专题04 金属的腐蚀与防护（考题猜想）（6大题型）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（鲁科版2019）

专题04 金属的腐蚀与防护 题型01化学腐蚀与电化学腐蚀 题型02析氢腐蚀与吸氧腐蚀 题型03金属腐蚀的防护方法 题型04金属腐蚀的快慢比较 题型05金属腐蚀的综合考查 题型06 金属的腐蚀与防护综合 ▉题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 【例1】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 【变式1-1】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，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C B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．C作正极，O2在C表面上发生还原反应 【变式1-2】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 【变式1-3】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”杨sir化学，侵权必究 D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快 ▉题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 【例2】某同学进行下列实验 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]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 下列说法不合理的是(　　) A．生铁片发生吸氧腐蚀 B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋ 【变式2-1】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法不正确的是 A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a、b处溶液的pH增大 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+ 【变式2-2】如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。实验观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是 A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- D．具支试管中溶液酸性增强 【变式2-3】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↓ ▉题型3 金属腐蚀的防护方法 【例3】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 【变式3-1】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 【变式3-2】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 【变式3-3】下列与金属电化学腐蚀或电化学防护无关的是 A．将生铁冶炼成钢时，常向铁水中添加适量的铬、镍等材料 B．轮船外壳上镶嵌锌块 C．电工操作手册中规定不能将铝线、铜线直接相连使用 D．支撑海港码头基础的钢管桩常与电源负极相连接 ▉题型4 金属腐蚀的快慢比较 【例4】相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　) 【变式4-1】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 【变式4-2】下列装置(容器中的液体均足量)中，铁的腐蚀速率最快的是 A． B． C． D． ▉题型5 金属腐蚀的综合考查 【例5】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 【变式5-1】化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 现象 锌片附近处颜色无变化，裸露在外的铁钉附近处出现红色。 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 下列说法正确的是 A．实验I和Ⅱ中铁钉均为负极 B．实验I和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验实验Ⅱ C．一段时间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，可能是氧化了单质 D．一段时间后，实验I和实验Ⅱ中均出现红褐色 【变式5-2】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杨sir化学，侵权必究 【变式5-3】青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法： ⅰ．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈 ⅱ．碳酸钠法：将文物置于含的溶液中浸泡，使转化为； ⅲ．BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与价Cu(如)反应，形成一层透明的高聚物薄膜。 关于BTA保护法说法不正确的是 A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜 B．替换出锈层中的，能够高效的除去有害锈 C．相比于酸浸法，不和无害锈反应，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” D．BTA保护法属于外加电流的阴极保护法，保护效果更好 ▉题型6 金属的腐蚀与防护综合 【例6】如图两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是(　　) A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体 B.装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋ 【变式6-1】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 【变式6-2】关于金属腐蚀与防护的如下各叙述中，正确的是 A．常温下潮湿的空气中，金属主要发生化学腐蚀 B．铁发生析氢腐蚀的负极反应式为 C．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法 【变式6-3】某小组用如图所示装置研究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．闭合，铁的腐蚀速率减缓 B．闭合时铁的腐蚀速率比闭合时铁的腐蚀速率快 C．闭合，石墨电极附近变大 D．闭合石墨电极附近变大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 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 $$ 专题04 金属的腐蚀与防护 题型01化学腐蚀与电化学腐蚀 题型02析氢腐蚀与吸氧腐蚀 题型03金属腐蚀的防护方法 题型04金属腐蚀的快慢比较 题型05金属腐蚀的综合考查 题型06 金属的腐蚀与防护综合 ▉题型1 化学腐蚀与电化学腐蚀 【例1】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 【答案】B 【解析】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；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；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；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；故选B。 【变式1-1】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，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C B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．C作正极，O2在C表面上发生还原反应 【答案】D 【解析】A项，铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，错误；B项，原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；C项，该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误、D正确。 【变式1-2】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。 【解析】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。 【变式1-3】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”杨sir化学，侵权必究 D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快 【答案】B 【解析】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；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；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；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。 ▉题型2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 【例2】某同学进行下列实验 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]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 下列说法不合理的是(　　) A．生铁片发生吸氧腐蚀 B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋ 【答案】D 【解析】生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，故D项不合理。 【变式2-1】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法不正确的是 A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a、b处溶液的pH增大 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+ 【答案】D 【解析】a管内是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀， A正确；发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以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正确；a处发生吸氧腐蚀，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，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正确；a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，D错误；故选D。 【变式2-2】如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。实验观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是 A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- D．具支试管中溶液酸性增强 【答案】C 【解析】pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，铁作负极发生氧化反应，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，整个过程中碳作正极，A项错误；pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，B项错误；发生析氢腐蚀时液面下降，发生吸氧腐蚀时液面回升，碳电极为正极，液面回升时碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C项正确；pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，整个过程中溶液的酸性是逐渐降低的，D项错误；故选C。 【变式2-3】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↓ 【答案】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。 ▉题型3 金属腐蚀的防护方法 【例3】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 【答案】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。 【变式3-1】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 【答案】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。 【变式3-2】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 【答案】C 【解析】锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。 【变式3-3】下列与金属电化学腐蚀或电化学防护无关的是 A．将生铁冶炼成钢时，常向铁水中添加适量的铬、镍等材料 B．轮船外壳上镶嵌锌块 C．电工操作手册中规定不能将铝线、铜线直接相连使用 D．支撑海港码头基础的钢管桩常与电源负极相连接 【答案】A 【解析】将生铁冶炼成钢时，常向铁水中添加适量的铬、镍等材料可以增强钢的抗腐蚀性，但该过程是通过改变金属内部的结构实现的，与金属电化学腐蚀或电化学防护无关，故A选；锌比铁活泼，轮船外壳上镶嵌锌块，Zn与Fe构成原电池，在海水中锌被腐蚀，从而保护船壳，发生原电池反应可用电化学知识解释，故B不选；铝比铜活泼，能构成原电池，金属铝为负极，易被腐蚀而生锈，电工操作手册中规定不能将铝线、铜线直接相连使用与金属电化学腐蚀或电化学防护有关，故C不选；支撑海港码头基础的钢管桩常与电源负极相连接作阴极，可以避免钢管桩被腐蚀，与电化学防护有关，故D不选；故选A。 ▉题型4 金属腐蚀的快慢比较 【例4】相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　) 【答案】C 【解析】A项，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B项，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。 【变式4-1】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 【答案】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被腐蚀，D选项正确。 【变式4-2】下列装置(容器中的液体均足量)中，铁的腐蚀速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．无水乙醇属于非电解质，不能构成原电池； B．构成原电池，Fe为负极，加速铁的腐蚀； C．Al比Fe活泼，氢氧化钠为电解质，构成原电池，Al为负极，Fe为正极，Fe被保护； D．蔗糖属于非电解质，不能构成原电池； 综上所述，形成原电池，反应速率加快，因此铁的腐蚀速率最快的是选项B； 答案为B。 ▉题型5 金属腐蚀的综合考查 【例5】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 【解析】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。 【变式5-1】化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 实验 Ⅰ Ⅱ 装置 现象 锌片附近处颜色无变化，裸露在外的铁钉附近处出现红色。 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近处出现蓝色 下列说法正确的是 A．实验I和Ⅱ中铁钉均为负极 B．实验I和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验实验Ⅱ C．一段时间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，可能是氧化了单质 D．一段时间后，实验I和实验Ⅱ中均出现红褐色 【答案】C 【解析】A．实验I中锌比铁活泼，锌为负极，实验Ⅱ中铁比铜活泼，铁为负极，故A错误； B．实验I和Ⅱ中都是中性环境，均发生吸氧腐蚀，实验I中锌为负极，铁为正极被保护，铁钉腐蚀速度实验实验Ⅱ，故B错误； C．一段时间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，说明溶液中存在Fe2+，可能是氧化了单质，故C正确； D．实验I中锌为负极，铁为正极，溶液中不会生成Fe3+，不会出现红褐色沉淀，实验Ⅱ中铁为负极，生成Fe2+，正极O2得电子生成OH-，得到的Fe(OH)2会被O2氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀，故D错误； 故选C。 【变式5-2】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杨sir化学，侵权必究 【答案】C 【解析】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；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；在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误；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。 【变式5-3】青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法： ⅰ．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈 ⅱ．碳酸钠法：将文物置于含的溶液中浸泡，使转化为； ⅲ．BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与价Cu(如)反应，形成一层透明的高聚物薄膜。 关于BTA保护法说法不正确的是 A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜 B．替换出锈层中的，能够高效的除去有害锈 C．相比于酸浸法，不和无害锈反应，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧” D．BTA保护法属于外加电流的阴极保护法，保护效果更好 【答案】D 【解析】A．利用BTA保护法，可在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，保护内部金属铜，A说法正确； B．利用BTA保护法，可替换出锈层中的，能够高效的除去有害锈，B说法正确； C．酸浸法会破坏无害锈，BTA保护法不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”，C说法正确； D．BTA保护法无外加电源，不属于外加电流的阴极保护法，D说法错误； 答案选D。 ▉题型6 金属的腐蚀与防护综合 【例6】如图两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是(　　) A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体 B.装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋ 【答案】C 【解析】装置Ⅰ中，铁被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成红棕色的NO2，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，随后铁作负极Cu作正极，稀硝酸发生还原反应生成无色的NO，金属过量，故反应结束时溶液中既有Fe2＋又有Cu2＋，A、D错误；因为装置Ⅱ中左边充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气，发生析氢腐蚀，B错误，C正确。 【变式6-1】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。 【解析】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。 【变式6-2】关于金属腐蚀与防护的如下各叙述中，正确的是 A．常温下潮湿的空气中，金属主要发生化学腐蚀 B．铁发生析氢腐蚀的负极反应式为 C．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法 【答案】D 【解析】A．置于潮湿空气中的金属能形成原电池，主要发生电化学腐蚀，A错误； B．铁发生析氢腐蚀的负极反应式为，B错误； C．马口铁是镀锡，镀层破损后，铁作负极，被氧化，被腐蚀时首先是铁被氧化，C错误； D．锌比铁活泼，可作为原电池的负极，被氧化，铁为正极，被保护，为牺牲阳极的阴极保护法，D正确； 故选D。 【变式6-3】某小组用如图所示装置研究金属的腐蚀与防护，下列说法不正确的是 A．闭合，铁的腐蚀速率减缓 B．闭合时铁的腐蚀速率比闭合时铁的腐蚀速率快 C．闭合，石墨电极附近变大 D．闭合石墨电极附近变大 【答案】C 【分析】只关闭K1，构成电解池，Fe作阴极，铁被保护，只关闭K2，构成电解池，Fe作阳极，铁被腐蚀，只关闭K3，构成原电池，Fe作负极，铁被腐蚀，据此回答。 【解析】A．根据分析可知，则铁腐蚀的速度最慢的是只闭合K1，A正确； B．根据腐蚀速率，阳极大于正极，所以闭合K2 时铁的腐蚀速率比闭合K3时铁的腐蚀速率快，B正确； C．闭合K1，铁棒作阴极，生成氢气和氢氧根，所以铁棒电极附近pH变大，C错误； D．闭合K3，石墨作正极，氧气得到电子转化为氢氧根离子，所以石墨电极附近pH变大，D正确； 故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 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 $$