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考点20 金属的腐蚀与防护
(核心考点精讲精练)
一、3 年真题考点分布
考点内容
考题统计
金属的腐蚀
2022 广东卷11 题，4 分；
金属的防护
2021 全国乙卷6 题，6 分；
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
金属的腐蚀与防护，是电化学的重要组成部分，从近三年高考试题来看，虽然考查力度没有新型电源
和电解应用频率高，但作为考点知识轮换，在近几年的考题中时有出现。
【备考策略】
复习时应特别关注两种电化学防腐(牺牲阳极的阴极保护法外、外加电流的阴极保护法)。
【命题预测】
预测2024 年高考将会金属的腐蚀与防护为切入口，考查电解原理在实际生产中的应用，应加以关注。
考法
1
金属的腐蚀
1．金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。
2．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
金属跟非金属单质直接接触
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
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
1
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条件
水膜酸性较强(pH≤4.3)
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
1．根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀
正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶
液发生吸氧腐蚀；NH4Cl 溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
2．判断金属腐蚀快慢的规律
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀
>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液
中。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程( )
(2)纯银质物品久置表面变暗，是银发生吸氧腐蚀的结果( )
(3)Al、Fe、Cu 在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－==Fe3＋( )
(5)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀( )
(6)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )
(7)生铁比纯铁容易生锈( )
(8)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( )
(9)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )
(10)电镀时，钢管作阳极，锌棒作阴极( )
(11)镀锌的目的是在钢管表面形成Fe—Zn 合金，增强钢管的耐腐蚀能力( )
(12)钢管镀锌过程中，阴极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)√ (10)× (11)× (12)√
2
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例1 某同学进行下列实验
操作
现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一
滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后，生铁片上出现如图所
示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域
为蓝色，在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是( )
A．生铁片发生吸氧腐蚀
B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋
【答案】D
【解析】生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，
故A、C 两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B 项合理；
在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，不是4Fe2＋＋O2＋
10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋，故D 项不合理。
例2 中国第三艘航母福建舰正式列装服役，航母所用特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材
料的耐腐蚀性。在一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH 的关系如表所示，下列说法正确的是( )
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2
-
A．当pH＜6.5 时，碳钢主要发生化学腐蚀
B．当pH＜4 和pH＞13.5 时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C．pH 越大，碳钢的腐蚀速率越慢
D．pH＝14 时，负极反应为4OH-+Fe-3e-= FeO2
-+2H2O
【答案】D
【解析】A 项，当pH＜4 时，碳钢主要发生化学腐蚀，当4＜pH＜6.5 时，主要发生电化学腐蚀，A 不
正确；B 项，当pH＜4 时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当pH＞13.5，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B 不正确；C
项，从表中信息可以得出，pH 在6~8 之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但pH＞8 时，碳钢的腐蚀速率加快，C
不正确；D 项，pH＝14 时，在负极，Fe 失电子的产物与OH-反应生成FeO2
-等，电极反应式为4OH-+Fe-3e-
3
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= FeO2
-+2H2O，D 正确；故选D。
对点1 深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被SO4
2-腐蚀，其电化学腐蚀原理如
图所示。下列与此原理有关的说法错误的是( )。
A．正极反应：SO4
2-+5H2O+8e-=HS-+9OH-
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe 腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【解析】原电池的正极发生还原反应，由图示可知，发生的电极反应为SO4
2-+5H2O+8e-=HS-+9OH-，
由于HS-、OH-的浓度很小，故在一定条件下可以共存，A 项正确；硫酸盐还原菌的主要成分含蛋白质，在
高温下易变性，失去催化作用，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B 项正确；由图示可知，Fe 腐蚀的
最终产物为FeO，C 项错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn-Fe 原电池，Fe 为正极，可以延缓管道的腐蚀，
D 项正确。
对点2 厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面促进钢
铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是( )。
A．厌氧腐蚀属于化学腐蚀
B．负极的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+
C．每生成1 mol FeS，最终转移的电子数为8NA
D．镀锌钢管破损后仍能减缓钢管的腐蚀
【答案】A
【解析】钢管中含有碳元素，铁、碳与潮湿的土壤形成原电池，则厌氧腐蚀属于电化学腐蚀，A 项错
4
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误；根据图像可知，负极铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，B 项正确；硫酸根离子变为
硫离子时，转移8 个电子，则每生成1 mol FeS，最终转移的电子数为8NA，C 项正确；镀锌的钢管破损后
锌比铁活泼，锌作负极，保护铁不被腐蚀，D 项正确。
考法
2
金属的防护
(1)电化学防护
①牺牲阳极保护法——原电池原理
a．负极：比被保护金属活泼的金属；
b．正极：被保护的金属设备。
②外加电流阴极保护法——电解原理
a．阴极：被保护的金属设备；
b．阳极：惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法( )
(2)当镀锌铁制品的镀层破损时，锌层仍能对铁制品起保护作用( )
(3)可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀( )
(4)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( )
(5)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀( )
(6)水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
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例1 (2020•江苏卷)将金属M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情
境中，下列有关说法正确的是( )
A．阴极的电极反应式为
B．金属M 的活动性比Fe 的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】A 项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A 错误；B 项，
阳极金属M 实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M 活动性比Fe 的
活动性强，故B 错误；C 项，金属M 失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电
子，自身金属不再失电子从而被保护，故C 正确；D 项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子
浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D 错误；故选C。
例2 某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说
法正确的是( )
A． 在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生化学腐蚀
B． 在潮湿的酸性土壤中金属棒M 将电子通过导线流向钢管
C． 在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M 移动，抑制H+与铁的反应
D． 钢管与金属棒M 也可用导线分别连接直流电源正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零
【答案】B
【解析】A 项，在酸性环境下，钢铁发生析氢腐蚀，故A 错误；B 项，为了减少钢管的损失，金属棒
M、钢管应在酸性土壤中形成原电池，其中金属M 做负极，失去电子，失去的电子通过导线流向钢管，钢
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管做正极被保护，故B 正确；C 项，在潮湿的酸性土壤中，存在大量氢离子，氢离子移动到正极上得电子
被还原，即移动到钢管上得电子，故能抑制氢离子与铁的反应，故C 错误；D 项，钢管与金属棒M 也可用
导线分别连接直流电源正、负极，钢管作正极，腐蚀速率加快，故D 错误。
对点1 我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，
在
铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误
的
是( )
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
【答案】C
【解析】锌环与电源的正极相连，为阳极，A 项正确；断电时，Zn 比铁活泼，作负极，电极反应为
Zn－2e－===Zn2＋，C 项错误。
对点2 如图是自来水表的常见安装方式。下列有关说法不正确的是( )
A．该安装方式的水表更容易被腐蚀
B．发生腐蚀过程中，电子从接头流向水表
C．腐蚀时水表发生的电极反应为2H2O+O2+4e−===4OH−
D．腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+ O2+2H2O ===4Fe(OH)3
【答案】A
【解析】构成原电池，腐蚀铁，保护铜，所以该安装方式的水表不易被腐蚀，故A 不正确；电子由铁
流向铜，即电子从接头流向水表，故B 正确；水表发生了吸氧腐蚀，氧气在水表的表面得电子，电极反应
式为2H2O+O2+4e−===4OH−，故C 正确；负极放电产生的Fe2+与正极产生的OH−结合成 Fe(OH)2，Fe(OH)2
被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，所以腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3，故D 正
确。
1．(2022•广东选择性考试，11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀
锌铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN 溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
【答案】D
【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl 溶液中，会构成原电池，由于
7
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锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶
液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。A 项，氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液
后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A 不符合题意；B 项，淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物
质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可碘化钾发生反应，故B 不符合题意；C 项，KSCN 溶液可
检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN 溶液后，均无红
色出现，故C 不符合题意；D 项，K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会
生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D 符合题意。故选D。
2．(2021•全国乙卷，6)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排
放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是( )
A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰
性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O 优先得电子生成H2和OH-，结合
海水成分及电解产物分析。A 项，根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化
反应，A 正确；B 项，设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管
道中会发生反应生成NaCl、NaClO 和H2O，其中NaClO 具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B 正确；
C 项，因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，
C 正确；D 项，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面
会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D 错误。故选D。
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