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專(zhuān)題50 金屬的腐蝕與防護(hù) 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018北京）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）。 ① ② ③ 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Fe B. 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 【答案】D 2．（2017課標(biāo)Ⅰ）支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管柱，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 【答案】C 二、考點(diǎn)突破 1、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 典例1江蘇正在建設(shè)世界最大的海上風(fēng)電場(chǎng)，防腐蝕是海上風(fēng)電的突出問(wèn)題，下列說(shuō)法正確的是 A． 海水的pH一般在8.0～8.5，對(duì)風(fēng)電鋼鐵支架的腐蝕主要是析氫腐蝕 B． 腐蝕總反應(yīng)為4Fe+3O2 +2xH2O＝2[Fe2O3xH2O]（鐵銹）的ΔH ＜0，ΔS＜0 C． 鋼部件鍍鋅前，可用堿液洗去表面的鐵銹 D． 熱噴涂鋅鋁合金，可以減緩管道的腐蝕 【答案】BD 【解析】A項(xiàng)，海水的pH一般在8.0~8.5，海水呈弱堿性，對(duì)鋼鐵支架的腐蝕主要是吸氧腐蝕，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式為：負(fù)極電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+、正極電極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，接著發(fā)生的反應(yīng)有4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3、2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O，腐蝕的總反應(yīng)為4Fe+3O2+2xH2O=2[Fe2O3xH2O]，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔS<0，B正確；C項(xiàng)，鐵銹的主要成分為Fe2O3xH2O，堿液與鐵銹不反應(yīng)，不能洗去鋼部件表面的鐵銹，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鋅鋁合金比Fe活潑，鋅鋁合金為負(fù)極，鋼鐵為正極被保護(hù)，減緩管道的腐蝕，此保護(hù)法稱(chēng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，D正確。 2、外加電流的陰極保護(hù)法 典例2（2018屆山東省濰坊市高三第三次高考模擬考試）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(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Zn2++2e-=Zn D． 斷電時(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕 【答案】C 3、化學(xué)腐蝕 典例3（2018屆四川省資陽(yáng)市高中高三第二次診斷性考試）化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技等密切相關(guān)，下列有關(guān)解釋正確的是 A． 用樟腦丸驅(qū)除衣柜里的蟑螂，是由于樟腦丸的分解產(chǎn)物能殺滅蟑螂 B． 氨氣液化以及液氨氣化均要吸收大量的熱，所以氨氣常作制冷劑 C． 純銀制品在空氣中久置變黑，是因?yàn)榘l(fā)生了電化學(xué)腐蝕 D． 有機(jī)磷農(nóng)藥多為磷酸酯或硫代磷酸酯類(lèi)物質(zhì)，肥皂水等堿性物質(zhì)有利其水解而解毒 【答案】D 【解析】A，用樟腦丸驅(qū)除衣柜里的蟑螂，是由于樟腦丸的主要成分萘酚具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性，揮發(fā)產(chǎn)生的氣體能殺滅蟑螂，A錯(cuò)誤；B，氨氣液化時(shí)放出大量的熱，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，純銀制品在空氣中久置變黑，是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)腐蝕，C錯(cuò)誤；D，有機(jī)磷農(nóng)藥多為磷酸酯或硫代磷酸酯類(lèi)物質(zhì)，肥皂水的主要成分為高級(jí)脂肪酸鹽，由于高級(jí)脂肪酸根的水解，肥皂水呈堿性，酯類(lèi)物質(zhì)能在堿性條件下發(fā)生水解而解毒，D正確。 4、鋼鐵的析氫腐蝕 典例4（2018屆安徽省六安市皖西省示范高中聯(lián)盟高三上學(xué)期期末考試）下列操作或裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? A． 配制一定濃度的NaCl溶液 B． 除去CO2中的HCl氣體 C． 觀察鐵的析氫腐蝕 D． 快速制備和收集一定量的氨氣 【答案】B 5、鋼鐵的吸氧腐蝕 典例5（2018屆天津市南開(kāi)區(qū)高三三模）下列實(shí)驗(yàn)操作正確且能達(dá)到相應(yīng)目的的是 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)操作 A 稱(chēng)取2.0gNaOH固體 先在托盤(pán)上各放1張濾紙，然后在右盤(pán)上添加2g砝碼，左盤(pán)上添加NaOH固體 B 配制稀硫酸 先將濃硫酸加入燒杯，后倒入蒸餾水 C 驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕 將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒(méi) D 檢驗(yàn)溶液中是否有NH4+ 取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體 【答案】D 【解析】A項(xiàng)，NaOH具有強(qiáng)腐蝕性，不能用濾紙稱(chēng)量NaOH固體，應(yīng)用玻璃器皿（如燒杯等）稱(chēng)量NaOH固體，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，濃硫酸的密度比水大得多，直接將水加入濃硫酸會(huì)使水浮在濃硫酸表面，大量放熱而使酸液沸騰濺出造成事故，稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不斷攪拌，使稀釋產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋼鐵在中性或酸性很弱的溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，鹽酸具有強(qiáng)酸性，用鹽酸浸沒(méi)鐵釘驗(yàn)證鐵的析氫腐蝕，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，檢驗(yàn)NH4+的原理是NH4++OH-?NH3↑+H2O，NH3能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，檢驗(yàn)NH4+的實(shí)驗(yàn)操作為：取少量試液于試管中，加入NaOH溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，若試紙變藍(lán)，則原試液中含NH4+，D正確。 6、探究題 典例6（2018屆北京市西城區(qū)重點(diǎn)中學(xué)高三上學(xué)期期末復(fù)習(xí)檢驗(yàn)）某小組同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕原理的探究實(shí)驗(yàn)： 裝置 分別進(jìn)行的操作 現(xiàn)象 i. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加酚酞 ii. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 （1）小組同學(xué)認(rèn)為以上兩種檢驗(yàn)方法，均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。 ①實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象是________________________________。 ②用化學(xué)用語(yǔ)解釋實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象：________________________________。 （2）查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。 ①據(jù)此有同學(xué)認(rèn)為僅通過(guò)ii中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，理由是_____________________。 ②進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)幾分鐘后的記錄如下： 實(shí)驗(yàn) 滴管 試管 現(xiàn)象 0.5 molL-1K3[Fe(CN)6]溶液 iii. 蒸餾水 無(wú)明顯變化 iv. 1.0 molL-1NaCl溶液 鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀 v. 0.5 molL-1 Na2SO4溶液 無(wú)明顯變化 a. 以上實(shí)驗(yàn)表明：在條件下____________，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。 b. 為探究Cl-的存在對(duì)反應(yīng)的影響，小組同學(xué)將鐵片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗凈）后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。此補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)表明Cl-的作用是____________________。 （3）有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)仍不嚴(yán)謹(jǐn)。為進(jìn)一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對(duì)實(shí)驗(yàn)ii結(jié)果的影響，又利用（2）中裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。其中能證實(shí)以上影響確實(shí)存在的是___________（填字母序號(hào)）。 實(shí)驗(yàn) 試劑 現(xiàn)象 A 酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除O2） 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 B 酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（未除O2） 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 C 鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（已除O2） 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 D 鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液（已除O2） 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 （4）綜合以上實(shí)驗(yàn)分析，利用實(shí)驗(yàn)ii中試劑能證實(shí)鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)方案是_________。 【答案】 碳棒附近溶液變紅 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，會(huì)干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成Fe2+的檢驗(yàn) Cl-存在 Cl-破壞了鐵片表面的氧化膜 AC 連好裝置一段時(shí)間后，取鐵片（負(fù)極）附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 ②a．由實(shí)驗(yàn)iii．蒸餾水，無(wú)明顯變化；iv.1.0mol?L-1NaCl溶液，鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀；v.0.5mol?L-1Na2SO4溶液，無(wú)明顯變化．可知在Cl-存在下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，故答案為：Cl-存在； b．由小組同學(xué)將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)III，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的實(shí)驗(yàn)可分析是Cl-破壞了鐵表面的氧化膜，故答案為：Cl-破壞了鐵表面的氧化膜；