第23讲 金属的腐蚀与防护-【固本强基】2024-2025学年高二化学同步精品讲与练（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 第三节　 金属的腐蚀与防护 模块导航：[学习目标]→[思维导图建框架]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→[素养提升训练] [学习目标]　 1．认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。 2．能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 [思维导图建框架] [核心知识梳理]　 一、金属的腐蚀 1．概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的 或 发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2．分类：根据金属接触的 或 不同，把金属的腐蚀分为 腐蚀和 腐蚀两类。 (1)化学腐蚀：金属与其表面接触到的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀： 的金属与 溶液接触时，会发生 ， 的金属失去电子发生氧化反应而被腐蚀。 3．钢铁的电化学腐蚀类型及原理 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较 水膜酸性很 或呈 性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 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，但吸氧腐蚀更普遍 4．金属腐蚀快慢的判断 (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀>外加电流法引起的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 二、金属的防护 1．防护的原理：金属防护主要是从 、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．防护的方法 (1)改变金属材料的组成 如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。 (2)在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与 (外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种普遍采用的防护方法，如 ①非金属保护层：如喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。 ②金属保护层：如铜制品上镀镍、银、锌等。 ③用化学方法使其表面形成致密的氧化物保护膜。 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 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 极(阴极)，就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 ①原理： 原理 ②要求：被保护的金属作 极，活泼性更强的金属作 极。 ③应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 (2)外加电流法 ①原理： 原理 ②要求：被保护的金属作为 极，与电源的 极相连 ③应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 [典例分析] 　知识点一　 金属的电化学腐蚀 [典例1]如图装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U形管中的液面。以下解释不合理的是      A．雨水酸性较强时，生铁片开始发生析氢腐蚀 B．一段时间后，往U形管中滴加溶液，会有蓝色沉淀产生 C．导管内红墨水液面回升时，正极反应为 D．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性 [典例2]将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，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法错误的是 A．铁片腐蚀过程最终生成的铁锈为 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．铁片腐蚀最严重区域是生锈最多的区域 [典例3]实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 [典例4]如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 知识点二 　金属腐蚀的防护 [典例5]金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 C．图1、图2中钢闸门上均主要发生了反应： 2H++2e-=H2↑ D．图1是外加电流法，图2是牺牲阳极法 [典例6]下列对如图所示的实验装置的判断中不正确的是 A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为外加电流的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极未被保护 [典例7]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 [典例8]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 [基础达标训练] 1．2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 2．为了保护舰艇(主要由铁合金材料制成)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是 A．这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极法 B．金属块R可能是镁或锌 C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀 D．正极反应为 3．在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其原理简化如图所示。则下列有关说法错误的是 A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，右侧Fe电极有无色气体产生 C．溶液中铁丝的左端电极反应式为 D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 4．利用下图装置研究铁的电化学腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．若M为锌棒，开关K掷于A处，可减缓铁的腐蚀 B．若M为碳棒，开关K分别掷于B、C处，铁的腐蚀速率：C>B C．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢 5．将Zn块连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法不正确的是 A．该装置设计利用了原电池原理 B．Zn比Fe的活泼性强 C．Zn极的电极反应式为D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn 6．牺牲阳极法是港珠澳大桥采用的重要防腐措施之一。下列说法错误的是 A．可选用铝作为牺牲阳极 B．牺牲阳极法利用了原电池原理 C．钢铁在海水中易发生析氢腐蚀 D．研制耐腐蚀的新型材料是解决金属腐蚀问题的重要途径 7．铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为 B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应 8．在生产、生活中金属腐蚀所带来的损失非常严重。下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．福建号航母使用高性能富锌底漆利用了牺牲阳极保护法防腐 C．将海水中的钢闸门与外加直流电源的正极相连，使其受到保护 D．右图中铁棒底端的腐蚀速率比中间部位腐蚀速率慢 9．港珠澳大桥设计使用寿命为120年，可以对桥体钢构件采用多种方法防腐。下列分析错误的是 A．防腐原理主要是避免发生电化学腐蚀 B．钢构件表面进行发蓝处理是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池 C．在钢构件上绑上锌块的保护方法叫外加电流法 D．钢材中加入Cr、Ni形成不锈钢材料以减缓腐蚀速率 10．下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是 A．钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是： B．电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C．金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D．镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 [素养提升训练] 11．下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重 B．图②中往电极区滴入2滴，产生蓝色沉淀 C．图③中使成为原电池的正极，从而保护了钢铁输水管 D．图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零，从而保护了钢铁 12．下列对如图所示实验装置的判断中正确的是 A．若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，锌不被腐蚀 B．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于N处，铁电极逐渐溶解 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面有红色物质生成，溶液中铜离子浓度将减小 13．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 14．我国有着丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是 A．可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生 B．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率 C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe − 3e－ = Fe3+ D．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀 15．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图，下列说法不正确的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，后者Fe腐蚀得更快 D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨电极周围的pH会增大 16．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 17．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 18．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： 19．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 20．验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%溶液)。下列说法不正确的是 ① ② ③ 在表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 A．对比②③，可以判定保护了 B．将换成，用①的方法可判断比活泼 C．验证保护时不能用①的方法 D．对比①②，可能将氧化 21．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 22．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 23．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 24．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿 B．钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜，不能保护内层金属 C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫外加电流阴极保护法 D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬 25．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰-经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。 (1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为 。 (2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。 ①下列说法不正确的是 。 A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+ B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀 C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连 D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同 ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为 。 (3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。 ①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。 下列说法正确的是 A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈 B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液 C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层 D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” ②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为 。 ( 6 )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）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 化学反应与电能 第三节　 金属的腐蚀与防护 模块导航：[学习目标]→[思维导图建框架]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→[素养提升训练] [学习目标]　 1．认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。 2．能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 [思维导图建框架] [核心知识梳理]　 一、金属的腐蚀 1．概念：金属腐蚀是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。 2．分类：根据金属接触的气体或液体不同，把金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。 (1)化学腐蚀：金属与其表面接触到的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子发生氧化反应而被腐蚀。 3．钢铁的电化学腐蚀类型及原理 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，但吸氧腐蚀更普遍 4．金属腐蚀快慢的判断 (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀>外加电流法引起的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 二、金属的防护 1．防护的原理：金属防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2．防护的方法 (1)改变金属材料的组成 如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。 (2)在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种普遍采用的防护方法，如 ①非金属保护层：如喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。 ②金属保护层：如铜制品上镀镍、银、锌等。 ③用化学方法使其表面形成致密的氧化物保护膜。 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正极(阴极)，就不易被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 ①原理：原电池原理 ②要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。 ③应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块 (2)外加电流法 ①原理：电解原理 ②要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连 ③应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。 [典例分析] 　知识点一　 金属的电化学腐蚀 [典例1]如图装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U形管中的液面。以下解释不合理的是      A．雨水酸性较强时，生铁片开始发生析氢腐蚀 B．一段时间后，往U形管中滴加溶液，会有蓝色沉淀产生 C．导管内红墨水液面回升时，正极反应为 D．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性 【答案】D 【详解】A．pH=4的雨水，其酸性较强，生铁片在该雨水中发生析氢腐蚀，故A合理； B．U形管中发生反应，所以滴加溶液，会有蓝色沉淀产生，故B合理； C．开始时正极反应为，由于生成，气体压强增大，开始时插在小试管中的导管内的液面下降；随着反应的进行，雨水的酸性逐渐减弱，最后发生了吸氧腐蚀，正极反应为，故导管内红墨水液面回升，故C合理； D．生铁片中以铁为负极，碳为正极，水膜为电解质溶液的大量小型原电池，则生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性，所以纯铁比生铁耐腐蚀，故D不合理； 故选：D。 [典例2]将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，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法错误的是 A．铁片腐蚀过程最终生成的铁锈为 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．铁片腐蚀最严重区域是生锈最多的区域 【答案】D 【分析】铁在负极反应生成亚铁离子，氧气在正极得到电子变为氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁、水、氧气反应生成氢氧化铁，氢氧化铁分解变为铁锈。 【详解】A．铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O，故A正确； B．铁片作负极，发生的氧化反应为，故B正确； C．液滴边缘是正极区，氧气得到电子，其发生的电极反应为，故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，故D错误。 综上所述，答案为D。 [典例3]实验是重要的学科实践。用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封完好，放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a处生铁丝发生吸氧腐蚀 B．a管液面高于b管 C．b处溶液的增大 D．b处生铁丝发生电极反应 【答案】D 【详解】A．a管是中性溶液，发生吸氧腐蚀，b管是酸性溶液，发生析氢腐蚀，A项正确； B．a管发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，b管发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，则右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，B项正确； C．b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH值变大，C项正确； D．生铁丝作负极，故b处电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，D项错误； 答案选D。 [典例4]如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为 A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ 【答案】C 【详解】由装置图可知，②③④是原电池，装置②④中铁为负极，且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀的速度越快，因此④>②，装置③中铁作正极，被保护，所以④>②>③，装置⑤⑥是电解池，⑤中铁作阳极，⑥中铁作阴极，阳极金属腐蚀速度快，阴极被保护，因此⑤>⑥，又因电解池引起的腐蚀速度>原电池引起的腐蚀速度>化学腐蚀速度>有防护措施的腐蚀速度，因此可得铁被腐蚀的速度大小关系为：⑤④②①③⑥，答案选C。 知识点二 　金属腐蚀的防护 [典例5]金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图，下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图1、图2中钢闸门均为电子输入的一端 C．图1、图2中钢闸门上均主要发生了反应： 2H++2e-=H2↑ D．图1是外加电流法，图2是牺牲阳极法 【答案】B 【详解】A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极失去电子被氧化；图2为外加电流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，故A错误； B．图1中钢闸门为原电池正极、图2中钢闸门为电解池阴极，均为电子输入的一端，故B正确； C．图1为牺牲阳极的阴极保护法，钢闸门为原电池正极，海水做电解质溶液，正极上氧气得电子发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-，图2钢闸门为电解池阴极，主要发生反应2H++2e-=H2↑，故C错误； D．图1为牺牲阳极的阴极保护法，图2是外加电流的阴极保护法，故D错误； 选B。 [典例6]下列对如图所示的实验装置的判断中不正确的是 A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为外加电流的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极未被保护 【答案】C 【详解】A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，A正确； B．若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，均可减缓铁的腐蚀，B正确； C．若X为锌棒，开关K置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，C错误； D．若X为碳棒，开关K置于B处时形成原电池，铁作负极未被保护，D正确； 答案选C。 [典例7]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。 [典例8]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。 [基础达标训练] 1．2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 A．发蓝处理 B．阳极氧化 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【答案】D 【详解】A．发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意； B．阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意； C．表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意； D．喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D符合题意； 故答案选D。 2．为了保护舰艇(主要由铁合金材料制成)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是 A．这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极法 B．金属块R可能是镁或锌 C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀 D．正极反应为 【答案】C 【分析】为了保护舰艇(主要是钢合金材料)，在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼，据此分析解答。 【详解】A．在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼，R作负极，钢铁作正极，这种方法叫做牺牲阳极法，故A正确； B．金属块R比铁活泼，金属块R可能是镁或锌，故B正确； C．在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中才发生析氢腐蚀，故C错误； D．吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应式为，故D正确； 故选C。 3．在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其原理简化如图所示。则下列有关说法错误的是 A．原理图可理解为两个串联电解装置 B．溶液中铁丝被腐蚀时，右侧Fe电极有无色气体产生 C．溶液中铁丝的左端电极反应式为 D．地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等) 【答案】C 【分析】由图可知，左侧Fe电极与电源的正极相连为阳极，铁丝左侧为阴极，形成电解池，铁丝右侧为阳极，右侧Fe电极与电源负极相连为阴极，形成电解池，故该装置可看作两个串联的电解装置，据此回答。 【详解】A．根据分析可知，原理图可理解为两个串联电解装置，A正确； B．右侧Fe电极为阴极，电极方程式为：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，有无色气体产生，B正确； C．铁丝左端为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，C错误； D．埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)，可减缓金属管道的腐蚀，D正确； 故选C。 4．利用下图装置研究铁的电化学腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．若M为锌棒，开关K掷于A处，可减缓铁的腐蚀 B．若M为碳棒，开关K分别掷于B、C处，铁的腐蚀速率：C>B C．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢 【答案】B 【分析】当K与A相连形成原电池，当K与B、C相连形成电解池，与B相连时M为阴极，Fe为阳极，Fe被腐蚀，与C相连时，M为阳极，Fe为阴极，被保护，据此回答。 【详解】A．若M为锌棒，开关K掷于A处，M为负极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，A正确； B．若M为碳棒，开关K分别掷于B、C处，与B相连时M为阴极，Fe为阳极，Fe被腐蚀，与C相连时，M为阳极，Fe为阴极，被保护，铁的腐蚀速率：B>C，B错误； C．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁是否发生腐蚀，腐蚀产生的Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，C正确； D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，因为海水中电解质离子浓度大，腐蚀速率快，D正确； 故选B。 5．将Zn块连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法不正确的是 A．该装置设计利用了原电池原理 B．Zn比Fe的活泼性强 C．Zn极的电极反应式为D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn 【答案】D 【详解】A．锌和铁相连浸泡在海水里构成了原电池，锌做负极，失去电子被氧化，钢铁设施做正极被保护，该装置设计利用了原电池原理，故A正确； B．在该原电池中锌失去电子做负极，所以锌的金属性比铁强，故B正确； C．锌做负极，失去电子被氧化，电极反应式为，故C正确； D．原电池中电子由负极沿着导线流向正极，锌为负极，钢铁设施为正极，工作时电子经外电路由金属锌流向钢铁设施，故D错误； 故选D。 6．牺牲阳极法是港珠澳大桥采用的重要防腐措施之一。下列说法错误的是 A．可选用铝作为牺牲阳极 B．牺牲阳极法利用了原电池原理 C．钢铁在海水中易发生析氢腐蚀 D．研制耐腐蚀的新型材料是解决金属腐蚀问题的重要途径 【答案】C 【详解】A．采用牺牲阳极法保护阴极时，铝作原电池的负极被氧化，铁被保护，A正确； B．牺牲阳极法保护阴极，参考选项A，铝作原电池的负极，即利用的是原电池原理，B正确； C．海水的pH一般在8.0~8.5，碱性条件下钢构件的腐蚀主要是吸氧腐蚀，C错误； D．金属在海水中更容易被腐蚀，研制耐腐蚀的新型材料是解决金属腐蚀问题的重要途径，D正确； 故选C。 7．铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为 B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应 【答案】B 【详解】A．正极上O2得到电子生成OH-，电极反应式为，A正确； B．由于活泼性：Fe>Cu，因此该过程中Fe被腐蚀，B错误； C．Fe为负极失去电子，Cu为正极，得到电子，C正确； D．该过程中生成的Fe2+被OH-沉淀生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中O2氧化生成Fe(OH)3，D正确； 故选B。 8．在生产、生活中金属腐蚀所带来的损失非常严重。下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是 A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀 B．福建号航母使用高性能富锌底漆利用了牺牲阳极保护法防腐 C．将海水中的钢闸门与外加直流电源的正极相连，使其受到保护 D．右图中铁棒底端的腐蚀速率比中间部位腐蚀速率慢 【答案】C 【详解】A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可以隔绝氧气和水，不利于铁发生吸氧腐蚀，可有效保护铁锅不被腐蚀，故A正确； B．福建号航母使用高性能富锌底漆的防腐原理是铁锌在海水中构成原电池时，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护，该保护方法为牺牲阳极保护法，故B正确； C．由外加直流电源的阴极保护法可知，将在海水中的钢闸门与外加直流电源的负极连接，作电解池的阴极而被保护，故C错误； D．越靠近海水底端氧气含量越少，铁棒腐蚀速率越慢，中间部位与海水接触且氧气含量较多，腐蚀速率较快，所以铁棒底端的腐蚀速率比中间部位腐蚀速率慢，故D正确； 故选C。 9．港珠澳大桥设计使用寿命为120年，可以对桥体钢构件采用多种方法防腐。下列分析错误的是 A．防腐原理主要是避免发生电化学腐蚀 B．钢构件表面进行发蓝处理是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池 C．在钢构件上绑上锌块的保护方法叫外加电流法 D．钢材中加入Cr、Ni形成不锈钢材料以减缓腐蚀速率 【答案】C 【详解】A．钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀，防腐原理主要是避免发生电化学腐蚀，故A正确； B．钢构件表面进行发蓝处理，形成致密的四氧化三铁，可隔绝O2、H2O与Fe的接触，防止形成原电池，故B正确； C．采用外加电流法时，需将直流电源的负极接钢构件，使钢构件作为阴极，被保护，在钢构件上绑上锌块的保护方法叫牺牲阳极法，故C错误； D．不锈钢的耐腐蚀性较强，故D正确； 故答案为：C。 10．下列关于金属的腐蚀与防护的说法不正确的是 A．钢铁表面水膜酸性不强时，正极的主要反应是： B．电化学保护时，被保护的金属上发生还原反应 C．金属制品表面涂油漆的防护措施也利用了电化学原理 D．镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 【答案】C 【详解】A．钢铁表面水膜酸性不强时，钢铁发生吸氧腐蚀，在正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−，A正确； B．电化学保护，包含外接电源的阴极保护法，牺牲阳极的阴极保护法，被保护金属发生还原反应，B正确； C．金属制品表面涂油漆的防护措施是为了使金属与介质隔离，防止腐蚀，没有利用电化学原理，C错误； D．镀锌铁板在破损后易形成原电池，锌作负极被氧化，铁作正极被保护，同样情况下镀铜铁板破损后，铁作负极被氧化，铜作正极，则铁更易被腐蚀，故镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，D正确； 本题选C。 [素养提升训练] 11．下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是 A．图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重 B．图②中往电极区滴入2滴，产生蓝色沉淀 C．图③中使成为原电池的正极，从而保护了钢铁输水管 D．图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零，从而保护了钢铁 【答案】D 【详解】A．越靠底部含氧量越少，铁棒腐蚀越不严重，A错误； B．作负极，作正极，被保护了，所以不会产生蓝色沉淀，B错误； C．成为原电池的负极，才能保护钢铁输水管，C错误； D．外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零，从而保护了钢铁，D正确； 故选D。 12．下列对如图所示实验装置的判断中正确的是 A．若X为锌棒，Y为溶液，开关K置于M处，锌不被腐蚀 B．若X为碳棒，Y为溶液，开关K置于N处，铁电极逐渐溶解 C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面有红色物质生成，溶液中铜离子浓度将减小 【答案】C 【详解】A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，构成了锌铁原电池，铁做正极，锌做负极，锌失去电子被腐蚀，A错误； B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，铁做阴极，被保护，B错误； C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铁做负极失去电子，溶液中的铜离子在正极得到电子生成铜单质，铜棒质量增加，电子由负极流向正极，外电路中的电子向铜电极移动，C正确； D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铜做阳极，失去电子变成铜离子进入溶液，溶液中的铜离子在阴极得到电子变成铜单质，可用于铁表面镀铜，溶液中的铜离子会得到补充，溶液中铜离子浓度不变，D错误； 故选C。 13．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。 14．我国有着丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是 A．可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生 B．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率 C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe − 3e－ = Fe3+ D．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀 【答案】A 【详解】A．将钢铁部件与电源负极连接作阴极，属于外加电流的阴极保护法，可以减缓腐蚀发生，A正确； B．海水是电解质，海水中通常发生电化学腐蚀，且发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率，B错误； C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+，C错误； D．铜镀层破损后，Cu、Fe和海水构成原电池，Fe失电子作负极，Fe加速被腐蚀， D错误； 故选A。 15．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图，下列说法不正确的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，后者Fe腐蚀得更快 D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨电极周围的pH会增大 【答案】C 【详解】A．铁丝易被腐蚀的条件是：有氧气和水，C点没有氧气，所以腐蚀较慢，B中含有氧气和水，所以腐蚀较快，A中没有水所以腐蚀较慢，则B点腐蚀最快，铁锈最多，故A正确； B．若X为NaCl溶液，K与M链接，构成原电池，铁做负极，Fe上电极发生为Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e=4OH-，故B正确； C．若X为稀盐酸，K与M相连接，铁做负极，加快腐蚀，与N链接铁做正极被保护，所以Fe腐蚀情况前者更慢，故C错误； D．若X为稀盐酸，K与M链接，构成原电池，铁做负极，石墨电极做正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，石墨电极周围的pH会增大，故D正确； 答案选C。 16．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。 17．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。 18．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。 19．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 20．验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%溶液)。下列说法不正确的是 ① ② ③ 在表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 A．对比②③，可以判定保护了 B．将换成，用①的方法可判断比活泼 C．验证保护时不能用①的方法 D．对比①②，可能将氧化 【答案】B 【详解】A．②中铁没有被腐蚀，而③铁腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，故A正确； B．实验①可说明提供具有强氧化性的可将氧化为，该方法存在缺陷，不能比较金属的活泼性，故B错误； C．如铁不纯，也可形成原电池反应而被氧化，加入可在铁的表面生成蓝色沉淀，则验证保护时不能用①的方法，应用②的方法，故C正确； D．①和②相比较，可知铁棒表面被氧化，但溶液中没有亚铁离子，可能的原因为将氧化，故D正确； 故选B。 21．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。 22．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。 23．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。 24．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿 B．钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜，不能保护内层金属 C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫外加电流阴极保护法 D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬 【答案】B 【详解】A．黄铜是锌和铜的合金，锌比铜的化学性质活泼，铜、锌形成原电池时，锌作负极，铜被保护，所以黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，故A错误； B．铁锈具有疏松多孔的结构，不能隔绝空气，所以不能保护内层金属，故B正确； C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体，叫牺牲阳极保护法，故C错误； D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为其表面可以形成一层致密的氧化膜，保护内部金属不被腐蚀，不是在钢铁表面镀上了铬，故D错误； 故选B。 25．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰-经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。 (1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为 。 (2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。 ①下列说法不正确的是 。 A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+ B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀 C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连 D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同 ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为 。 (3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。 ①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。 下列说法正确的是 A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈 B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液 C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层 D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” ②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为 。 【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+ (2) C (3) A 【详解】（1）舰体发生电化学腐蚀时，Fe为负极，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+； （2）采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行处理时，舰船为正极，Zn为负极。 ①A．Zn为负极，锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确； B．舰体有电子流入，舰船为正极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确； C．若通过外加电源保护舰体，被保护的金属为阴极，则应将舰体与电源负极相连，故C错误； D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法都是“牺牲阳极的阴极保护法”，即原理相同，故D正确； 故答案为：C； ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极发生还原反应，由于正常海水呈弱碱性，则电极反应式为； （3）①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松，使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，属于有害锈，故A正确； B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸，但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误； C．青铜器表面涂一层食盐水时，提供了形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C错误； D．HNO3溶液具有强氧化性，能加快铜的腐蚀，故D错误； 故答案为：A； ②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为。 ( 6 )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）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$