纸放在乙装置碳极附近，发现试纸变蓝，解释其原因___________
（3）用铂作电极电解饱和的下列物质的水溶液，一会儿后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解
前相同的是___________。
A． B． C． D．
杨sir化学，侵权必究
【答案】
（1） 碳 铁 外加电流的阴极保护法 2HO-4e-=O ↑+4H+ 产生蓝色沉淀 Fe [Fe(CN) ]
2 2 3 6 2
（2） 2Cl-+2H O Cl↑+H ↑+2OH- 在乙装置碳棒电极上生成Cl，Cl 与I-反应生成I，淀粉遇I
2 2 2 2 2 2 2
变蓝
（3）B
【解析】
（1）
①甲为原电池，Fe为负极，碳棒为正极，正极上发生反应：Cu2++2e-=Cu，所以碳棒上生成红色物质Cu；乙为电解池，Fe为阴极，阴极上发生反应：Cu2++2e-=Cu；故答案是：碳棒、铁棒；
②乙装置的电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；碳极是阳极，失电子发生氧化反应，根据放电顺序，
由水电离出的OH-失电子发生氧化反应， 是酸性溶液，因此碳极的电极反应式是：2HO-4e-
2
=O ↑+4H+，故答案为：外加电流的阴极保护法、2HO-4e-=O ↑+4H+；
2 2 2
③甲装置中Fe为负极，Fe失电子生成Fe2+，取少量甲装置中负极附近溶液加入2滴 溶液，发
生反应的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)]3-=Fe [Fe(CN) ]↓，现象为产生蓝色沉淀，故答案为：产生蓝色沉
6 3 6 2
淀、Fe [Fe(CN) ]；
3 6 2
（2）
①Fe为阴极，C为阳极，电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气，故离子反应方程式为：2Cl-+2H O
2
Cl↑+H ↑+2OH-；
2 2
②碳电极为阳极，阳极上C1-失电子生成Cl，Cl 和I-发生置换反应生成I，I 遇淀粉试液变蓝色，故原因
2 2 2 2
为：在乙装置碳棒电极上生成Cl，Cl 与I-反应生成I，淀粉遇I 变蓝；
2 2 2 2
（3）
A．电解KI溶液，生成KOH、H、I，加水显然不能恢复电解前的状态，应通入适量的HI气体，A错误；
2 2
B．电解硫酸，阳极生成氧气，阴极生成氢气，实际为电解水，电解后加入水可恢复到原来的浓度，B正
确；
C．电解CuCl ，阳极生成氯气，阴极生成Cu，实际为电解氯化铜本身，电解后加入氯化铜恢复到原来的
2
浓度，C错误；
D．电解AgNO，阳极析出氧气，阴极生成Ag，要使溶液恢复到原来的浓度，应加入Ag O，D错误；
3 2
故答案选B。
【例7】研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
（1）图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下
列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
杨sir化学，侵权必究D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
（2）该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根
据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素
为_______。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
（3）为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液 a点附近溶液出现红色 a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液 b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
（4）设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时
间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t~ts之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是
1 2
_______。
（5）金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于HSO 溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致
2 4
密Fe O 氧化膜，试写出该阳极的电极反应_______。
3 4
【答案】
（1）ACD
（2） 减慢 氧气的浓度
（3）O+4e-+2H O=4OH-
2 2
（4） 吸氧 容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀
（5）3Fe-8e-+4H O=Fe O+8H+
2 3 4
【解析】
（1）
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故B错
误；C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故
D正确；
故答案为：ACD；
（2）
液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，
2min时间内：1min～3、3～5、5～7、7～9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.6cm、
0.5cm，则铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容
器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱，故答案为：减慢；
氧气的浓度；
（3）
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a点附近溶液出现红色，说明a点电极上有OH-生成，电极反应
式为O+4e-+2H O=4OH-，故答案为：O+4e-+2H O=4OH-；
2 2 2 2
（4）
由图可知，0～t 时间内锥形瓶内压强增大，则0～t 时间内发生析氢腐蚀生成氢气，随着反应进行，容器
1 1
内气体的压强降低，则酸不断消耗，溶液的酸性减弱，容器内发生了吸氧腐蚀，消耗氧气使容器内气体的
压强降低，故答案为：吸氧；容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀；
（5）
Fe作阳极置于HSO 溶液中，Fe钝化形成致密Fe O，阳极反应式为3Fe-8e-+4H O=Fe O+8H+，故答案为：
2 4 3 4 2 3 4
3Fe-8e-+4H O=Fe O+8H+。
2 3 4
提分特训
小杨老师 15521324728 侵权必究
【题1】某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙
述正确的是
A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀 B．正极反应式：
C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀 D．负极反应式：
【答案】A
【详解】
A．铁制品中含有铁和碳，酸雨使水膜呈酸性，构成了原电池，会发生析氢腐蚀，故A正确；
B．酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子得电子生成氢气：2H++2e-=H ，故B错误；
2
C．原电池反应会加快铁制品的腐蚀，故C错误；
D．发生电化学腐蚀时金属铁被氧化为Fe2+，负极反应式为︰Fe-2e-=Fe2+，故D错误；故选A。
【题2】研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入醋
酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是
A．0-t 时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀
1
B．铁粉发生反应：Fe-3e-=Fe3+
C．碳粉上发生了还原反应
D．t 时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀
2
【答案】B
【分析】
0-t 醋酸与铁直接反应产生了氢气发生化学腐蚀和形成Fe-C原电池，Fe发生析氢腐蚀产生氢气和亚铁离子，
1
压强增大；t 以后，亚铁离子被氧气氧化，氧气被消耗，压强减小，之后形成Fe-C原电池，Fe发生吸氧腐
1
蚀，氧气被消耗，压强明显减小，据此解答。
【详解】
A．0-t 时压强增大的原因可能是醋酸与铁直接反应产生了氢气，也可能是形成铁-C原电池，Fe发生析氢
1
腐蚀，即不一定是铁发生了析氢腐蚀，A正确；
B．无论发生化学腐蚀还是析氢腐蚀，铁粉均发生反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．Fe发生电化学腐蚀，Fe作负极，发生氧化反应，C作正极，C表面发生还原反应，C正确；
D．结合分析可知，t 时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀，D正确；
2
答案选B。
【题3】下列事实不能用原电池原理解释的是
A．白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀
B．铁片、铝片在冷的浓硫酸中钝化
C．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”
杨sir化学，侵权必究
D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量 溶液后反应速率加快
【答案】B
【详解】
A．白铁中铁和锌组成原电池，由金属活泼性Zn>Fe，则Fe做正极被保护，所以白铁(镀锌)制品比一般铁
器耐腐蚀，A不选；
B．铁、铝常温下与冷的浓硫酸反应生成致密的氧化膜而钝化，不能用原电池原理解释，B选；C．铁外刷一层“银粉”，阻止与氧气接触，破坏了原电池的构成条件，保护铁不被腐蚀，C不选；
D．锌与少量 溶液反应置换单质Cu，形成Zn-Cu原电池，可加快反应速率，D不选；
故选：B。
【题5】深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(一种厌氧微生物，适宜pH为7~8)的作用下，能被
硫酸根离子腐蚀，原理如图。下列有关说法正确的是
A．腐蚀过程中，土壤酸性逐渐增强
B．输送暖气铁管道温度越高，越易发生此类腐蚀
C．正极反应为
杨sir化学，侵权必究
D．管道壁镶嵌锌块或锡块都可保护管道不易被腐蚀
【答案】C
【分析】
铁管道腐蚀过程中铁做负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极是硫酸根离子发生还原反应，由题意可知
为碱性环境，故正极电极反应式为： ；
【详解】
A．由分析知，正极反应生成OH-，土壤酸性逐渐减弱，故A错误；
B．正极的腐蚀需要硫酸盐还原菌这种微生物，若温度过高，使微生物失活，则腐蚀程度会减弱，故B错
误；
C．正极是硫酸根离子发生还原反应，生成硫氢根离子，所以电极反应式为： ，
故C正确；
D．铁比锡活泼，管道壁镶嵌锡块，铁做负极，加快管道腐蚀，故D错误；
故选：C。
【题7】2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉
舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式
为_______。
(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。①下列说法不正确的是________。
A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+
B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀
杨sir化学，侵权必究
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。
(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。
①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu (OH) CO 和Cu (OH) Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成
2 2 3 2 3
了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。
下列说法正确的是________
A．疏松的Cu (OH) Cl属于有害锈
2 3
B．Cu (OH) CO 既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液
2 2 3
C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层
D．用HNO 溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
3
②文献显示Cu (OH) Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含NaCO 的缓
2 3 2 3
冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu (OH) CO 反应的离子方程式为______。
2 2 3
(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析
“脱盐、干燥”的防腐原理：________。
【答案】Fe-2e-=Fe2+ C O+4e-+2H O=4OH- A 4CuCl +O +2H O+2CO =2Cu (OH) CO+4Cl-
2 2 2 2 2 2 3
脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【分析】
舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极的电极反应式为O+4e-+2H O=4OH-；“牺
2 2
牲阳极的阴极保护法”，用比铁活泼的金属如锌，让其充当原电池的负极先被氧化；铜锈的成分非常复杂，
主要成分有Cu (OH) CO 和Cu (OH) Cl。铜锈分为无害锈(形成了保护层)如Cu (OH) CO 和有害锈(使器物
2 2 3 2 3 2 2 3
损坏程度逐步加剧，并不断扩散)如Cu (OH) Cl；“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池
2 3
中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。【详解】
(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
(2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；
B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；
C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体
与电源负极相连，故C错误；
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故答案为：C；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O+4e-
2
+2H O=4OH-。故答案为：O+4e-+2H O=4OH-；
2 2 2
(3)①A．由图片信息可知，Cu (OH) Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以
2 3
属于有害锈，故A正确；
B．Cu (OH) CO 能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误；
2 2 3
C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C错误；
D．HNO 溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D错误；
3
故答案为：A；
②将腐蚀文物置于含NaCO 的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu (OH) CO 反应的离子方程
2 3 2 2 3
式为4CuCl +O +2H O+2CO =2Cu (OH) CO+4Cl-；故答案为：4CuCl +O +2H O+2CO
2 2 2 2 3 2 2
=2Cu (OH) CO+4Cl-；
2 2 3
(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解
质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀；故答案为：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子
导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【点睛】
本题考查电化学腐蚀及其防护，把握电化学反应原理等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意
理解电化学腐蚀发生的条件和防止金属锈蚀的措施，难点(3)新情境下的氧化还原反应方程式的书写，CuCl
转化为难溶的Cu (OH) CO 铜的化合价发生了变化，需要有氧气参加。
2 2 3
提分作业
小杨老师 15521324728 侵权必究
【练1】下列关于金属腐蚀的说法错误的是
A．河水中的钢闸门连接电源的负极，使用的是外加电流的阴极保护法
B．金属腐蚀的实质就是金属原子失去电子被氧化的过程
C．镀锌铁皮(白铁皮)的镀层破损后铁皮仍耐腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中生锈，主要发生了析氢腐蚀
【答案】D【详解】
A．河水中的钢闸门连接电源的负极，作阴极，被保护，使用的是外加电流的阴极保护法，A说法正确；
B．金属腐蚀的实质就是金属原子失去电子，化合价升高，被氧化的过程，B说法正确；
C．镀锌铁皮(白铁皮)的镀层破损后，锌作负极，失电子，铁作正极氧气得电子，铁皮仍耐腐蚀，C说法正
确；
D．钢铁在潮湿的空气中生锈，电解质溶液呈中性，主要发生了吸氧腐蚀，D说法错误；
答案为D。
【练2】锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压
强的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．0~t 时，铁可能发生了析氢腐蚀
1
B．t~t 时，铁一定发生了吸氧腐蚀
1 2
C．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
【答案】C
【详解】
A．有图可知，0~t 时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不
1
选；
B．有图可知，t~t 时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
1 2
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+ ，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，故D不选；
故选：C。
【练3】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+ FeO FeO FeO
3 4 2 3
下列说法不正确的是
A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+
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式为O+4OH-+4e-=2H O
2 2
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
杨sir化学，侵权必究
【答案】C【详解】
A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极上电极反应式为：2H++2e-=H ↑，A正确；
2
B. 当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：
O+2H O+4e-=4OH-，B正确；
2 2
C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O+2H O+4e-=4OH-，C错误；
2 2
D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正
确；
故选C。
【练4】如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸溶液，各加入生铁块，放
置一段时间，下列有关描述错误的是
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是： Fe- 2e-=Fe2+
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【详解】
A．生铁块是铁碳合金，活泼金属作负极，失去电子，所以碳是原电池的正极，A项不符合要求；
B．左侧盛有食盐水，形成吸氧腐蚀，吸收氧气，气体压强减小，右侧盛有食醋，形成析氢腐蚀，释放出
氢气，气体压强增大，右侧压强偏大，红墨水向左侧运动，红墨水的液面为左高右低，B项符合题意；
C．左侧试管中负极是Fe反应，正极是O 反应，左侧试管中负极是Fe反应，正极是H+反应，相同的反应
2
为Fe-2e-=Fe2+，C项不符合题意；
D．a试管是中性环境，发生吸氧腐蚀，b试管是酸性环境，发生析氢腐蚀，D项不符合题意；
故正确选项是B
【练5】下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是
A．将钢铁与锌板相连 B．将钢铁置于潮湿的空气中
C．在钢铁表面喷油漆 D．将钢铁与直流电源负极相连
【答案】B
【详解】
A．由于金属活动性Zn>Fe，所以在钢铁中加入铬制成不锈钢，首先被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe就得到
了保护，所以能有效防止钢铁腐蚀，A不符合题意；
B．钢铁只与潮湿空气中，会加速钢铁生锈，不能有效防止钢铁腐蚀，B符合题意；
C．在钢铁表面喷涂油漆，起到隔绝空气和水作用，能有效防止钢铁腐蚀，C不符合题意；D．钢铁与电源的负极相连，钢铁为阴极，外加电流的阴极保护法，钢铁受到保护，D不符合题意；
故选B。
【练6】下列关于电化学腐蚀及防护的说法不正确的是
A．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极
杨sir化学，侵权必究
B．白铁皮是在薄钢板表面镀锌，即便镀层破损，仍然可以保护钢板不被腐蚀
C．在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都可以避免钢铁腐蚀
D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜酸性很弱时，仍然以吸氧腐蚀为主
【答案】A
【详解】
A．牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极，用其他比铁活泼的金属做负极去消
耗牺牲，故A错误；
B．锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极，对铁制品起保护作用，故B正确；
C．在钢铁制品表面喷漆等可隔绝与氧气接触，避免发生化学腐蚀，故C正确；
D．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐
蚀，故D正确；
故选：A。
【练7】如图， 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)若液面上升，则溶液呈______性，发生______腐蚀，电极反应式为：负极：______________，正极：
___________________。
(2)若液面下降，则溶液呈________性，发生_________腐蚀，电极反应式为：负极：______________；正
极：__________________。
【答案】中或碱或弱酸性 吸氧 Fe-2e-=Fe2+ O+2H O+4e-=4OH- 酸 析氢 Fe-2e-=Fe2+
2 2
2H++2e-=H ↑
2
【分析】
生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，在弱酸性或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极
上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，
负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应。
【详解】
生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池。
(1)若试管内液面上升，说明电解质环境是碱性或是中性，试管内气体因和水反应而使其压强减小，发生的
是吸氧腐蚀，铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氧气
得电子发生还原反应，正极的电极反应式为2HO+O+4e-=4OH-；
2 2(2)若试管内液面下降，说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大，则金属发生的是析氢腐蚀，溶液呈酸性，
负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，正极电
极反应式为：2H++2e-=H ↑。
2
【点睛】
本题考查了钢铁的电化学腐蚀，注意酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀，产生气体，使气体压强增大，在弱酸
性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，反应消耗氧气，是气体压强减小。无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，
都是铁被氧化而腐蚀损耗。
【练8】金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。
请写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：_______________________
碳棒上的电极反应式：_________________________
(2)该图所表示的是_________________________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O 撤走，并将NaCl溶液改为稀HSO 溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；
2 2 4
若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。
杨sir化学，侵权必究
【答案】2Fe－4e－=2Fe2＋ O＋2HO＋4e－=4OH－ 吸氧 析氢 锌(或其他比铁活泼的金属)
2 2
【详解】
（1）图示为Fe的吸氧腐蚀，负极上Fe失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，铁棒上
的电极反应式为：2Fe-4e-═2Fe2+，碳棒上的电极反应式为：O+2H O+4e-═4OH-；在NaCl溶液中发生吸氧
2 2
腐蚀，故答案为：Fe-2e-═Fe2+；O+2H O+4e-═4OH-；吸氧；
2 2
（2）将NaCl溶液改为稀HSO 溶液，变成析氢腐蚀；保护铁棒时，负极应为比铁活泼的金属，故答案为：
2 4
析氢；锌（或其他比铁活泼的金属）。
【练9】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。
I．如图装置中，U 形管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，各加入生铁
块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于____腐蚀。
（1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_____（填“a”或“b”）边盛有食盐水。
（2）b 试管中铁发生的是_____腐蚀。II．下面两个图都是金属防护的例子。
（3）为了降低某水库的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_______（从下面选项中选择），此方法叫做_____保护法。 A．铜 B．钠 C．
锌 D．石墨
（4）图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的______极。
（5）采取以上两种方法，_________（填“甲”或“乙”）种能使铁闸门保护得更好。
杨sir化学，侵权必究
【答案】电化学 b 吸氧 C 牺牲阳极 负 乙
【分析】
Ⅰ．生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀，若溶液呈酸性则发生析氢腐蚀，若溶液呈
中性则发生吸氧腐蚀，右边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，左边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，据
此解答；
【详解】
Ⅰ. 生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀；故答案为：电化学；
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，b发生吸氧腐蚀，所以b边盛有食盐水，故答
案为：b；
(2)左边b试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
Ⅱ. (3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固
体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极
保护法，故答案为：C；牺牲阳极；
(2)电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故
答案为：负；
(3)因为电解池的保护比原电池保护更好，所以乙种能使铁闸门保护得更好；故答案为：乙。倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育
