专题17 金属的腐蚀与防护——备战2021年高考化学之突破教材实验热点（学生版）

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专题 17 金属的腐蚀与防护

1．钢铁生锈原理

实验名称钢铁生锈原理

实验装置

实验原理负极：2Fe−4e−2Fe2+；正极：O2+2H2O+4e−4OH−；

总反应：2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2；

后续反应：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3•xH2O

实验用品经酸除锈的铁钉、饱和食盐水、水；具支试管、橡皮塞、导管、试管。

实验步骤将经过酸洗涤除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。几分钟后，观察

导管中水柱的变化。

实验现象几分钟后，导管末端的水柱液面上升，铁钉表面有锈迹产生。

实验结论铁钉在中性的食盐水溶液中易发生吸氧腐蚀。

实验说明装置的气密性必须良好，否则很难观察到导管末端的水柱高度变化。

2．实验验证牺牲阳极的阴极保护法

实验名称验证牺牲阳极的阴极保护法

实验装置

实验原理锌电极：Zn－2e－Zn2+；铁电极：2H++2e－H2↑。

实验用品 K3[Fe(CN)6]溶液、经过酸化的3%NaCl溶液；Zn电极、Fe电极、电压表、烧杯。

实验步骤

按图连接好装置，观察电压表和铁电极上的现象。往铁电极区滴入2滴黄色

K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液，观察烧杯内溶液颜色的变化。

实验现象

电压表指针发生偏转，铁电极上有气泡产生；往铁电极区滴入K3[Fe(CN)6]溶液

后，溶液不变蓝色。

实验结论图示装置构成了原电池，较活泼金属锌被腐蚀，铁未被腐蚀（被保护）

利用下图装置进行实验，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处溶液的 pH 增大，b处溶液的 pH 减小

D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋

【答案】C

【解析】根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为

左边　负极：Fe－2e－===Fe2＋

正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－

右边　负极：Fe－2e－===Fe2＋

正极：2H＋＋2e－===H2↑

a、b处的 pH 均增大，C错误。

【易错点睛】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。

1．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )

A．当镀锌铁制品镀层破损时，镀层不能对铁制品继续起保护作用。

B．铜表面会覆盖一层绿色的铜锈不是化学过程。

C．保护海轮外壳可以采用牺牲阳极的阴极保护法

D．保护地下输油钢管与外加直流电源的正极相连。

2．港珠澳大桥的设计使用寿命高达120 年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌

(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是

A．钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+

B．防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子

C．防腐涂料可以防水、隔离 O2，降低吸氧腐蚀速率

D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除

3．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：

序号实验 5 min 25 min

实验 I铁钉表面及周边未见明显变化

铁钉周边零星、随机出现极少量红色和

蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成

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