第3节 第1课时 金属的腐蚀与防护（分层作业）-【上好课】2024-2025学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第三节 金属的腐蚀与防护 第1课时 金属的腐蚀与防护 （分层练习） 一、单选题 1．（24-25高二上·福建宁德·阶段检测）化学与生活息息相关，下列说法正确的是 A．掩埋废旧电池不会造成环境污染 B．保护水中的钢闸门，应将其与电源正极连接 C．“祝融号”火星车使用的太阳能电池板可将电能转化为化学能 D．用“保暖贴”取暖，铁做负极发生吸氧腐蚀，放出热量 【答案】D 【详解】A．废旧电池中含有重金属离子，掩埋废旧电池会造成土壤、水体污染，A错误； B．将水中的钢闸门与电源的正极连接，使钢闸门成为阳极，失电子速率加快，加速了钢闸门的腐蚀，B错误； C．“祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能，C错误； D．“保暖贴”内含铁粉、碳、氯化钠，发生吸氧腐蚀时铁粉作负极，碳作正极，D正确； 故答案为：D。 2．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）下列有关做法与化学原理不相匹配的是 选项 做法 化学原理 A 电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀 牺牲阳极的阴极保护法 B 合成氨工厂运用电化学方法使金属表面钝化，防止反应塔腐蚀 被保护金属与外加电源正极相连，使金属发生钝化 C 化工厂中盛装酸性溶液的铁管道与电源的负极相连 外加电流阴极保护法 D 铁粉和生石灰常用作袋装食品的抗氧化剂 能够吸收氧气防止食品腐坏 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀，Mg活泼作负极，内胆作正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B．电化学方法使金属表面钝化，则金属要被氧化，故被保护金属与外加电源正极相连，使金属发生钝化，达到保护的目的，故B正确； C．铁管道与外接电源的负极相连作阴极，阴极的电极材料不参加反应，作阴极能被保护，所以外加电流阴极保护法能防止铁管道被腐蚀，故C正确； D．生石灰不能吸氧，不能作为抗氧化剂，故D错误； 答案选D。 3．（24-25高二上·云南曲靖·阶段检测）下列关于如图所示金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源正极相连，可防止钢闸门被腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆只是为了美观， D．图④，该装置用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 【答案】A 【详解】A．图①轮船外壳上镶嵌锌块，构成原电池，锌为负极，轮船外壳为正极被保护，可减缓船体的腐蚀速率，A正确； B．图②为外加电源的阴极保护法，通电后电子从电源负极出发到钢闸门，可防止钢闸门被腐蚀，B错误； C．图③运动器材表面刷油漆可避免金属与空气直接接触，可防止金属腐蚀，C错误； D．图④中Cu与Fe形成原电池，Cu为正极，Fe为负极，Fe被腐蚀，对钢管不起防腐作用，D错误； 故选A 4．（24-25高二上·江苏镇江·阶段检测）下列说法正确的是 A．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变 B．工业可以电解熔融的MgO和AlCl3制备镁、铝 C．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 D．上图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图，图中生成铁锈最多的是B区域 【答案】D 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜中的锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，所以电解质溶液中的铜离子浓度减小，故A错误； B．氧化镁的熔点高于氯化镁，熔融时消耗能量大于氯化镁，而氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，所以工业可以电解熔融的氯化镁和氧化铝制备镁、铝，故B错误； C．铜在潮湿的空气中会被空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气腐蚀生成碱式碳酸铜，故C错误； D．铁在海水中发生吸氧腐蚀，海水越深氧气含量越少，海水中氧气的浓度越大，生成生成铁锈越多，由图可知，A区域铁闸门未与海水接触，B、C、D区域中B区域的海水中氧气浓度最大，所以生成铁锈最多的是B区域，故D正确； 故选D。 5．（2024·广东揭阳·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 【答案】C 【详解】A．取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水，铁皮发生吸氧腐蚀，没有生成，A错误； B．铁片发生吸氧腐蚀，Fe电极方程式为：，边缘处红色得原因是二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁，B错误； C．铁片发生吸氧腐蚀，反应后中心区域溶液呈碱性，pH>7，C正确； D．铁皮发生吸氧腐蚀得原理是原电池，但化学能不能完全转化为电能，D错误； 故选C。 6．（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 【详解】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。 7．（24-25高二上·江苏南通·开学考试）下列叙述错误的是 A．K与N连接时，若X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 B．K与N连接时，若X为氯化钠，石墨电极上的反应为 C．K与M连接时，若X为硫酸，一段时间后溶液的pH减小 D．K与M连接时，若X为氯化钠，石墨电极上的反应为 【答案】B 【详解】A．K与N连接时且X为硫酸，形成Fe—石墨—H2SO4原电池，正极氢离子得到电子变为氢气，氢离子浓度降低，因此一段时间后溶液的增大，A正确； B．K与N连接时且X为氯化钠，发生铁的吸氧腐蚀，因此石墨电极上的反应为，B错误； C．K与M连接时且X为硫酸，石墨为阳极，水中氢氧根失去电子变为氧气，铁为阴极，氢离子得到电子变为氢气，整个过程是电解水，溶液体积减少，浓度变大，一段时间后溶液的减小，C正确； D．K与M连接时且X为氯化钠，石墨为阳极，氯离子失去电子变为氯气，因此石墨电极上的反应为，D正确； 故选B。 8．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 【答案】B 【详解】A．由图可知，高硅铸铁是惰性辅助阳极材料，所以不会耗损，A错误； B．根据图中所示中间一极产物为氯气，其为阳极，两侧电极产物为金属钠，则为阴极，B正确； C．氯化铝是共价化合物，熔融态不导电，C错误； D．由于镁的金属活泼性强于锌，所以镁块对输水管保护作用更好，D错误； 故选B。 9．（24-25高二上·河北保定·开学考试）为了防止金属腐蚀，可以采用外加电流的阴极保护法(如图所示)，下列说法正确的是 A．N极为电源的正极，辅助阳极上发生还原反应 B．阴极上的电极反应式为Fe+2e-=Fe2+ C．该装置工作时，海水中的阴离子向辅助阳极迁移 D．电子的流动方向为M极→钢铁闸门→海水→辅助阳极→N极 【答案】C 【分析】钢铁闸门与电源负极连接的电极为阴极，发生还原反应，所以M电极是负极；与电源正极连接的电极为阳极，发生氧化反应，则N电极为正极。溶液中阳离子向阴极定向移动，阴离子向阳极定向移动。 【详解】A．根据图示可知：钢铁闸门连接电源的负极，作阴极，发生还原反应；辅助阳极连接电源的正极，作阳极，阳极发生氧化反应，A错误； B．阴极上发生还原反应，由于得电子的能力：H+＞Na+，所以阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B错误； C．该装置工作时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，海水中的阴离子向正电荷较多的辅助阳极迁移，C正确； D．电子不能进入到电解质溶液中，因此装置工作时，电子的流动方向为：从M极→钢铁闸门，然后由辅助阳极→N极，D错误； 故合理选项是C。 10．（23-24高二上·福建泉州·期末）港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 D．水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理 【答案】D 【详解】A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，从而防止钢铁被腐蚀，A正确； B．耐候钢是一定量的铜以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成的，具有普通钢材的易延展、高强度、抗疲劳等特性，是一种具有抗腐蚀性的合金，B正确； C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法，使桥体成为阴极，避免钢铁失去电子被腐蚀，C正确； D．水下钢柱镶铝块，铝的活泼性比铁强，铝作原电池负极，铁作原电池正极，从而达到抗腐蚀目的，其原理为牺牲阳极的阴极保护法，利用了原电池原理，D错误； 故选D。 11．（23-24高二上·安徽黄山·期末）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 下列说法错误的是 A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e−=2H2O 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 【分析】实验I中，铁更活泼，发生吸氧腐蚀，铁为负极，失电子，生成亚铁离子，铜为正极，发生电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-；实验Ⅱ中，Zn更活泼，做负极，失电子，生成锌离子，从而保护了铁不被腐蚀，铁做正极，电极反应式和实验I中铜电极相同。 【详解】A．实验I中，铁更活泼，为负极，失电子生成亚铁离子，遇K3[Fe(CN)6]溶液显蓝色，铜做正极，电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-，酚酞遇碱变红，A正确； B．实验Ⅱ中，铁做正极，电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH-，酚酞遇碱变红，而锌为负极，失电子生成锌离子，无明显现象，B正确； C．实验I发生吸氧腐蚀，实验Ⅱ铁被保护，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e−=4OH-，C错误； D．对比实验I、Ⅱ可知，镀铜铁板在镀层破损后铁为负极，更易被腐蚀，D正确； 本题选C。 12．（24-25高二上·福建莆田·阶段检测）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处少。下列说法正确的是 A．液滴中的Cl-由a区向b区迁移 B．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 C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2+由a区向b区迁移，与b区的OH-形成，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为 【答案】D 【分析】液滴之下氧气含量比边缘处少，所以液滴边缘为正极，发生反应，液滴中心为负极，负极发生反应Fe-2e-=Fe2+，所以圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，液滴外沿形成棕色铁锈环(b)。发生铁的吸氧腐蚀。 【详解】A．a为负极、b为正极，液滴中的Cl-由b区向a区迁移，故A错误； B．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板在铜铁接触处滴加NaCl溶液，共存原电池，铁为负极、铜为正极，负极发生的电极反应Fe-2e-=Fe2+，故B错误； C．液滴下的Fe失电子发生氧化反应而被腐蚀，故C错误； D．液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为，故D正确； 选D。 二、填空题 13．（24-25高二上·全国·单元测试）某研究小组对铁生锈进行研究。 (1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。 经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。 ①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是 。 ②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于 ，正极电极反应式为 。 ③实验B所用的水要经过 处理；植物油的作用是 。 ④实验C中碱石灰的作用是 。 (2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是 ，该实验 (填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。 【答案】(1) 有水（或电解质溶液）和氧气（或空气） 吸氧腐蚀 O2+4e-+2H2O=4OH- 煮沸（或“除去氧气”） 隔绝空气（或“防止氧气与铁接触”） 吸收水蒸气（或“干燥”“保持试管内干燥环境”） (2) 铁的腐蚀要吸收氧气（或“氧气参与反应”“消耗了氧气”）使气体体积减少 不能 【详解】（1）①A试管中的铁钉与空气和水接触能生锈，B试管采用植物油隔绝了空气，C试管中用碱石灰吸收了试管内水分，B、C试管中的铁钉不生锈，所以铁生锈的条件为有水（或电解质溶液）和氧气（或空气）； ②在中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极得到电子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； ③实验B研究水对铁钉生锈的影响，所以需排除B中的氧气，水中一般溶解有氧气，所以需将水煮沸以除去氧气，植物油的作用是防止氧气与铁接触； ④实验C研究氧气对铁钉生锈的影响，需除去试管内的水，碱石灰可与水发生反应，所以实验C中碱石灰的作用是吸收水蒸气或保持试管内干燥环境； （2）铁被腐蚀，吸收了空气中的氧气，使得试管内气体体积减小，压强减小，从而试管内液面升高；实验D不能说明水对铁钉生锈产生影响，需添加对比实验。 14．（22-23高二上·全国·课后作业）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)如图装置中，U形管内为红墨水，两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试管生铁中碳上发生的电极反应式为 。 (2)如图甲、乙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图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，此方法叫 。 (3)实验室需用Fe、C棒设计一套装置来电解饱和NaCl溶液并检验两极生成的气体产物，则Fe棒应接直流电源的 (填“正极”或“负极”)；电解开始后，阴极产物为 (填化学式)。 (4)装置丙可以用来制备氢氧化亚铁并且可以较长时间不被氧化，写出制备氢氧化亚铁的总反应式 。 【答案】(1) b 2H++2e-=H2↑或2+2e-=H2↑+2NH3↑ (2) C 外接电源的阴极保护法 (3) 负极 H2和NaOH (4) 【分析】本题为原电池和电解池的原理考查题，根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电解池中与电源正极相连的一极为阳极，阳极发生氧化反应，与电源负极相连的一极为阴极，阴极发生还原反应，据此分析结合各小题具体情况解题。 【详解】（1）①导致U型管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强不大，右边试管内气体的氧气减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵（显酸性），发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀，故答案为：b； ②由上述分析可知，a试管中装有酸性NH4Cl溶液，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故该电极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑或2+2e-=H2↑+2NH3↑，故答案为：2H++2e-=H2↑或2+2e-=H2↑+2NH3↑； （2）①铜比铁更不活泼，与铁组成原电池时Fe作负极，加快Fe的腐蚀，石墨为惰性电极，与铁组成原电池时Fe作负极，加快Fe的腐蚀，金属钠能直接和水反应，只有锌比铁更活泼，与铁组成原电池时Fe作正极，能够减慢Fe的腐蚀，故答案为：C； ②由题干图示信息可知，图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，此方法叫外接电源的阴极保护法，故答案为：外接电源的阴极保护法； （3）已知电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，故实验室需用Fe、C棒设计一套装置来电解饱和NaCl溶液并检验两极生成的气体产物，则Fe棒应接直流电源的负极，作阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，碳棒与电源的正极相连，作阳极，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故电解开始后，阴极产物为H2和NaOH，故答案为：负极；H2和NaOH； （4）由题干装置丙可知，Fe与电源正极相连，是阳极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极与电源负极相连，作阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极产生的OH-和阳极产生的Fe2+结合生成Fe(OH)2，苯能够隔绝空气中的O2，故利用该装置可以用来制备氢氧化亚铁并且可以较长时间不被氧化，该方法制备氢氧化亚铁的总反应式为：，故答案为：。 15．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）Ⅰ.利用微电解技术可以处理工业废水，该技术利用铁屑中的铁和碳组分分别作为微小电池的负极材料和正极材料， (1)写出该微小电池负极电极反应式： 。 (2)利用该微小电池处理酸性含铬废水(主要含有)。原理是利用电极反应物与某些污染物反应，从而达到去除污物的作用。废水中的通过反应转化为，此过程的离子反应方程式为 ，最终以形式除去。 Ⅱ．为探究金属的腐蚀情况，某同学取一张用饱和NaCl溶液浸湿的石蕊试纸，平铺在一块金属板上，按如图所示的方法连接电路。 (3)若试纸为红色石蕊试纸，金属板为一锌片，B处为一灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主要成分为石墨)放置在试纸上一段时间，发现电流计指针发生偏转铅笔芯与试纸接触处颜色变蓝，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为 。 (4)上述(3)中的变化在本质上与钢铁的 腐蚀类似，若将(3)中的锌换成铁，最终会生成铁锈，写出铁锈的主要成分： 。 Ⅲ．用、和熔融组成的燃料电池作电源，电解饱和的溶液和溶液制备某些单质，盐桥中充有饱和的溶液。 (5)石墨1电极反应式为 ，石墨4电极产物工业冶炼方法为 。 (6)实验结束后，可用 洗涤石墨3上附着的电极产物。 【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+ (2)Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O (3)O2+2H2O+4e-=4OH- (4) 吸氧 (5) 热分解法 (6)CS2或热碱溶液 【详解】（1）铁碳微电池的正极为碳，负极为Fe，反应式为Fe-2e-=Fe2+； （2）电解池溶液里Cr2O转化为Cr3+，化合价降低共6价， Fe失去电子生成Fe2+，酸性条件Fe2+将Cr2O还原为Cr3+，自身被氧化为Fe3+，反应离子方程式为：Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O； （3）若试纸为红色石蕊试纸，金属板为一锌片，B处为一灵敏电流计，接通电路，则该装置构成原电池，锌作负极，铅笔芯石墨作正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-； （4）铁在中性条件下发生的是吸氧腐蚀，所以(3)中的变化在本质上与钢铁的吸氧腐蚀类似；铁锈的主要成分为； （5）实验的目的是电解饱和的溶液和溶液制备某些单质，则石墨4应该为阴极，银离子得电子生成单质银，石墨3为阳极，硫离子失电子生成单质硫，故石墨1为燃料电池的正极，石墨2为负极；石墨1上是氧气得电子后结合CO2生成碳酸根，电极反应式为；石墨4得到单质银，工业上冶炼银的方法为热分解法； （6）石墨2电极上附着的产物是单质硫，可以用CS2或热碱溶液洗涤。 1、 单选题 1．（2024·全国·模拟预测）为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是 A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀 B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽 C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大 D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子 【答案】D 【分析】左侧锥形瓶为原电池装置，锌为原电池负极，浸没在ZnSO4溶液中的铜丝作正极，右侧烧杯为电解池，浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，浸没在CuSO4溶液中的右侧铜作阴极。 【详解】A．若左侧锌发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内气压减小，左侧红墨水在外界大气压作用下被压入红色水柱，左侧导管内的红色水柱缓缓上升，A正确； B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，与原电池正极相连，表面变得粗糙无光泽，B正确； C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大，碱性增强，C正确； D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，则电路中转移0.002mol电子，D错误。 故选D。 2．（24-25高二上·河北沧州·阶段检测）下列有关电化学实验装置或图示的说法错误的是 A．不能用图甲装置组装铜锌原电池 B．用图乙装置可实现反应Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑ C．用图丙装置可制得消毒剂NaClO同时减少Cl2的逸出 D．图丁所示为埋在地下的钢管道采用外加电流的阴极保护法防腐 【答案】D 【详解】A．由图可知，装置甲中右池中的硫酸锌不能和负极材料金属锌发生自发的氧化还原反应，不能构成原电池，故A正确； B．由图可知，乙装置中铜电极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子移向阳极，与铜离子反应生成氢氧化铜，故B正确； C．由图可知，丙装置中下端的石墨电极为电解池的阳极，氯离子放电生成的氯气在溶液中向上移动，上端的石墨电极为阴极，放电生成的氢氧根离子向下移动，氯气与氢氧化钠在移动过程中充分反应生成次氯酸钠，同时能减少氯气的逸出，故C正确； D．由图可知，丁装置中钢管的保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故D错误； 故答案选D。 3．（24-25高二上·北京·阶段检测）用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 【答案】C 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。 【详解】A．根据分析可知，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A正确； B．锥形瓶中的Fe粉和Cu粉与酸溶液共同构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：，故B正确； C．若pH=4.0时，若只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，但图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误； D．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，因此，正极反应式有：和，故D正确； 故答案选C。 4．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）下图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述错误的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨附近pH最大 C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，Fe腐蚀情况前者更慢 D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上电极反应为： 【答案】C 【详解】A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点处水面上铁与空气及水蒸气接触，最易发生腐蚀，铁锈最多，A正确； B．若X为食盐水，K与M连接，形成原电池，碳棒为正极，发生吸氧腐蚀，，氢氧根离子浓度增大，pH最大，B正确； C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，都形成原电池，接M时铁为负极，腐蚀加快，而接N时铁为正极，被保护，Fe腐蚀情况前者更快，C错误； D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上氢离子得电子产生氢气，电极反应为，D正确； 故答案选C。 5．（24-25高二上·河北沧州·阶段检测）每年钢铁腐蚀产生的损耗是巨大的。下列有关说法正确的是 A．生铁比纯铁更容易被腐蚀与电化学腐蚀有关 B．钢铁表面水膜呈中性时，易发生析氢腐蚀 C．可将铜块安装在钢铁设备上，减缓钢铁腐蚀 D．铁与Cl2反应属于电化学腐蚀 【答案】A 【详解】A．生铁比纯铁更容易被腐蚀，是因为生铁中含有杂质C易形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率加快，A正确； B．钢铁表面水膜呈中性时，易发生吸氧腐蚀，B错误； C．铁的金属性比铜活泼，将铜块安装在钢铁设备上，铁作负极，铜作正极，会加快铁的腐蚀，C错误； D．铁与Cl2反应属于化学腐蚀，D错误； 故选A。 6．（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究，下列说法正确的是 A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管 B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 C．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，由铝箔表面区向活性炭区迁移 D．图Ⅲ装置的总反应为，生成的进一步脱水形成白斑 【答案】D 【详解】A．用酒精灯加热左边的具支试管会使试管内气体压强增大，导致气体溢出，不能观察到液柱上升，故A错误； B．铁钉发生吸氧腐蚀时，负极材料为铁，正极为碳棒，故B错误； C．由图可知，铝箔为原电池的负极，活性炭为正极，所以氯离子由活性炭区向铝箔表面区迁移，故C错误； D．由图可知，铝箔为原电池的负极，铝在负极失去电子发生氧化反应生成铝离子，活性炭为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，放电生成的铝离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铝，总反应为，生成的氢氧化铝进一步脱水形成白斑，故D正确； 故选D。 7．（23-24高二下·安徽·阶段检测）某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．海水为中性溶液，一般发生吸氧腐蚀，A错误； B．锌比铁活泼，连接锌，保护铁不被腐蚀，B错误； C．氯化铵水解呈酸性，形成原电池，铜为正极，析出氢气，C正确； D．分别与外接电源的负极和正极相连，为外加电源保护法，D错误； 答案选C。 8．（22-23高二上·全国·课后作业）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①中往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中产生蓝色沉淀 B．图②中铁丝不易生成 C．图③中金属比铁活泼，防护过程中电子流入金属 D．图④中钢铁闸门连接电源的正极可减缓其腐蚀速率 【答案】B 【详解】A．因为锌比铁活泼，所以锌为负极，失去电子生成Zn2+，铁为正极，铁被保护，故图①中往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液，不能产生蓝色沉淀，A错误； B．图②试管内为干燥的空气，铁不易发生腐蚀，B正确； C．图③金属M活泼为负极，铁为正极，防护过程中电子由金属M流入铁，C错误； D．图④钢闸门连接电源负极作阴极，可防止钢闸门失电子被腐蚀，减缓其腐蚀速率，D错误； 故选B。 9．（22-23高二上·全国·课后作业）利用下图所示装置可模拟电解原理在工业上的应用。下列说法中正确的是 A．外加电流的阴极保护法，Y是待保护金属 B．铁制品表面镀锌，X为锌、Y为铁、Z为 C．铜的精炼，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 D．氯碱工业，X为铁、Y为石墨，Z为精制饱和食盐水 【答案】A 【分析】由图可知，电解池中X电极为阳极、Y电极为阴极。 【详解】A．该装置的保护方法为外加电流的阴极保护法，Y是待保护金属，故A正确； B．铁制品表面镀锌时，镀层金属锌为阳极、镀件铁为阴极、电解质溶液为硫酸锌，故B错误； C．精炼铜时，粗铜做阳极、纯铜做阴极、电解质溶液为硫酸铜，故C错误； D．氯碱工业中，惰性电极石墨做阳极、活性电极铁做阴极、电解质溶液为精制饱和食盐水，故D错误； 故选A。 10．（24-25高二上·山东青岛·阶段检测）为探究金属腐蚀的原理，进行了如下实验。表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉和缠有锌皮的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 C．图B中铁钉上的电极反应式： D．图A中铁钉两端蓝色中间红色，图B中铁钉两端红色中间无色 【答案】C 【分析】图A中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：，铜为正极，电极反应式为：；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：，铁作正极，电极反应式为：； 【详解】A．由分析可知，图B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，A正确； B．该装置形成原电池，原电池内电路阳离子向正极定向移动、阴离子向负极定向移动，混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂起电解质溶液的作用，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，B正确； C．由分析可知，图B中铁钉上的电极反应式为，C错误； D．根据以上分析可知，图A中铁作负极，发生氧化反应，生成亚铁离子，亚铁离子与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，铜作正极，产物为氢氧根，则铁钉中间为红色；图B中锌皮作负极生成锌离子为无色，铁作正极，产物为氢氧根，遇酚酞变红，则图B铁钉两端红色中间无色，D正确； 故选C。 11．（24-25高二上·福建泉州·阶段检测）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．B．C．D． A．外加电流的阴极保护法 B．牺牲阳极的阴极保护法 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 【答案】A 【详解】A．外加电流的阴极保护法，应该铁连接电源的负极，故A错误；     B．铁、镁构成原电池，镁作负极、铁做正极，为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确； C．铁表面镀铜，铁件作阴极、铜作阳极，硫酸铜为电解质，故C正确； D．制成不锈钢，改变钢铁内部结构，防止铁生锈，故D正确； 选A。 12．（24-25高二上·福建三明·阶段检测）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)已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁锈环的主要成分是，铁片腐蚀过程发生的反应为、 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为 C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为 D．铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域 【答案】B 【详解】A．在发生原电池反应的过程中，铁片作负极，发生氧化反应，失去电子生成Fe2+，液滴边缘是正极区，O2得到电子与水反应生成OH-，两极生成的Fe2+和OH-相互吸引，发生迁移接触后生成Fe(OH)2，方程式为：，继而发生反应和，则铁锈环的主要成分是，A正确； B．铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为，B错误； C．溶液覆盖的铁片主要发生吸氧腐蚀，正极区O2在液滴边缘得到电子被还原：，C正确; D．铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，而是液滴覆盖的圆周中心区，D正确； 故选B。 二、填空题 13．（23-24高二上·安徽宣城·期末）对金属腐蚀的研究意义重大，以铁为例进行研究。 (1)已知反应：，则其 0。 (2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀 (填标号，下同)。 (3)用图1所示装置及盐酸进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得不同初始pH值条件下(酸均足量)，三颈烧瓶中溶解氧DO(单位体积溶液中溶解氧气的质量)随时间变化关系的曲线如图2，初始条件下三颈烧瓶中压强随时间变化关系如图3。 下列说法正确的是 。 a．反应相同时间，溶解氧随着溶液酸性减弱而增大 b．酸性条件下可发生吸氧腐蚀 c．整个过程中，负极电极反应式为： (4)①甲同学对图3中压强变化的原因进行了分析：导致压强增大的原因是，导致压强减小的原因是发生 (写电极方程式)。 ②乙同学认为压强变化的原因也可能是发生了化学腐蚀：铁和盐酸反应产生氢气，导致压强增大； ，导致压强减小。 ③同学对图1装置进行改进，装置示意图如下(部分设备略去)，以证明该条件下可发生电化学腐蚀，请完成装置设计。 将铁电极插入溶液中，石墨电极插入 溶液中，压强传感器置于 电极上方。 ④400秒之后铁主要发生吸氧腐蚀的原因是 。 【答案】(1) (2)bd (3)b (4) 生成的消耗了氧气 的盐酸 石墨 随着反应的进行，氢离子浓度下降，导致析氢腐蚀逐渐减少 【详解】（1）由反应的ΔG＜0、ΔS＜0可知，反应ΔH-TΔS＜0，则该反应是焓变小于0的吸热反应，故答案为：＜； （2）a．由图可知，铁棒是原电池的负极，铁会失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，则该装置不能防止铁棒被腐蚀，故错误； b．由图可知，铁棒是原电池的正极，原电池工作时锌棒溶解，铁棒被保护，所以该装置可防止铁棒被腐蚀，故正确； c．由图可知，铁棒在食盐水中会发生吸氧腐蚀被损耗，则该装置不能防止铁棒被腐蚀，故错误； d．由图可知，与直流电源负极相连的铁棒是电解池的阴极、铜棒是正极，电解池工作时铜棒溶解，铁棒被保护，所以该装置可防止铁棒被腐蚀，故正确； 故选bd； （3）a．由图2可知，反应相同时间，溶液酸性减弱，溶解氧随着溶液酸性减弱而减小，故错误； b．由图2可知，反应相同时间，溶液酸性减弱，溶解氧随着溶液酸性减弱而减小，说明铁发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致溶解氧减少，故正确； c．由图1可知，锥形瓶中的铁与碳粉在酸溶液中构成原电池，铁为原电池负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故错误； 故选b； （4）①图3中导致压强减小的原因是水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，故答案为：； ②压强减小可能是亚铁离子具有还原性，酸性条件下与空气中的氧气反应生成铁离子，氧气的物质的量减小导致压强减小，故答案为：生成的消耗了氧气； ③由实验目的可知，证明该条件下可发生电化学腐蚀的装置中将铁电极插入硫酸亚铁溶液中做原电池的负极，石墨电极插入pH为2的盐酸中做原电池的正极，压强传感器置于石墨电极的上方测定装置中压强随时间变化，故答案为：的盐酸；石墨； ④400秒之后铁主要发生吸氧腐蚀的原因是随着反应的进行，氢离子浓度下降，导致析氢腐蚀逐渐减少，而吸氧腐蚀逐渐增大，故答案为：随着反应的进行，氢离子浓度下降，导致析氢腐蚀逐渐减少。 14．（24-25高二上·江苏镇江·阶段检测）完成下列小题 (1)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)利用如图所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处，则电极X可选用的物质是 (选填“石墨块”、“锌块”或“铜块”；若开关K置于N处，则a极为电源的 (选填“正极”或“负极”)，该金属防护方法被称为 (选填“牺牲阳极”或“外加电流”)的阴极保护法。 (2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。 ①增加C的量②保持体积不变，充入N2使体系压强增大③将容器的体积缩小一半④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 (3)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。 该电池正极电极反应式为 。 (4)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7，其原理如图所示。 ①电极b生成了 (填氧化或者还原)产物，其化学式为 。 ②电解过程中，能透过离子交换膜的离子是 (填化学式)，移动方向为 。(填“从左向右”，或“从右向左”。) (5)利用氧化还原滴定法测定Na2Cr2O7·2H2O产品的纯度。 称取含Na2Cr2O7·2H2O产品1.4000 g配成250 mL溶液，量取25.00 mL于碘量瓶中，加入10 mL2 mol/LH2SO4和足量碘化钾溶液(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5 min，加入淀粉溶液作指示剂，用[0.1000 mol/L Na2S2O3]标准溶液滴定，判断达到滴定终点的现象是 。若实验中平均消耗Na2S2O3标准溶液24.00 mL，计算重铬酸钠晶体的纯度为 。(设整个过程中其他杂质不参与反应，结果保留4位有效数字) 【答案】(1) 锌块 正极 外加电流 (2)①② (3)O2+4e-+4H+=2H2O (4) 氧化 O2 Na+ 从右向左 (5) 滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 85.14% 【详解】（1）利用如图电化学装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处，则该装置为原电池，电极X的活动性要比铁强，X电极作负极，可选用的物质是活动性比铁强的锌块； 若开关K置于N处，则该装置为电解池，钢铁应该连接电源的负极作阴极，故b极为电源的负极，a极为电源的正极；该金属防护方法被称为外接电流的阴极保护法； （2）对于反应： ①增加C的量，物质的浓度不变，化学反应速率不变，①符合题意； ②保持体积不变，充入N2使体系压强增大，由于反应体系中任何物质的浓度都不变，因此反应速率不变，②符合题意； ③将容器的体积缩小一半，体系的压强增大，反应混合物的物质浓度增大，化学反应速率增大，③不符合题意； ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大，反应混合物的浓度减小，化学反应速率减小，④不符合题意； 故合理选项是①②； （3）根据图示可知：在该微生物电池中，正极上O2得到电子被还原，与溶液中的H+结合生成H2O，故正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O； （4）①用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7，电解制备过程的总反应方程式为4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+ O2↑，由图可知2+2H+=+ H2O在酸性条件下进行，即右侧电极生成H+，则右侧反应消耗OH-，发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，则b电极为阳极，发生氧化反应，产生氧化产物，其化学式为O2；左侧H+放电产生H2，使OH-浓度增大，因此a电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； ②电解过程中，左侧H+放电产生H2逸出，使附近溶液中c(OH-)增大，为维持电荷守恒，使电解反应进行，溶液中的Na+会通过离子交换膜，从右侧向左侧移动，能透过离子交换膜的离子是Na+，移动方向是从右向左； （5）由于I2遇淀粉溶液会变为蓝色。若反应进行完全，再滴入Na2S2O3溶液将I2反应完全时，则含有淀粉的蓝色溶液褪色且半分钟内不恢复原色，说明此时反应达到滴定终点。在反应时Na2Cr2O7被还原为Cr3+，I-被氧化为I2，根据电子守恒，结合反应可得关系式：～3I2～6。25.00 mL样品配制的溶液滴定时反应消耗0.1000 mol/LNa2S2O3溶液24.00 mL，则配制的250 mL溶液中含有Na2Cr2O7的物质的量为n(Na2Cr2O7)=n(Na2S2O3)×=×0.1000 mol/L×0.024 L×=0.004000 mol，含Na2Cr2O7·2H2O的质量为m(Na2Cr2O7·2H2O)=0.004000 mol×298 g/mol=1.192 g，故该样品的纯度为×100%=85.14%。 15．（24-25高二上·河南·阶段检测）I．校本课程小组利用下图装置，模拟铁的电化学防护。 (1)如图1，若X为石墨电极，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 (填“A”“B”或“C”)处。若X为锌电极，开关K置于A处，该电化学保护法称为 。 Ⅱ．校本课程小组探究不同条件对电解FeCl2溶液微粒放电能力的影响。设计如下实验，电解装置如图2所示，并进行实验记录： 序号 电压 pH 阳极现象 阴极现象 ① 1.5V 5.52 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；电极表面逐渐析出红褐色沉淀 无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出 ② 1.5V 0.5 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红 有气泡产生；电极表面有极少量银灰色金属析出 (2)分析实验①中阴极现象，在pH=5.52时，放电的微粒是 。 (3)实验②中向阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，变红的原因是 (用离子方程式表示)；实验②中阴极有气泡产生，说明pH=0.5时，阴极发生了电极反应： 。 (4)溶液中有Fe2+、H+，对比①、②阴极现象，可以得出的结论是 。 (5)分析阳极实验现象，甲同学得出结论：实验①、②条件下，Fe2+放电而Cl-没有放电。乙同学认为仅由实验①、②不能得出此结论，乙同学设计了实验①对照实验：在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解 溶液，观察相应现象，即可得出相应结论。 【答案】(1) B 牺牲阳极保护法 (2)Fe2+ (3) Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 2H++2e-=H2↑ (4)pH较大时，Fe2+优先放电，pH较小时，H+优先放电 (5)0.2mol/LNaCl或0.2mol/LKCl 【分析】Ⅱ．根据实验①、②，对比阳极现象可知，都没有氯气生成，阳极均是Fe2+失电子变为Fe3+，由于①中酸性较弱，故会生成氢氧化铁沉淀；对比阴极现象可知，在pH较大时，Fe2+优先放电生成单质铁，pH较小时，H+优先放电生成氢气。 【详解】（1）作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护，若X为石墨棒，为减缓铁的腐蚀，则铁应作电解池阴极，所以开关K应该置于处B处；若X为锌，开关K置于A处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法； （2）阳极无气泡产生，湿润淀粉碘化钾不变蓝，说明无氯气生成，且Ⅰ中阳极电极表面析出红褐色沉淀，Ⅱ中阳极附近溶液中滴加KSCN后溶液变红，说明阳极有Fe3+生成，则阳极放电的微粒可能是Fe2+； （3）实验②中向阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，因为发生反应：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；实验②中阴极有气泡产生，说明pH=0.5时，阴极上为氢离子放电，发生电极反应：2H++2e-=H2↑； （4）从表中阴极现象可知，pH较大时溶液中氢离子浓度小，此时Fe2+优先于H+得电子，pH较小时溶液中氢离子浓度大，此时H+优先于Fe2+得电子； （5）现要验证Cl-在实验Ⅰ条件下能否放电，则可设计的实验方案为：在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解0.2mol/L的NaCl溶液或0.2mol/LKCl溶液，观察阳极处是否有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾是否变蓝。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 金属的腐蚀与防护 第1课时 金属的腐蚀与防护 （分层练习） 一、单选题 1．（24-25高二上·福建宁德·阶段检测）化学与生活息息相关，下列说法正确的是 A．掩埋废旧电池不会造成环境污染 B．保护水中的钢闸门，应将其与电源正极连接 C．“祝融号”火星车使用的太阳能电池板可将电能转化为化学能 D．用“保暖贴”取暖，铁做负极发生吸氧腐蚀，放出热量 2．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）下列有关做法与化学原理不相匹配的是 选项 做法 化学原理 A 电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀 牺牲阳极的阴极保护法 B 合成氨工厂运用电化学方法使金属表面钝化，防止反应塔腐蚀 被保护金属与外加电源正极相连，使金属发生钝化 C 化工厂中盛装酸性溶液的铁管道与电源的负极相连 外加电流阴极保护法 D 铁粉和生石灰常用作袋装食品的抗氧化剂 能够吸收氧气防止食品腐坏 A．A B．B C．C D．D 3．（24-25高二上·云南曲靖·阶段检测）下列关于如图所示金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．图①，在轮船外壳上镶嵌锌块，可减缓船体的腐蚀速率 B．图②，若将钢闸门与电源正极相连，可防止钢闸门被腐蚀 C．图③，运动器材表面刷油漆只是为了美观， D．图④，该装置用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐 4．（24-25高二上·江苏镇江·阶段检测）下列说法正确的是 A．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变 B．工业可以电解熔融的MgO和AlCl3制备镁、铝 C．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 D．上图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图，图中生成铁锈最多的是B区域 5．（2024·广东揭阳·二模）某同学进行以下实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法正确的是 A．腐蚀过程中有生成 B．边缘处红色说明： C．反应后中心区域溶液的pH>7 D．反应过程中化学能完全转化为电能 6．（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 7．（24-25高二上·江苏南通·开学考试）下列叙述错误的是 A．K与N连接时，若X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 B．K与N连接时，若X为氯化钠，石墨电极上的反应为 C．K与M连接时，若X为硫酸，一段时间后溶液的pH减小 D．K与M连接时，若X为氯化钠，石墨电极上的反应为 8．（23-24高二上·河南信阳·期末）下列有关电化学装置图说明正确的是 A．图1中高硅铸铁作为耗损阳极材料发挥作用 B．图2中A极为阳极，B极为阴极 C．图2中NaCl换成，也可以得到Al和 D．图3中把镁块换成锌块，对输水管的保护作用会更好 9．（24-25高二上·河北保定·开学考试）为了防止金属腐蚀，可以采用外加电流的阴极保护法(如图所示)，下列说法正确的是 A．N极为电源的正极，辅助阳极上发生还原反应 B．阴极上的电极反应式为Fe+2e-=Fe2+ C．该装置工作时，海水中的阴离子向辅助阳极迁移 D．电子的流动方向为M极→钢铁闸门→海水→辅助阳极→N极 10．（23-24高二上·福建泉州·期末）港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是 A．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水 B．主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金 C．将桥体与电源负极相连，利用了外加电流的阴极保护法 11．（23-24高二上·安徽黄山·期末）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 下列说法错误的是 A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色 B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化 C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e−=2H2O 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．（24-25高二上·福建莆田·阶段检测）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处少。下列说法正确的是 A．液滴中的Cl-由a区向b区迁移 B．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 C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2+由a区向b区迁移，与b区的OH-形成，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为 二、填空题 13．（24-25高二上·全国·单元测试）某研究小组对铁生锈进行研究。 (1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。 经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。 ①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是 。 ②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于 ，正极电极反应式为 。 ③实验B所用的水要经过 处理；植物油的作用是 。 ④实验C中碱石灰的作用是 。 (2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是 ，该实验 (填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。 14．（22-23高二上·全国·课后作业）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)如图装置中，U形管内为红墨水，两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试管生铁中碳上发生的电极反应式为 。 (2)如图甲、乙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图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，此方法叫 。 (3)实验室需用Fe、C棒设计一套装置来电解饱和NaCl溶液并检验两极生成的气体产物，则Fe棒应接直流电源的 (填“正极”或“负极”)；电解开始后，阴极产物为 (填化学式)。 (4)装置丙可以用来制备氢氧化亚铁并且可以较长时间不被氧化，写出制备氢氧化亚铁的总反应式 。 15．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）Ⅰ.利用微电解技术可以处理工业废水，该技术利用铁屑中的铁和碳组分分别作为微小电池的负极材料和正极材料， (1)写出该微小电池负极电极反应式： 。 (2)利用该微小电池处理酸性含铬废水(主要含有)。原理是利用电极反应物与某些污染物反应，从而达到去除污物的作用。废水中的通过反应转化为，此过程的离子反应方程式为 ，最终以形式除去。 Ⅱ．为探究金属的腐蚀情况，某同学取一张用饱和NaCl溶液浸湿的石蕊试纸，平铺在一块金属板上，按如图所示的方法连接电路。 (3)若试纸为红色石蕊试纸，金属板为一锌片，B处为一灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主要成分为石墨)放置在试纸上一段时间，发现电流计指针发生偏转铅笔芯与试纸接触处颜色变蓝，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为 。 (4)上述(3)中的变化在本质上与钢铁的 腐蚀类似，若将(3)中的锌换成铁，最终会生成铁锈，写出铁锈的主要成分： 。 Ⅲ．用、和熔融组成的燃料电池作电源，电解饱和的溶液和溶液制备某些单质，盐桥中充有饱和的溶液。 (5)石墨1电极反应式为 ，石墨4电极产物工业冶炼方法为 。 (6)实验结束后，可用 洗涤石墨3上附着的电极产物。 1、 单选题 1．（2024·全国·模拟预测）为研究电化学原理，设计如图所示实验装置，实验过程中电流计指针持续偏转。下列叙述错误的是 A．左侧导管内的红色水柱缓缓上升，锌发生吸氧腐蚀 B．浸没在CuSO4溶液中的铜丝作阳极，表面变得粗糙无光泽 C．正极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−，正极附近溶液pH增大 D．实验结束后称量铜棒质量增加0.064g，则电路中转移0.004mol电子 2．（24-25高二上·河北沧州·阶段检测）下列有关电化学实验装置或图示的说法错误的是 A．不能用图甲装置组装铜锌原电池 B．用图乙装置可实现反应Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑ C．用图丙装置可制得消毒剂NaClO同时减少Cl2的逸出 D．图丁所示为埋在地下的钢管道采用外加电流的阴极保护法防腐 3．（24-25高二上·北京·阶段检测）用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 4．（24-25高二上·河南南阳·阶段检测）下图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述错误的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨附近pH最大 C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，Fe腐蚀情况前者更慢 D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上电极反应为： 5．（24-25高二上·河北沧州·阶段检测）每年钢铁腐蚀产生的损耗是巨大的。下列有关说法正确的是 A．生铁比纯铁更容易被腐蚀与电化学腐蚀有关 B．钢铁表面水膜呈中性时，易发生析氢腐蚀 C．可将铜块安装在钢铁设备上，减缓钢铁腐蚀 D．铁与Cl2反应属于电化学腐蚀 6．（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究，下列说法正确的是 A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管 B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 C．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，由铝箔表面区向活性炭区迁移 D．图Ⅲ装置的总反应为，生成的进一步脱水形成白斑 7．（23-24高二下·安徽·阶段检测）某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，下列有关说法正确的是 选项 a、b连接方式 X成分 Y成分 结论 A 直接相连 海水 石墨 铁发生析氢腐蚀 B 直接相连 河水 锌 铁发生吸氧腐蚀 C 直接相连 饱和溶液 铜 Y电极上有气泡产生 D 分别与电源负极、正极相连 食盐水 石墨 牺牲阳极法 A．A B．B C．C D．D 8．（22-23高二上·全国·课后作业）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①中往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中产生蓝色沉淀 B．图②中铁丝不易生成 C．图③中金属比铁活泼，防护过程中电子流入金属 D．图④中钢铁闸门连接电源的正极可减缓其腐蚀速率 9．（22-23高二上·全国·课后作业）利用下图所示装置可模拟电解原理在工业上的应用。下列说法中正确的是 A．外加电流的阴极保护法，Y是待保护金属 B．铁制品表面镀锌，X为锌、Y为铁、Z为 C．铜的精炼，X是纯铜，Y是粗铜，Z是 D．氯碱工业，X为铁、Y为石墨，Z为精制饱和食盐水 10．（24-25高二上·山东青岛·阶段检测）为探究金属腐蚀的原理，进行了如下实验。表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉和缠有锌皮的铁钉放置其中，如图所示。下列说法错误的是 A．图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 C．图B中铁钉上的电极反应式： D．图A中铁钉两端蓝色中间红色，图B中铁钉两端红色中间无色 11．（24-25高二上·福建泉州·阶段检测）下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是 A．B．C．D． A．外加电流的阴极保护法 B．牺牲阳极的阴极保护法 C．表面镀铜 D．制成不锈钢 12．（24-25高二上·福建三明·阶段检测）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)已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁锈环的主要成分是，铁片腐蚀过程发生的反应为、 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为 C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为 D．铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域 二、填空题 13．（23-24高二上·安徽宣城·期末）对金属腐蚀的研究意义重大，以铁为例进行研究。 (1)已知反应：，则其 0。 (2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀 (填标号，下同)。 (3)用图1所示装置及盐酸进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得不同初始pH值条件下(酸均足量)，三颈烧瓶中溶解氧DO(单位体积溶液中溶解氧气的质量)随时间变化关系的曲线如图2，初始条件下三颈烧瓶中压强随时间变化关系如图3。 下列说法正确的是 。 a．反应相同时间，溶解氧随着溶液酸性减弱而增大 b．酸性条件下可发生吸氧腐蚀 c．整个过程中，负极电极反应式为： (4)①甲同学对图3中压强变化的原因进行了分析：导致压强增大的原因是，导致压强减小的原因是发生 (写电极方程式)。 ②乙同学认为压强变化的原因也可能是发生了化学腐蚀：铁和盐酸反应产生氢气，导致压强增大； ，导致压强减小。 ③同学对图1装置进行改进，装置示意图如下(部分设备略去)，以证明该条件下可发生电化学腐蚀，请完成装置设计。 将铁电极插入溶液中，石墨电极插入 溶液中，压强传感器置于 电极上方。 ④400秒之后铁主要发生吸氧腐蚀的原因是 。 14．（24-25高二上·江苏镇江·阶段检测）完成下列小题 (1)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)利用如图所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处，则电极X可选用的物质是 (选填“石墨块”、“锌块”或“铜块”；若开关K置于N处，则a极为电源的 (选填“正极”或“负极”)，该金属防护方法被称为 (选填“牺牲阳极”或“外加电流”)的阴极保护法。 (2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。 ①增加C的量②保持体积不变，充入N2使体系压强增大③将容器的体积缩小一半④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 (3)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。 该电池正极电极反应式为 。 (4)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7，其原理如图所示。 ①电极b生成了 (填氧化或者还原)产物，其化学式为 。 ②电解过程中，能透过离子交换膜的离子是 (填化学式)，移动方向为 。(填“从左向右”，或“从右向左”。) (5)利用氧化还原滴定法测定Na2Cr2O7·2H2O产品的纯度。 称取含Na2Cr2O7·2H2O产品1.4000 g配成250 mL溶液，量取25.00 mL于碘量瓶中，加入10 mL2 mol/LH2SO4和足量碘化钾溶液(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5 min，加入淀粉溶液作指示剂，用[0.1000 mol/L Na2S2O3]标准溶液滴定，判断达到滴定终点的现象是 。若实验中平均消耗Na2S2O3标准溶液24.00 mL，计算重铬酸钠晶体的纯度为 。(设整个过程中其他杂质不参与反应，结果保留4位有效数字) 15．（24-25高二上·河南·阶段检测）I．校本课程小组利用下图装置，模拟铁的电化学防护。 (1)如图1，若X为石墨电极，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 (填“A”“B”或“C”)处。若X为锌电极，开关K置于A处，该电化学保护法称为 。 Ⅱ．校本课程小组探究不同条件对电解FeCl2溶液微粒放电能力的影响。设计如下实验，电解装置如图2所示，并进行实验记录： 序号 电压 pH 阳极现象 阴极现象 ① 1.5V 5.52 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；电极表面逐渐析出红褐色沉淀 无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出 ② 1.5V 0.5 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红 有气泡产生；电极表面有极少量银灰色金属析出 (2)分析实验①中阴极现象，在pH=5.52时，放电的微粒是 。 (3)实验②中向阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红，变红的原因是 (用离子方程式表示)；实验②中阴极有气泡产生，说明pH=0.5时，阴极发生了电极反应： 。 (4)溶液中有Fe2+、H+，对比①、②阴极现象，可以得出的结论是 。 (5)分析阳极实验现象，甲同学得出结论：实验①、②条件下，Fe2+放电而Cl-没有放电。乙同学认为仅由实验①、②不能得出此结论，乙同学设计了实验①对照实验：在1.5V的电压、pH=5.52的情况下，电解 溶液，观察相应现象，即可得出相应结论。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$