第四章 第三节 金属的腐蚀与防护（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修1（人教版2019）

化学反应原理(周星星·化学） 第三节 金属的腐蚀与防护 一、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 2．本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－===Mn＋ 3．金属腐蚀的类型——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 ①概念：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，如：铁与氯气直接反应而腐蚀，输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀等 ②实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 ③特点：腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快，如：钢铁在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物 (2)电化学腐蚀 ①概念：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 ②实质：发生原电池反应 ③特点：电化学腐蚀过程有微弱电流产生 (3) 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应 不纯的金属或合金与电解质溶液接触， 形成原电池 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼的金属被氧化 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快 4．钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 示意图 条件 水膜呈较强酸性（pH≤4.3） 水膜呈弱酸性、中性或碱性 电极材料及反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 正极(碳) 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 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 注意 ①析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主 ②钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋ ③一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀，金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀 ④金属活动顺序表中氢之前、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似 5．实验探究：电化学腐蚀 (1)实验探究一 实验过程 将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，并解释引起这种变化的原因 示意图 实验现象 导管中液面上升 实验解释 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)实验探究二 实验过程 取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象，并解释引起这种变化的原因 示意图 实验现象 开始时试管中均有无色气体产生，滴加硫酸铜溶液后产生气体的速率明显加快 实验解释 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 注意 不同条件下金属腐蚀快慢的判断 (1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等) (2)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 (3)同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快 (4)活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快 【对点训练1】 1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　) A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈 D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生 2．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　) A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 3．以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　) A．生铁比纯铁容易生锈 B．银质物品久置表面变暗 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 4．如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是(　　) 　 A．碳表面发生氧化反应 B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主 D．图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 5．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是(　　) A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极 B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成 C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 L D．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ 6．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 7．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时的现象描述不正确的是(　　) A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 8．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为_______________ 9．研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是(　　) A．0-t1时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀 B．铁粉发生反应：Fe-3e-=Fe3+ C．碳粉上发生了还原反应 D．t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀 二、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：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；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 (1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质 (2)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如：锌、锡、铬、镍等 (3)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜 (4)利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化 (5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜 3．电化学防护法：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 利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连 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 ①实验探究一：以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴加2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察试管中颜色的变化 已知：Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 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 ②实验探究二 实验过程 将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中，观察并解释实验现象 实验装置 实验现象 铁钉周围变红 铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红 实验结论 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 利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液里，接外加直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护 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 （3）两种保护方法的比较 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 图示 原理 __原电池___原理 ___电解池_____原理 电极要求 被保护的金属作__正___极， 活泼性更强的金属作___负___极 被保护的金属作为__阴___极， 与电源的__负__极相连 应用 锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块 钢铁闸门，地下管道连接电源负极 外加电流法保护效果大于牺牲阳极法 【对点训练2】 1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(　　) A．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀 C．铁与电源正极连接可实现电化学保护 D．阳极氧化处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法 2．下列防护措施中属于电化学保护法的是(　　) A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B．在金属中加入一些铬或者镍制成合金 C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭 D．在金属表面喷漆 3．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　) A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 4．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　) 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，为牺牲阳极法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ 5．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是(　　) A．阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 6．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的三分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。 （1）在实际生产中，可在铁件的表面镀上锌保护层或锡保护层防止铁被腐蚀。镀层破损后，镀锡铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是 。(填“镀锡铁”或“镀锌铁”) （2）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀______。 A． B． C． D． （3）利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。 ①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式： 。 ②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 ，写出铁电极处的电极反应式： 。 1．下列事实不能用原电池原理解释的是(　　) A．白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀 B．铁片、铝片在冷的浓硫酸中钝化 C．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉” D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快 2．如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是(　　) A．若B处液面上升，A溶液可能是酸性溶液 B．若A为NaCl溶液，B、C液面始终保持不变 C．可能产生Fe2O3·nH2O D．腐蚀的总反应式一定是2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 3．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 4．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(　　) A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ 5．下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(　　) A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④ C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞① 6．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(　　) A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀 C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极 7．某种钢闸门保护法原理示意图如下，下列说法不正确的是(　　) A．锌块发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋ B．钢闸门有电子流入，可以有效减缓腐蚀 C．若通过外加电源保护钢闸门，应将钢闸门与电源正极相连 D．锅炉内壁装上若干镁合金的防腐原理与该种钢闸门保护法原理相同 8．2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰正式交付海军。为了保护舰艇(主要是铁合金材料)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的阴极保护法 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．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 9．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是(　　) A．为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连 B．蚀孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFe C．由于孔蚀中Fe3+水解导致电解质酸性增强 D．孔隙中可以发生析氢腐蚀 10．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀 11．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是(　　) ① ② ③ 在Fe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Zn保护了Fe B．对比①②， K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化 C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 12．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．若d为石墨，则铁片腐蚀加快 B．若d为石墨，则石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．若d为锌块，则铁片不易被腐蚀 D．若d为锌块，则铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 13．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是(　　) A．金属棒X的材料可能为铜 B．金属棒X的材料可能为钠 C．钢管附近土壤的pH可能会上升 D．这种方法称为外加电流法 14．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是(　　) pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO A．在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀 B．在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 15．下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　) 　　 A．图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈 B．图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀 C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀 D．图③，若金属M比Fe活泼，可防止钢铁输水管腐蚀 16．如图所示，下列说法错误的是(　　) A．若X为NaCl溶液，K与M连接，Fe棒附近溶液pH最大 B．开关K未闭合，Fe棒上B点生成铁锈最多 C．若X为H2SO4溶液，K与N连接，Fe棒上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ D．若X为H2SO4溶液，K分别与N、M连接，Fe棒腐蚀情况前者慢 17．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下： pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列说法不正确的是(　　) A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+ B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2O D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢 18．中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法1：舰体镶嵌一些金属块；方法2：航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是(　　) A．方法1叫外加电流的阴极保护法 B．方法2叫牺牲阳极的阴极保护法 C．方法1中金属块可能是锌、锡和铜 D．方法2中舰体连接电源的负极 19．关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2O C．③中正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．对比①②③，说明苯能隔绝O2 20．下列装置图有关说法正确的是(　　) A．装置①中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl－)增大 B．装置①中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a附近变红色 C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1>只闭合K3>只闭合K2>都断开 D．装置③中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数为0.025NA 21．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)： 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% ① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是____________________________________ (3)该小组对图2中O～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体 假设二：________________________________________________________________________ 22．某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理，设计如图实验装置： 实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转 (1)锌棒上发生的电极反应为 ； 铁棒上发生的电极反应为 . (2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生 实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液 (3)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”) (4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是______________________________、___________________________ (5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为________________________ 23．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟 (1)请写出有关电极反应式： ①铁棒上电极反应式： _________________________________ ②碳棒上电极反应式： _________________________________ (2)该图所表示的是______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀 (3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为______棒 24．钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。 (1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________(填“正”或“负”)极相连 (2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为__________________________________ (3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的SO还原为S2－，试写出该电化学腐蚀的正极反应式________________________ (4)利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______________________ 25．回答下列问题： （1）如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。 ①该电化学腐蚀称为 。 ②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。 ③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。 （2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注： （3）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________。 （4）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。 A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高 C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法 D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体 答案及解析 【对点训练1】 1．D。解析：金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误。 2．B。解析：金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。 3．B 【详解】 A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故A不符合题意； B．银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故B符合题意； C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，故C不符合题意； D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故D不符合题意； 答案为B。 4．D。解析：A项，碳作正极，应发生还原反应，A项不正确；B项，钢铁被腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O，B项不正确；C项，生活中钢铁制品以发生吸氧腐蚀为主，以②为主，C项不正确；图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D项正确。 5．C。解析：根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，腐蚀过程中c作负极，A项正确；潮湿环境中的Cl－与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=== Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D项正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C项错误。 6．B。解析：铁铆钉吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过导线流向正极。 7．B。解析：Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ，由于均发生了2H＋＋2e－===H2↑，Ⅰ和Ⅱ中均生成了气体，液面都会下降，装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；Ⅲ中浓硫酸吸水，从而使铁钉处在干燥空气中几乎不腐蚀，D选项正确。 8．⑤④②①③⑥ 解析：②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，活动性差别越大，腐蚀越快，故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。⑤中Fe接电源正极作阳极，Cu作阴极，加快了Fe的腐蚀。⑥中Fe接电源负极作阴极，Cu作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥。 9．B【分析】0-t1醋酸与铁直接反应产生了氢气发生化学腐蚀和形成Fe-C原电池，Fe发生析氢腐蚀产生氢气和亚铁离子，压强增大；t1以后，亚铁离子被氧气氧化，氧气被消耗，压强减小，之后形成Fe-C原电池，Fe发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，压强明显减小，据此解答。 【详解】 A．0-t1时压强增大的原因可能是醋酸与铁直接反应产生了氢气，也可能是形成铁-C原电池，Fe发生析氢腐蚀，即不一定是铁发生了析氢腐蚀，A正确； B．无论发生化学腐蚀还是析氢腐蚀，铁粉均发生反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误； C．Fe发生电化学腐蚀，Fe作负极，发生氧化反应，C作正极，C表面发生还原反应，C正确； D．结合分析可知，t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀，D正确； 答案选B。 【对点训练2】 1．A。解析：A项，四氧化三铁的致密保护膜可防止腐蚀，正确；B项，由于金属活动性Zn>Fe>Sn，所以镀锡铁镀层破损时，Fe作原电池的负极首先被腐蚀，而镀锌铁镀层破损时，由于Fe作正极，被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe被保护起来，因此当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，前者更易被腐蚀，错误；C项，铁与电源负极连接可实现电化学保护，错误。 2．C。解析：在轮船的船壳水线以下部分装上锌锭，能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。 3．C。解析：钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。 4．D。解析：若X为碳棒，开关K置于A处，Fe为电解池的阴极，属于外加电流法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe为原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，K置于A处，Fe为电解池的阴极，属于外加电流法，K置于B处时，Fe为原电池的正极，属于牺牲阳极法，B项和C项均正确。 5．C。解析：阴极得电子，A错误；金属M失电子，其活动性应强于铁的，B错误；M失去的电子流入钢铁设施表面，钢铁设施不易失去电子而被保护，C正确；海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中被腐蚀的速率快，D错误。 6．（1）镀锡铁 （2）BD （3）N 2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- 牺牲阳极保护法(牺牲阳极的阴极保护法) O2+4e-+2H2O=4OH- 【解析】（1）铁比锡活泼，形成原电池反应时，铁为负极，锡为正极，镀层破损后，镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀，而锌比铁活泼，形成原电池反应时，铁为正极，锌为负极，铁难以被氧化； （2）A．形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误； B．锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确； C．水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误； D．铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确； 故答案为BD； （3）①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，故K连接N处，假设海水中只有NaCl溶质，则此时总离子反应方程式为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-； ②若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。 1．B【详解】A．白铁中铁和锌组成原电池，由金属活泼性Zn>Fe，则Fe做正极被保护，所以白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀，A不选； B．铁、铝常温下与冷的浓硫酸反应生成致密的氧化膜而钝化，不能用原电池原理解释，B选； C．铁外刷一层“银粉”，阻止与氧气接触，破坏了原电池的构成条件，保护铁不被腐蚀，C不选； D．锌与少量溶液反应置换单质Cu，形成Zn-Cu原电池，可加快反应速率，D不选； 故选：B。 2．C。解析：析氢腐蚀的总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，使B处液面下降，则A溶液不可能是酸性溶液，A项错误；若A为NaCl溶液，则发生吸氧腐蚀，B处液面上升，B项错误；发生吸氧腐蚀，2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水，氧化产物变为Fe2O3·nH2O，C项正确；如果是析氢腐蚀，总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，D项错误。 3．B。解析：a试管中为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b试管中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。 4．B。解析：金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。 5．A。解析　当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大(比①大)，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。 6．C。解析：A项，水面附近的铁接触的氧气多，容易腐蚀，错误；B项，铁作为阴极受保护，不容易腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块为原电池的负极，生活中一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。 7．C。解析：该保护法利用了原电池的原理，锌块作负极，发生氧化反应，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，A正确；锌块作负极，发生氧化反应，失去的电子通过导线转移到钢闸门，减缓了钢闸门的腐蚀，B正确；通过外加电源保护钢闸门，若将钢闸门与电源正极相连，则钢闸门作阳极，这样会加快钢闸门的腐蚀，C错误；镁的活泼性比铁强，锅炉内壁装上若干镁合金的防腐原理与该种铁闸门保护法一样，都是利用了原电池的原理，D正确。 8．C。解析：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的阴极保护法，故A正确；金属块R比铁活泼，金属块R可能是镁或锌，故B正确；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；吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D正确。 9．D A．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误； B．2.24LO2没有指明是否为标准状况，不一定为0.1molO2，B错误； C．封闭环境中由于Fe2+水解导致酸性增强，C错误； D．由于孔隙中介质的酸性增强有HCl存在，可发生析氢腐蚀，D正确； 故选D。 10．A。解析：两个装置均为原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知：原电池的正极金属受到保护，A正确；Ⅰ中负极为活泼金属Zn，B错误；Ⅱ中是酸性溶液，电极反应中不能有OH－生成，C错误；Ⅰ中无 Fe2＋生成，不能生成铁氰化亚铁沉淀，D错误。 11．D。解析：②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。 12．D。解析：A项，由于活动性Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，与没有形成原电池时相比，铁片的腐蚀速率加快，正确；B项，d为石墨，由于电解质溶液为中性环境，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨电极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，d为锌块，由于金属活动性Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。 13．C。解析：图中没有外加电源，故为牺牲阳极法，D项错误；X的活泼性应大于铁的活泼性，但金属钠的活泼性太强，能与土壤中的H2O直接反应，故X的材料不可能是铜、钠，A、B项错误；O2在钢管处得电子，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故钢管附近土壤的pH可能会上升，C项正确。 14．C。解析：A项，pH＜4为强酸性，发生析氢腐蚀，正确；B项，pH＞6的溶液，氧气得电子，发生吸氧腐蚀，正确；C项，pH＞14的溶液，氧气与水反应得电子：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误；D项，煮沸后除去了氧气，碳钢的腐蚀速率会减缓，正确。 15．C。解析：与电源正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，则会加快钢闸门的腐蚀，故C错误。 16．A。解析：若X为NaCl溶液，K与M连接，构成原电池，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，碳棒作正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碳棒附近溶液pH最大，A错误；开关K未闭合，Fe棒上B点发生吸氧腐蚀，生成铁锈最多，B正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，构成原电池，锌作负极，铁作正极，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；若X为H2SO4溶液，K与N连接，铁作正极被保护，K与M连接，铁作负极，加快腐蚀，因此Fe棒腐蚀情况前者慢，D正确。 17．B。 A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，A正确； B. 当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确； C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误； D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确； 故选C。 18．D。解析：舰体是由钢板做的。方法1中舰体镶嵌的金属块必须是比铁活泼的金属，如锌等(锡和铜不行)，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法；方法2中航母舰体必须与电源负极相连，这种方法叫外加电流的阴极保护法。综上所述，D正确。 19．D。解析：①是密闭体系，NaCl溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，A项正确；苯属于非电解质，②中无电解质溶液，不满足电化学腐蚀的条件，B项正确；根据③中现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C项正确；根据现象可知，③中发生吸氧腐蚀，③中观察到明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，D项错误。 20．B。解析：装置①K键闭合后，形成原电池，锌为负极，铜为正极，原电池中阴离子向负极移动，则Cl－向ZnSO4溶液移动，A项错误；装置①中K键闭合时，a极为阴极，阴极氢离子放电同时生成氢氧根离子，所以a附近变红色，B项正确；Fe作阳极被腐蚀，作阴极被保护，装置②中，只闭合K1，铁作阳极被腐蚀；只闭合K2，铁作阴极被保护；只闭合K3，铁作负极被腐蚀；所以铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2，C项错误；装置③中铁制品上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，析出1.6 g铜即0.025 mol，则电源负极输出的电子数为0.05NA，D项错误。 21．(1) 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% ② 2.0 ③ 碳粉含量的影响 (2)吸氧　如图 还原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (3)反应放热，温度升高 解析：(1)对比编号①，编号②中碳粉的质量与编号①相同，醋酸的浓度与编号①不同，所以铁粉的质量应与编号①相同，即2.0 g；编号③中碳粉质量与编号①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与编号①相同，显然编号③目的是探究碳粉含量的影响。 (2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁发生吸氧腐蚀的过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 (3)O～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。 22．(1)2Zn－4e－===2Zn2＋　2H2O＋O2＋4e－===4OH－　 (2)Fe2＋　 (3)相反　 (4)产生蓝色沉淀　溶液变红色　 (5)不活泼　牺牲阳极法 解析：锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护。铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流表指针的偏转方向也相反。铁作负极时，Fe失去电子生成Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极法。 23．(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋　 ②O2＋2H2O＋4e－===4OH－　 (2)吸氧　 (3)析氢　锌(或其他比Fe活泼的金属) 解析：电解质是氯化钠，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，负极反应式是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极法保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。 24．(1)吸氧腐蚀　负　 (2)ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－　 (3)SO＋8e－＋4H2O===S2－＋8OH－　 (4)N　牺牲阳极的阴极保护法 解析：(1)海水呈弱碱性，故轮船的钢铁船体在海水中 易发生吸氧腐蚀，钢铁与外接电源负极相连，充当电解池的阴极，得到保护。 (2)ClO－在正极得电子生成Cl－和OH－，故正极电极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===2OH－＋Cl－。 (4)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。 25．【答案】吸氧腐蚀 B C ④>②>①>③ B 【分析】 （1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀； ②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B； ③锌块应固定在腐蚀最严重的C处； （2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极； （3）金属的腐蚀程度：电解>原电池>化学反应>电极保护； （4）A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极； B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极上氧气得电子和水反应生成OH-； C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，属于外加电源的阴极保护法； D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，根据电极反应式计算生成气体物质的量。 【详解】 （1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀，故答案为吸氧腐蚀。 ②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B，故答案为B。 ③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护，故答案为C。 （2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极，故答案为。 （3）①发生化学腐蚀，②发生电化学腐蚀，铁作负极，被腐蚀，③发生电化学腐蚀，铁作正极，被保护，④为电解池装置，Fe做阳极，腐蚀最快，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案为④>②>①>③。 （4） A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误； B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4 OH-，正极附近有OH-生成导致溶液pH增大，故B正确； C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，因为有外加电源，所以属于外加电源的阴极保护法，故C错误； D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电极反应式知，电路中通过0.002NA个电子即0.002mol电子，阳极上生成n（Cl2）=0.002mol/2×1=0.001mol，阴极上生成n（H2） =0.002mol/2×1=0.001mol，所以两个电极共产生0.002mol气体，故D错误。 故选B。 【点睛】 金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属的腐蚀，强电解质中>弱电解质中>非电解质中。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$