专题04 金属的腐蚀与防护（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（鲁科版2019选择性必修1）

专题04 金属的腐蚀与防护 考点01 金属的腐蚀 考点02 电化学腐蚀 考点03 金属的防护 考点04 金属的腐蚀与防护 ▉考点01 金属的腐蚀 1.概念：金属或合金与周围的气体或液体发生 而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生 。 2.根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： ① ：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ② ：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【特别提醒】金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。 ▉考点02 电化学腐蚀 1．钢铁的电化学腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 负极 正极 总反应 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 2.电化学腐蚀 (1) 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀 (2) 实验操作 实验现象 实验解释 ①试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，速率更快 【方法技巧】金属腐蚀快慢的判断方法 (1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 (4)金属活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 ▉考点03 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理： 原理 要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 实验探究一 如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。 已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。 实验装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区) 现象 指针偏转 Zn溶解 有气泡产生，无蓝色沉淀生成 有关反应 — Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 结论 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀 实验探究二： 培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。 实验 装置 现象 铁钉周围变红 铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红 结论 铁作为负极时易腐蚀，作为正极时未腐蚀 (2)外加电流法 原理： 原理 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 1．（23-24高二上·福建福州·期中）北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于西汉的“长信宫灯”。下列说法正确的是 A．青铜的熔点大于纯铜 B．铜锈的主要成分是 C．镏金层破损后，金作负极可以继续保护破损处的铜，此法称为牺牲阳极的阴极保护法 D．铝合金表面氧化物薄膜可保护内部金属不被腐蚀 2．（23-24高二下·河北衡水·期中）金属腐蚀直接关系到人民的生命财产安全等。下列金属的防护措施属于牺牲阳极法的是 A．健身器材表面涂油漆 B．轮船上镶嵌锌块 C．铁制品镀铜 D．钢铁部件发蓝处理 3．（23-24高二上·河北邯郸·期中）化学与生活、生产息息相关。下列说法错误的是 A．马口铁(镀锡铁)破损后在潮湿的空气中比白铁皮(镀锌铁)破损后腐蚀更快 B．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 C．铜在酸雨中发生析氢腐蚀 D．将水闸和惰性电极置于海水中，分别连接电源的负极和正极，采用的是外加电流的阴极保护法防腐 4．（23-24高二上·辽宁·期中）浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列叙述不正确的是 A．金属贮存罐可用钢、铝等材料 B．直流电源b极为负极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 5．（23-24高二上·北京昌平·期中）用铁铆钉固定铜板，通常会发生腐蚀，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁铆钉做负极发生锈蚀 B．铁失去的电子通过水膜传递给 C．铜板的存在会加速铁铆钉腐蚀 D．铁元素变化过程： 6．（23-24高二上·河南·期中）马口铁又名镀锡铁，是电镀锡薄钢板的俗称。1973年中国镀锡薄板会议时已正名为镀锡薄板。下列有关叙述错误的是 A．镀锡薄板具有耐腐蚀性 B．破损的镀锡薄板能发生析氢或吸氧腐蚀 C．破损的镀锡薄板发生电化学腐蚀时铁被氧化 D．破损的镀锌铁耐腐蚀能力比破损的镀锡铁弱 7．（23-24高二上·江苏扬州·期中）下列叙述中不正确的是 A．电解精炼铜时，阴极增加的质量与阳极减少的质量相等 B．铅蓄电池放电时，正极和负极的质量均增大 C．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 D．可将钢铁设备与电源的负极相连以防止钢铁腐蚀 8．（23-24高二上·陕西渭南·期中）随着全球经济的不断发展汽车的使用越来越普及，已经成为现代社会重要的交通工具。但是汽车腐蚀已经成为当今社会不可避免的问题，汽车腐蚀不仅造成巨大的经济损失，物质和能源浪费，而且还会造成环境污染和交通事故。汽车腐蚀主要是构成汽车的钢材的腐蚀。 在空气中，如图所示的四种情况里，铁的腐蚀速率最快的是 A． B． C． D． 9．（23-24高二上·福建厦门·期中）为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 A．实验结束时，装置1左侧的液面会下降 B．实验结束时，左侧液面装置I比装置Ⅱ的低 C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 10．（23-24高二上·福建泉州·期中）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周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图下列说法不正确的是 A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为：4Fe+6H2O+3O2 =4 Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少， 铁片作负极，发生的反应为： Fe-2e-=Fe2+ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为： O2＋2H2O＋4e-=4OH- D．铁片腐蚀最严重区域是生锈最多的区域 11．（23-24高二上·北京海淀·期中）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验I 实验Ⅱ 实验 现象 铁钉周边出现蓝色铜片周边略显红色 铁钉周边出现_______色 锌片周边未见明显变化 下列说法不正确的是 A．实验I中正极的电极反应式： B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色 C．实验Ⅱ中负极的电极反应式： D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 12．（23-24高二上·江西宜春·期中）炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，负极是，发生电极反应： B．失去电子经电解质溶液转移给C C．多孔铁锈的主要成份是Fe(OH)3 D．C是正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH- 13．（23-24高二上·北京西城·期中）下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是 操作 现象 一段时间后，①中，铁钉裸露在外的附近区域变红；②中…… A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应，使溶液显碱性 C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为(M代表锌或铁) 14．（2024·广东广州·二模）航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况 C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀 15．（23-24高二上·安徽蚌埠·期中）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、 (1)如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。 ①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。 ②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，电极反应式为 ， 。 b试管中铁被腐蚀的总反应方程式为 。 (2)如图2两个图都是金属防护的例子。 ①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图2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 (填字母) A．铜    B．钠    C．锌    D．石墨 ②图2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 (填“正”或“负”)极。 ③以上两种方法中， (填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。 16．（23-24高二上·广东广州·期中）电化学原理在金属防腐、物质制备方面有重要的作用。 I．将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，滴入少量酚酞(如下图甲所示)，回答下列问题。 (1)一段时间后a处可能出现的现象是 ，请结合电化学原理解释原因 。 (2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀，取少量溶液于试管，分别进行如表实验，能证明铁钉未被腐蚀的实验是 (填序号) 序号 ① ② ③ ④ 滴入试剂 溶液 淀粉KI溶液 KSCN溶液 溶液 实验现象 产生沉淀 无蓝色出现 无红色出现 无蓝色沉淀 (3)钢铁的吸氧腐蚀简单示意图如上图乙所示，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请作出修改并标出电子流动方向 。 II．是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如上图丙所示。通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。 已知：只在强碱性条件下稳定，易被还原。 (4)Fe电极发生的电极反应为： 。 (5)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。 (6)该电解装置应使用 离子交换膜(填“阳”或“阴”)，当阴极产生112mL(标准状况)的气体时，通过离子交换膜的离子有 mol。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 金属的腐蚀与防护 考点01 金属的腐蚀 考点02 电化学腐蚀 考点03 金属的防护 考点04 金属的腐蚀与防护 ▉考点01 金属的腐蚀 1.概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 2.根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【特别提醒】金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。 ▉考点02 电化学腐蚀 1．钢铁的电化学腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 2.电化学腐蚀 (1) 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀 (2) 实验操作 实验现象 实验解释 ①试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，速率更快 【方法技巧】金属腐蚀快慢的判断方法 (1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 (4)金属活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 ▉考点03 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理 要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 实验探究一 如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。 已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。 实验装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区) 现象 指针偏转 Zn溶解 有气泡产生，无蓝色沉淀生成 有关反应 — Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 结论 溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀 实验探究二： 培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。 实验 装置 现象 铁钉周围变红 铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红 结论 铁作为负极时易腐蚀，作为正极时未腐蚀 (2)外加电流法 原理：电解池原理 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 1．（23-24高二上·福建福州·期中）北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于西汉的“长信宫灯”。下列说法正确的是 A．青铜的熔点大于纯铜 B．铜锈的主要成分是 C．镏金层破损后，金作负极可以继续保护破损处的铜，此法称为牺牲阳极的阴极保护法 D．铝合金表面氧化物薄膜可保护内部金属不被腐蚀 【答案】D 【解析】A．青铜是铜的合金，合金熔点低于成分金属，青铜的熔点低于纯铜，A错误； B．铜锈的主要成分为碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3，B错误； C．铜比金活泼，镏金层破损后，铜作负极会导致铜被加速锈蚀，C错误； D．铝合金表面氧化物薄膜，性质稳定，阻止合金和空气接触发生反应，可以保护内部金属不被腐蚀，D正确； 故选D。 2．（23-24高二下·河北衡水·期中）金属腐蚀直接关系到人民的生命财产安全等。下列金属的防护措施属于牺牲阳极法的是 A．健身器材表面涂油漆 B．轮船上镶嵌锌块 C．铁制品镀铜 D．钢铁部件发蓝处理 【答案】B 【解析】A．健身器材表面涂油漆是增加保护层，与牺牲阳极法无关，故A不选； B．钢铁船身嵌入锌，形成的原电池Zn是负极，Fe是正极，应用了牺牲阳极的阴极保护法，故B选； C．在铁件的表面镀铜可以隔绝空气，防止铁被腐蚀，与牺牲阳极法无关，故C不选； D．钢铁部件发蓝处理，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料，与牺牲阳极法无关，故D不选； 故选B。 3．（23-24高二上·河北邯郸·期中）化学与生活、生产息息相关。下列说法错误的是 A．马口铁(镀锡铁)破损后在潮湿的空气中比白铁皮(镀锌铁)破损后腐蚀更快 B．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 C．铜在酸雨中发生析氢腐蚀 D．将水闸和惰性电极置于海水中，分别连接电源的负极和正极，采用的是外加电流的阴极保护法防腐 【答案】C 【解析】A．镀层破损后，马口铁(镀锡铁)中铁做负极被腐蚀，白铁皮(镀锌铁)中锌做负极、铁做正极被保护，故马口铁(镀锡铁)不如白铁皮(镀锌铁)耐腐蚀，故A正确； B．暖气片表面刷油漆可将金属和空气中的氧气以及水蒸气隔绝，防止金属腐蚀，故B正确； C．铜与氢离子不反应，故铜不会发生析氢腐蚀，故C错误； D．水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门不参与反应，起到了保护作用，该方法是外加电流的阴极保护法，故D正确； 答案选C。 4．（23-24高二上·辽宁·期中）浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列叙述不正确的是 A．金属贮存罐可用钢、铝等材料 B．直流电源b极为负极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 【答案】C 【解析】A．钢的主要成分是铁，铁、铝单质遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢、铝等材料，故A说法正确； B．金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，根据电解池工作原理，金属贮存罐作阳极，即a为正极，b为负极，故B说法正确； C．根据B选项分析，金属贮存罐作阳极，与电源正极相连，故C说法错误； D．Fe为阳极，电压过高时，大量Fe失电子转化成Fe2+，有可能会加剧腐蚀，故D说法正确； 答案为C。 5．（23-24高二上·北京昌平·期中）用铁铆钉固定铜板，通常会发生腐蚀，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁铆钉做负极发生锈蚀 B．铁失去的电子通过水膜传递给 C．铜板的存在会加速铁铆钉腐蚀 D．铁元素变化过程： 【答案】B 【分析】用铁铆钉固定铜板，会形成原电池，根据图示可知，发生的是吸氧腐蚀，铁做负极失去电子，氧气在正极上得电子； 【解析】A．铁铜原电池中，铁更活泼，故做负极被腐蚀，A正确； B．电子不能在电解质溶液中传递，即不是通过水膜传递给氧气的，B错误； C．铁比铜活泼，形成铁铜原电池，铁做负极被加速锈蚀，C正确；   D．铁钉做负极被腐蚀，电极方程式为Fe−2e−=Fe2+，Fe2+接下来与OH−反应生成Fe(OH)2：Fe2++2OH−=Fe(OH)2，而Fe(OH)2易被氧气氧化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3易分解生成铁锈，即铁钉变化过程为，D正确； 故选B。 6．（23-24高二上·河南·期中）马口铁又名镀锡铁，是电镀锡薄钢板的俗称。1973年中国镀锡薄板会议时已正名为镀锡薄板。下列有关叙述错误的是 A．镀锡薄板具有耐腐蚀性 B．破损的镀锡薄板能发生析氢或吸氧腐蚀 C．破损的镀锡薄板发生电化学腐蚀时铁被氧化 D．破损的镀锌铁耐腐蚀能力比破损的镀锡铁弱 【答案】D 【解析】A．锡比铁稳定，镀锡薄板具有耐腐蚀性，A正确； B．根据电解质溶液的酸碱性，铁酸性时发生析氢腐蚀，中性、碱性、弱酸性时铁发生吸氧腐蚀，B正确； C．破损的镀锡薄板发生电化学腐蚀时铁比较活泼，作原电池的负极，失电子发生氧化反应，C正确； D．破损的镀锌铁，因为锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极被保护，而镀锡铁，铁比锡活泼，铁作负极，加速铁的腐蚀，D错误； 答案选D。 7．（23-24高二上·江苏扬州·期中）下列叙述中不正确的是 A．电解精炼铜时，阴极增加的质量与阳极减少的质量相等 B．铅蓄电池放电时，正极和负极的质量均增大 C．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 D．可将钢铁设备与电源的负极相连以防止钢铁腐蚀 【答案】A 【解析】A．电解精炼铜的过程中，阳极上不仅有铜失去电子，还有其它金属失电子，阴极上只有铜离子得电子，所以阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，A错误； B．铅蓄电池在放电过程中，正极电极反应式为：，负极电极反应式为：，故正极和负极的质量均增大，B正确； C．镀铜铁制品镀层破损后，在空气中铜、铁和电解质溶液构成的原电池，铁易失去电子，作负极，铜作正极，加速铁的腐蚀，C正确； D．用外加电流法保护钢铁设备，直流电源的负极和钢铁设备直接相连，可以减缓钢铁设备的腐蚀，D正确； 故选A。 8．（23-24高二上·陕西渭南·期中）随着全球经济的不断发展汽车的使用越来越普及，已经成为现代社会重要的交通工具。但是汽车腐蚀已经成为当今社会不可避免的问题，汽车腐蚀不仅造成巨大的经济损失，物质和能源浪费，而且还会造成环境污染和交通事故。汽车腐蚀主要是构成汽车的钢材的腐蚀。 在空气中，如图所示的四种情况里，铁的腐蚀速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．铁比铜活泼，形成的原电池中铁为负极，铜为正极，铁比较容易被腐蚀； B．锌比铁活泼，形成的原电池中铁为正极，锌为负极，铁难以被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法； C．在电解池中铁与电源的负极相连、为阴极，铁被保护，属于外接电源的阴极保护法； D．在电解池中铁与电源的正极相连、为阳极，铁失去电子被氧化，则铁被腐蚀，且腐蚀的速率大于铁做原电池的负极时的速率；故选D。 9．（23-24高二上·福建厦门·期中）为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 A．实验结束时，装置1左侧的液面会下降 B．实验结束时，左侧液面装置I比装置Ⅱ的低 C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 【答案】B 【解析】装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中，发生化学腐蚀而释放出H2，使左侧液面下降而右侧液面上升，故A正确；装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中发生化学腐蚀而释放出H2，装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降更多，所以左侧液面装置I比装置Ⅱ的高，故B错误；装置Ⅱ中铁钉处于盐酸的蒸气中，悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀，所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，故C正确；装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀，故D正确；故选B。 10．（23-24高二上·福建泉州·期中）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周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图下列说法不正确的是 A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为：4Fe+6H2O+3O2 =4 Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少， 铁片作负极，发生的反应为： Fe-2e-=Fe2+ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为： O2＋2H2O＋4e-=4OH- D．铁片腐蚀最严重区域是生锈最多的区域 【答案】D 【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，铁片作负极，发生的氧化反应，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，液滴边缘是正极区，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- (发生还原反应)，在液滴外沿，由于Fe2++2OH-=Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 形成了棕色铁锈环(b)，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为：4Fe+6H2O+3O2═4 Fe(OH)3，以此解答该题。 【解析】A．根据以上分析，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为：4Fe+6H2O+3O2 =4 Fe(OH)3，A正确； B．铁片作负极，发生的氧化反应，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．O2在液滴外沿反应，液滴边缘是正极区，发生还原反应，正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH- ，C正确； D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域，而是液滴的中心区，D错误； 故答案为：D。 11．（23-24高二上·北京海淀·期中）化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验I 实验Ⅱ 实验 现象 铁钉周边出现蓝色铜片周边略显红色 铁钉周边出现_______色 锌片周边未见明显变化 下列说法不正确的是 A．实验I中正极的电极反应式： B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色 C．实验Ⅱ中负极的电极反应式： D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【解析】A．实验I是吸氧腐蚀，正极的电极反应式：，故A正确； B．实验Ⅱ中铁钉做正极，发生，铁钉周围生成的氢氧根离子导致酚酞变红，故B正确； C．实验Ⅱ中负极是Zn失去电子，电极反应式：，故C错误； D．镀锌铁板破损后铁做正极；镀铜铁板在镀层破损后铁做负极，镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D正确； 故答案为：C。 12．（23-24高二上·江西宜春·期中）炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．腐蚀过程中，负极是，发生电极反应： B．失去电子经电解质溶液转移给C C．多孔铁锈的主要成份是Fe(OH)3 D．C是正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH- 【答案】D 【分析】该原电池中，Fe易失电子作负极，C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，负极反应式为，正极反应式为。 【解析】A．腐蚀过程中，负极是Fe，发生的电极反应为：，A项错误； B．原电池中电子沿外导线从负极流向正极，不能通过电解质溶液，电解质溶液中是离子的定向移动形成闭合回路，B项错误； C．多孔铁锈的主要成份是，C项错误； D．C是正极，正极电极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：，D项正确； 故选D。 13．（23-24高二上·北京西城·期中）下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是 操作 现象 一段时间后，①中，铁钉裸露在外的附近区域变红；②中…… A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应，使溶液显碱性 C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为(M代表锌或铁) 【答案】B 【分析】①中，锌的金属活动性大于铁，则锌作原电池的负极，发生反应Zn-2e−=Zn2+，铁钉作正极，发生反应O2+4e−+2H2O=4OH−；②中，铁的金属活动性大于铜，则铁作原电池的负极，发生反应Fe-2e−=Fe2+，铜作正极，发生反应O2+4e−+2H2O=4OH−。 【解析】A．NaCl的琼脂水溶液能够让离子自由运动，所以其为离子迁移的通路，A正确； B．①中变红是因为发生反应O2+4e−+2H2O=4OH−，OH−使酚酞变红，B不正确； C．反应生成的Fe2+与[Fe(CN)6]3−反应生成蓝色沉淀，使②中铁钉裸露在外的附近区域变蓝，因生成OH−使酚酞变红，而使铜丝附近区域变红，C正确； D．①中发生的氧化反应为Zn-2e−=Zn2+，②中发生的氧化反应为Fe-2e−=Fe2+，均可表示为M-2e−＝M2+(M代表锌或铁)，D正确； 故选B。 14．（2024·广东广州·二模）航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 A．舰艇腐蚀是因为形成了电解池 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况 C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀 【答案】D 【分析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e→Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，据此作答。 【解析】A．舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误； B．海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，故B错误； C．Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误； D．焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，故D正确； 故选：D。 15．（23-24高二上·安徽蚌埠·期中）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、 (1)如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。 ①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。 ②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，电极反应式为 ， 。 b试管中铁被腐蚀的总反应方程式为 。 (2)如图2两个图都是金属防护的例子。 ①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图2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 (填字母) A．铜    B．钠    C．锌    D．石墨 ②图2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 (填“正”或“负”)极。 ③以上两种方法中， (填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。 【答案】(1) b 析氢 (2) C 负 乙 【解析】（1）①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛有食盐水，故答案为b； ②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为，；b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，铁被腐蚀的总反应方程式为； （2）①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，钠能够与水反应，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，故选C； 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，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。 16．（23-24高二上·广东广州·期中）电化学原理在金属防腐、物质制备方面有重要的作用。 I．将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，滴入少量酚酞(如下图甲所示)，回答下列问题。 (1)一段时间后a处可能出现的现象是 ，请结合电化学原理解释原因 。 (2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀，取少量溶液于试管，分别进行如表实验，能证明铁钉未被腐蚀的实验是 (填序号) 序号 ① ② ③ ④ 滴入试剂 溶液 淀粉KI溶液 KSCN溶液 溶液 实验现象 产生沉淀 无蓝色出现 无红色出现 无蓝色沉淀 (3)钢铁的吸氧腐蚀简单示意图如上图乙所示，该图某处稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请作出修改并标出电子流动方向 。 II．是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如上图丙所示。通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。 已知：只在强碱性条件下稳定，易被还原。 (4)Fe电极发生的电极反应为： 。 (5)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 。 (6)该电解装置应使用 离子交换膜(填“阳”或“阴”)，当阴极产生112mL(标准状况)的气体时，通过离子交换膜的离子有 mol。 【答案】(1) 溶液变为红色 铁做正极，发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，使酚酞变红 (2)④ (3) (4)Fe-6e-+8OH-=4H2O+FeO42- (5)防止生成的FeO42-被H2还原 (6) 阴 0.01 【分析】I．裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应生成锌离子，铁做正极被保护；II．电解制备高铁酸钠，铁做阳极发生氧化反应生成高铁酸根离子：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O；Ni做阴极，H2O得电子发生还原反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 【解析】（1）锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应，铁做正极，空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子：O2+4e-+2H2O=4OH-，使得a处溶液显碱性，酚酞溶液变红色； （2）若铁被腐蚀，则会生成亚铁离子； ①溶液中含有氯化钠，氯离子和银离子生成氯化银白色沉淀，不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ②亚铁离子和碘离子不反应，无蓝色沉淀不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ③亚铁离子和KSCN溶液不反应，无红色出现不能说明铁未被腐蚀，不符合题意； ④K3[Fe(CN)6]溶液和亚铁离子生成蓝色沉淀，无蓝色沉淀，说明铁未被腐蚀，符合题意； 故选④； （3）若要保护钢铁，可改成外加电流的阴极保护法，在连接铁和C棒的导线之间加电源，其中铁与电源负极相连，C棒与电源正极相连，电子经导线由负极流向C棒，再由铁经导线流回正极。如图：； （4）据分析，铁电极发生的电极反应为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O； （5）由题意可知高铁酸钠易被氢气还原，而阴极H2O发生还原反生成氢气，因此须将阴极产生的氢气及时排出。 （6）据分析，阳极消耗氢氧根，阴极产生氢氧根，则电解过程中须用阴离子交换膜保证氢氧根能顺利通过；当阴极产生0.005molH2时，据阴极电极反应式可知，同时产生0.01molOH-，为保证离子交换膜右侧溶液呈电中性，这0.01molOH-须转移到铁电极一侧，故通过离子交换膜的离子有0.01mol。 ( 17 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