1.3 金属的腐蚀与防护(课件PPT)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版）

该高中化学课件聚焦金属的电化学腐蚀与防护，核心知识点涵盖腐蚀本质（金属失电子氧化）、类型（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）及防护措施（牺牲阳极法、外加电流法）。课堂通过铁在NaCl溶液与稀醋酸中的对比实验导入，引导学生从腐蚀本质到电化学原理，再到防护方法，构建递进式学习支架。 其亮点在于以实验探究（如装置a、b中气体压强变化实验）培养科学探究与实践能力，结合青铜器腐蚀分析等实例训练科学思维（证据推理、模型建构），融入暖贴原理等生活应用渗透科学态度与责任。采用实验-原理-应用逻辑，学生深化理解，教师可借助分层题点提升教学效率。

第三单元　金属的腐蚀与防护 学习目标 重点难点 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 2.了解防止金属腐蚀的措施。 重点 1.金属发生电化学腐蚀的本质； 2.防止金属腐蚀的措施。 难点 电极反应式的书写与判断。 新知探究(一)——金属的电化学腐蚀 新知探究(二)——金属的电化学防护 课时跟踪检测 目录 新知探究(一)——金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 析氢 吸氧 2.化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯的金属或合金发生_______反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 实质与 联系 ①实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗； ②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但____________更普遍 原电池 电化学腐蚀 3.实验探究铁的电化学腐蚀原理 (1)实验装置 (2)实验步骤 按图组装好仪器，几分钟后，打开止水夹。 (3)实验现象 两支具支试管中都有红褐色铁锈产生。a装置中的导管内红墨水水柱_____，水柱液面高于小试管中的液面，甚至有少量红墨水流到a装置的具支试管中。b装置中部分铁粉溶解，导管内红墨水水柱_____，水柱液面低于小试管中的液面，甚至有少量气泡从导管口冒出。 (4)实验结论 a装置的具支试管中气体压强减小，b装置的具支试管中气体压强增大，这是铁在两种不同的条件下发生不同的电化学腐蚀而引起的。 上升 下降 4.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 水膜的酸性较强 水膜的酸性较弱或呈中性 负极 ______________ 正极 ______________ ______________________ 总反应 ___________________ __________________________ Fe-2e-==Fe2+ 2H++2e-==H2↑ O2+4e-+2H2O==4OH- 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·nH2O)，反应如下：4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，2Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 续表 [微点拨]　电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢之前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主( ) (2)铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀( ) (3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-==Fe3+ ( ) (4)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈( ) (5)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( ) √ × × × √ √ 2.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 (　　) A.本质是2M+2nH2O==2M(OH)n+nH2↑ B.电化学腐蚀必须在酸性条件下进行 C.化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍 D.本质是M-ne-==Mn+ 解析：金属腐蚀的本质是金属失去电子而被氧化成金属阳离子的过程，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，可简单表示为M-ne-==Mn+，A不正确，D正确；电化学腐蚀可以在酸性条件下进行，也可以在其他条件下进行，B不正确；化学腐蚀没有电化学腐蚀普遍，C不正确。 3.(2025·景德镇高二期末)研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对文物保护和修复有重要意义，如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是 (　　) A.青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极，被还原 B.正极发生的电极反应为O2+4e-+4H+==2H2O C.若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗O2的体积为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↓ √ 解析：根据题图可知，青铜器发生吸氧腐蚀，Cu作负极被氧化，故A错误；氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O==4OH-，故B错误；未指明气体所处状况，无法计算O2的体积，故C错误；Cl-与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为2Cu2++3OH-+Cl-==Cu2(OH)3Cl↓，故D正确。 4.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铁棒上的电极反应式：________________。　　　　　　　　  ②碳棒上的电极反应式：______________________。 (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H2SO4溶液，则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为__________________________棒。  解析：金属的腐蚀，在中性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀。 2Fe-4e-==2Fe2+ O2+2H2O+4e-==4OH- 吸氧 析氢 锌(或其他比铁活泼的金属) 新知探究(二)——金属的电化学防护 1.金属的防护方法 (1)在金属的表面覆盖保护层，如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 (2)改变金属组成或结构，如制成耐蚀______。 (3)利用电化学原理来保护金属，防止金属腐蚀。 合金 2.金属的电化学防护 金属的电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 (1)牺牲阳极的阴极保护法 将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作_____(负极)，在不断被腐蚀后定期更换，而作为______(正极)的金属就不易被腐蚀而得到保护。 阳极 阴极 (2)外加电流的阴极保护法 被保护的钢铁设备作为阴极，另加惰性电极作为阳极，两者都处在电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后，电子流向被保护的钢铁设备，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。 [微点拨]　金属腐蚀快慢的判断方法：在同一电解质溶液中，同一种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。 3.金属腐蚀原理的应用 (1)将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸时，铝片表面产生一层致密的氧化铝膜，从而阻止铝进一步被氧化。可以用铝罐车运输冷的浓硝酸和浓硫酸。 (2)铁在NaOH和NaNO2的混合溶液中发蓝、发黑，使铁表面形成一层致密的氧化膜，可防止铁腐蚀。 (3)生活中常用的“暖贴”是利用吸氧腐蚀的原理制造的。 应用化学 全世界每年因钢铁锈蚀会造成巨大的损失，为了保护地下的钢铁输水管所采取的措施如图所示。 1.钢铁发生吸氧腐蚀正极的反应式如何书写? 提示：钢铁发生吸氧腐蚀正极反应为O2+2H2O+4e-==4OH-。 2.导线与Zn块连接是哪种防护方法?导线与Cu块连接能否保护钢铁输水管? 提示：导线与Zn块连接为牺牲阳极法；导线与Cu块连接，钢管道作为负极，易被腐蚀，不能保护钢铁输水管。 [题点多维训练] √ 1.(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是 (　　) A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用 C.该法为外加电流法 D.锌发生反应：Zn-2e-==Zn2+ 解析：钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn>Fe，即锌块为负极，钢铁为正极，形成原电池，Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e-==Zn2+，从而保护钢铁，延缓其腐蚀。由于金属活动性Zn>Fe，钢铁外壳为正极，锌块为负极，故A错误；Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e-==Zn2+，镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，故B错误，D正确；由分析得，该方法为牺牲阳极法，故C错误。 √ 2.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>③>①　　　　 B.②>①>③>④ C.④>②>①>③ D.③>②>④>① 解析：当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。本题中，铁腐蚀由快到慢的顺序为④>②>①>③。 3.Ⅰ.钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为_______________________。  解析：钢铁在空气酸度不大的环境中，发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-，负极的电极反应式为Fe-2e-==Fe2+。 O2+2H2O+4e-==4OH- Ⅱ.在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。 装置示意图如图。 ①A电极对应的金属是______(写元素名称)，B电极的电极反应式是______________。  ②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更______(填“容易”或“不容易”)被腐蚀。  解析：①在铁的表面镀铜，阳极材料为Cu，阴极材料为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液。A与外加直流电源的正极相连，A为阳极，A电极对应的金属为铜。B为阴极，电极反应式为Cu2++2e-==Cu。②镀层破损后，镀铜铁发生腐蚀时铁为负极，镀锌铁发生腐蚀时铁为正极被保护，因此镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。 铜 Cu2++2e-==Cu 容易 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 一、选择题 1.(2024·湖北卷)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 解析：发蓝处理是将钢在空气中加热或直接浸在浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，故A不符合题意；阳极氧化是使阳极材料表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；表面渗镀是向金属中渗入一种或几种元素以在表面形成一层扩散合金层，C不符合题意；喷涂油漆是利用油漆隔绝空气中的水蒸气和氧气，不形成表面钝化膜，D符合题意。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2.下列措施不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 (　　) A.在钢铁制品表面镀一层金属锌 B.将钢铁制品放置在潮湿处 C.在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构 D.将钢铁制品与电源负极相连 解析：钢铁制品放置在潮湿处易发生吸氧腐蚀。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 3.(2025·重庆高二期末)十二生肖兽首铜像是我国的国宝，兽首上的褶皱和绒毛等细微处，都清晰逼真，其历经二百多年而不锈蚀，堪称一绝。下列有关说法正确的是 (　　) A.在兽首铜像表面镀了一层锌 B.金属铜的活动性小，不与空气中的物质反应 C.用外加电流法对它们进行了保护，所以不锈蚀 D.在铸造它的铜中添加了金、银、锡、锌，增强了抗锈蚀能力 解析：铜兽首的材料是铜合金，含有98%的Cu、1%的Pb及一定量的Fe和Zn、Au、Ag、Sn，故A错误；Cu的金属活动性较弱，但Cu在潮湿的空气中易产生铜锈，故B错误；200年前没有电，无法用电流对其进行保护，故C错误；铜兽首中加入了其他金属形成了合金，合金能提高抗腐蚀能力，故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 4.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：A中，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板，形成原电池，铁是活泼金属作负极而被腐蚀；B中，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而被腐蚀，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，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，铁容易被腐蚀。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 5.一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表。 下列说法错误的是 (　　) A.当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀 B.当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C.当pH>14时，正极反应为O2+4H++4e-==2H2O D.将碱性溶液煮沸除去氧气后，碳钢腐蚀的速率会减缓 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 Fe 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：当pH<4时，酸性较强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A正确；当pH>6时，是弱酸性和碱性，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B正确；当pH>14时，正极反应为O2+2H2O+4e-==4OH-，C项错误；将碱性溶液煮沸除去氧气后，可以减少吸氧腐蚀，故可以使碳钢腐蚀的速率减缓，D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 6.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.此腐蚀过程既有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B.发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为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，负极的电极反应式为Fe-2e-==Fe2+ 解析：在金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，具备电解质环境，满足原电池的构成条件，构成了原电池，也可以发生电化学腐蚀，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，2H++2e-==H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时的负极是铁，电极反应式为Fe-2e-==Fe2+，故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 7.(2025·西安高二期末)铆接工艺是钢与铝连接的主要方法之一，在长期使用过程中接头的腐蚀是影响连接强度，导致连接失效的重要原因。钢板与铝板采用的镀锌钢铆钉连接示意图如图，下列有关说法错误的是 (　　) A.腐蚀发生时，铝板会优先腐蚀 B.若接触到酸性电解质溶液，GC2处会发生析氢腐蚀 C.为减缓腐蚀，可将多个零件设计成一个整体，尽量减少铆接点 D.钢板与铝板之间若存在间隙，会造成电解质溶液侵入，加速腐蚀 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：铝板表面会生成氧化物保护膜，不容易腐蚀，镀锌钢铆钉上的锌层先发生反应，故A错误；强酸性溶液中，镀锌钢易发生析氢腐蚀，所以若接触到酸性电解质溶液，GC2处会发生析氢腐蚀，故B正确；减少铆接点，能减少形成原电池的数量，从而减缓腐蚀，故C正确；钢板与铝板之间若存在间隙，会造成电解质溶液侵入，从而构成原电池，加速被腐蚀，故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 8.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 解析：支撑海港码头基础的钢管桩应用电解原理防腐，钢管桩作为电解池的阴极被保护，高硅铸铁作为惰性辅助阳极起传递电流的作用。通电后，外电路电子从阳极高硅铸铁流出，流入直流电源的正极，从直流电源的负极流出，流入阴极钢管桩，通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，通入的保护电流根据环境条件变化进行调整。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 9.已知：Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液会产生带有特征蓝色的沉淀。如图是金属牺牲阳极法的实验装置，下列有关说法正确的是 (　　) A.该装置为电解池 B.本实验牺牲了金属Fe来保护金属Zn C.若加入K3[Fe(CN)6]溶液，Fe电极附近不会产生带有特征蓝色的沉淀 D.远洋货轮上镶嵌的金属Zn不需要更换 解析：该装置没有外接电源，所以是原电池而不是电解池，故A项错误；锌比铁活泼，失电子作负极，铁作正极，所以牺牲了锌保护了铁，故B项错误；铁被保护，所以溶液中不会产生Fe2+，加入K3[Fe(CN)6]溶液后，Fe电极附近不会产生带有特征蓝色的沉淀，故C项正确；远洋货轮船底镶嵌锌块，其中锌与铁构成原电池，锌作负极，失电子发生氧化反应，锌被腐蚀，为保护货轮需定期更换，故D项错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 二、非选择题 10.(14分)金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列两种腐蚀现象回答下列问题： (1)图1，被腐蚀的金属为_________，其腐蚀类型属于_____(填字母，下同)。图2，金属腐蚀类型属于_____。  A.化学腐蚀　　　　　　 B.电化学腐蚀 C.析氢腐蚀 D.吸氧腐蚀 铁或Fe BC BD 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 解析：析氢腐蚀发生的条件为较强酸性环境，图1为二氧化硫的水溶液，酸性较强，与铁、铜形成电化学腐蚀中的析氢腐蚀；图2为碱性环境，碱性或中性或酸性较弱环境易发生吸氧腐蚀，腐蚀类型属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (2)图1中Cu的作用是____________________，结合电极反应、电子移动、离子移动等，分析金属被腐蚀的原理 解析：图1中Cu的作用是作为正极材料，导电(不参与反应)，结合电极反应、电子移动、离子移动等，可得出图1金属被腐蚀的原理为铜作正极，氢离子在内电路移向正极，得到电子，生成氢气，铁作负极，失去电子，在外电路电子从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。 作为正极材料，导电 铜作正极，氢离子在内电路移向正极，得到电子，生成氢气；铁作负极，失去电子，在外电路电子从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子 。  1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (3)图2中铁的生锈过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O，将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完整： 正极反应为______________________， 负极反应为______________________， 总反应为_________________________。 解析：图2发生吸氧腐蚀，正极反应为氧气得电子，反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-，负极反应为铁失电子，反应式为2Fe-4e-==2Fe2+，总反应为2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2。 O2+4e-+2H2O==4OH- 2Fe-4e-==2Fe2+ 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (4)下列防止铁制品生锈的措施合理的是______(填字母)。  A.在铁闸门表面涂油漆 B.在地下铁管道上安装若干镁合金 C.将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化 解析：防止铁制品生锈的措施可以在铁闸门表面涂一层保护膜如油漆等，也可以在地下铁管道上安装若干镁合金或锌合金(比铁活泼)，利用牺牲阳极的阴极保护法来防止铁生锈，还可将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化，在铁表面形成致密的氧化膜来防止铁生锈。 ABC 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 11.(14分)垃圾是放错了位置的资源。垃圾主要分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾四类。 (1)小明在整理房间时，清理出如下物品：旧作业本、镍镉电池、汽水易拉罐、生锈铁钉、矿泉水瓶、烂苹果、涂改液瓶、过期药片。其中镍镉电池和汽水易拉罐分别投入_____和____垃圾桶中(填“A”“B”“C”或“D”)。  A B C D 解析：其中镍镉电池和汽水易拉罐分别属于有害垃圾和可回收垃圾，应分别投入B和A垃圾桶中。 B A 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (2)生锈铁钉属于可回收垃圾。铁生锈的实质是铁失去电子被氧化。为探究金属的腐蚀条件，小明同学做了以下五个对照实验。 实验1 实验2 实验3 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 实验4 实验5 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 由以上实验可知，金属腐蚀的条件是_____________________。 请用电极反应式表示实验5得电子的反应过程：_____________________。  解析：从图中对比可知金属腐蚀的条件是有氧气和电解质溶液，实验5得电子的反应过程为O2+2H2O+4e-==4OH-。 有氧气和电解质溶液 O2+2H2O+4e-==4OH- 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (3)防止金属腐蚀的方法有电化学防护、添加保护层等多种方法。 如图所示装置，可以模拟铁的电化学防护。 若模拟用外加电流的阴极保护法防止铁腐蚀，电极材料X可为碳棒，并将开关K置于N处；若模拟用牺牲阳极的阴极保护法防止铁腐蚀，电极材料X及相关操作为________________________________________。  解析：若模拟用外加电流的阴极保护法防止铁腐蚀，电极材料X可为碳棒，并将开关K置于N处；若模拟用牺牲阳极的阴极保护法防止铁腐蚀，电极材料X可为锌棒，并将开关K置于M处。 电极材料X可为锌棒，并将开关K置于M处 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (4)镀铜可防止铁制品腐蚀，请在下面方框内画出在铁制品上镀铜的实验装置示意图。 解析：在铁制品上镀铜时铁制品作阴极，铜作阳极，硫酸铜作电解质，则实验装置示意图见答案。 答案： 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 (5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜，请写出该阳极的电极反应式：___________________________。  解析：将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜，阳极的电极反应式为3Fe-8e-+4H2O==Fe3O4+8H+。 3Fe-8e-+4H2O==Fe3O4+8H+ $$