专题04 金属的腐蚀与防护(期中复习讲义) 高二化学上学期鲁科版
2025-11-08
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第4节 金属的腐蚀与防护 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 金属的电化学腐蚀与防护 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.18 MB |
| 发布时间 | 2025-11-08 |
| 更新时间 | 2025-11-08 |
| 作者 | 追求卓越峰 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54261331.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04金属的腐蚀与防护
考查重点
命题角度
化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀的判断、区别与联系
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的判断、电极方程式书写
金属的防护
加防护层、电化学防护、牺牲阳极法、外加电流法的应用
一、金属的腐蚀
1.金属腐蚀的普遍性及危害
(1)金属腐蚀现象普遍存在,常常是 进行的。
(2)金属腐蚀的危害
①金属制品的外形、色泽及机械性能等方面都会发生变化,从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度 ,甚至报废。
②桥梁、建筑物的金属构架强度 而造成坍塌。
③地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。
2.金属的腐蚀
(1)概念:金属或合金与周围的 发生 反应而引起损耗的现象。
(2)本质:金属原子 电子变为阳离子,金属发生 反应。
(3)分类
。
【特别提醒】金属腐蚀过程中,电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生,但绝大多数属于电化学腐蚀。
3.钢铁的电化学腐蚀
类别
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
示意图
条件
水膜酸性较强
水膜酸性很弱或呈中性
负极
正极
总反应
联系
通常两种腐蚀同时存在,但后者更普遍
4.金属腐蚀快慢的判断方法
(1)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。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。
(4)金属活动性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
如普通钢中加入 等制成不锈钢产品; 不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物相容性。
2.在金属表面覆盖保护层
如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖 、 等; 锌、锡、铬、镍等;利用化学方法、离子注入、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的 。
3.电化学保护法
(1)牺牲阳极法
原理:原电池原理,被保护的金属作 ,活泼性更强的金属作 。
应用:锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或 。
(2)外加电流法
原理:电解池原理,被保护的金属作阴极,与电源的 相连。
应用:钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的 。
题型一 金属的腐蚀
【典例1】如图是家庭燃气灶的部件图,下列说法正确的是( )
A.炉头容易生锈,主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料,不易锈蚀是因为铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成,电木起到了防止金属腐蚀的作用
【变式1-1】下列有关金属腐蚀的说法正确的是( )
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
【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
题型二 金属腐蚀的实验探究
【典例2】在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片,一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲和乙烧杯中的铁均被保护
B.甲中破损处的铁片溶解,铜层上会产生气泡
C.甲、乙相比,乙中铁被腐蚀得更严重
D.向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液,溶液均变红
【变式2-1】用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验,一段时间后,试管发热,导管口有气泡产生。下列说法正确的是( )
A.铁发生的电极反应为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中,部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡,证明铁发生了析氢腐蚀
【变式2-2】下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是( )
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.对比实验①②③,说明苯能隔绝O2
B.实验①中,生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2
C.实验②中,饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
D.实验③中,属于铁的吸氧腐蚀,负极反应:O2+4e-+2H2O===4OH-
题型三 生活中的腐蚀现象及解释
【典例3】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3-1】生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
Ⅰ
Ⅱ
现象
切过咸菜的刀不及时清洗,不久便会因被腐蚀而出现锈斑
深埋在潮湿土壤中的供水铁管道,在硫酸盐还原菌作用下出现漏水
原理图
A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀
B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极,电极反应式是Fe-3e-===Fe3+
C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀
D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O
【变式3-2】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
题型四 金属的防护
【典例4】下列各装置中都盛有等体积0.1 mol·L-1的NaCl溶液,相同条件下放置相同时间,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是( )
A.③①④② B.①②④③
C.②①④③ D.②①③④
【变式4-1】航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.舰艇腐蚀是因为形成了电解池
B.图甲是海水环境下的腐蚀情况
C.腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+
D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
【变式4-2】验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
在Fe表面生成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
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
题型五 金属腐蚀与防护综合
【典例5】某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是( )
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀,Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护,铁电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
【变式5-1】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
【变式5-2】支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流法进行防腐,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
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-24高二下·陕西西安·期中)相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·浙江丽水·期中)电化学腐蚀是海水对海上船体外壳腐蚀的主要类型,为了防止造成更大损失,通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。下列不正确的是
A.该法称为牺牲阳极法 B.钢铁外壳成为原电池的正极
C.镶嵌的锌块需定期更换 D.原电池的负极发生还原反应,发生反应Zn-2e-=Zn2+
3.(24-25高二上·山东泰安·期中)一艘满载着精选铜矿砂的货轮,在海上行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是
A.精铜矿砂装载过多导致沉船
B.运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大,超过船的承载能力
C.在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀
D.在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
4.(24-25高二上·河南郑州·期中)关于下列各装置图的叙述正确的是
A.图①装置电流表指针不偏转 B.图②装置精炼铜,b极为纯铜
C.图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D.图④装置铁钉发生析氢腐蚀
5.(24-25高二上·河南郑州·期中)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,下列防锈措施不属于在金属表面覆盖保护层的是
A.船底四周镶嵌锌块 B.钢铁表面发蓝处理
C.钢铁表面喷涂油漆 D.铝制品的阳极氧化
6.(23-24高二上·福建三明·期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,正确的是
A.图示为析氢腐蚀
B.暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀
C.连接锌棒后,铁管道腐蚀加速
D.阴极的电极反应式为
7.(24-25高二上·北京·期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,不正确的是
A.轮船底部镶嵌锌块
B.将钢闸门与电源负相连,可防止钢闸门被腐蚀
C.深埋在潮湿的中性土壤中钢管上连接铜棒
D.阳极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
8.(24-25高二上·广东·期中)下列说法不正确的是
A.铜板打上铁铆钉后,铜板不易被腐蚀
B.在汽车表面涂漆可减缓金属腐蚀
C.在船体上镶嵌锌块后,电子由锌流向铁
D.阴极的电极反应式为
重难突破练(测试时间:10分钟)
9.(24-25高二下·广东深圳·期中)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道,地面上还铺有铁轨等,当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时,就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生,某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是
A.钢铁外壳为负极 B.镁块可永久使用
C.该法为外加电流法 D.镁发生反应:
10.(24-25高二下·江苏南通·期中)下列比较中,正确的是
A.表面破损的镀锌铁皮和镀锡铁皮在潮湿空气中的腐蚀速率: 镀锌铁皮>镀锡铁皮
B.由4P(s,红磷)=P4(s,白磷) ΔH=+29.2 kJ·mol-1可知稳定性:P(s,红磷)<P4(s,白磷)
C.①0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液 ②0.01 mol·L-1盐酸 ③pH=12的氨水 ④pH=12的NaOH溶液,将上述四种溶液均稀释10倍后溶液的pH:④>③>②>①
D.c(NH)相等的①NH4Cl溶液、②(NH4)2SO4溶液、③NH4HSO4溶液、④NH3·H2O四种溶液,溶质物质的量浓度大小顺序为:④>①>③>②
11.(24-25高二上·河南洛阳·期中)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。下图为两种海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法错误的是
A.图1中,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O=4OH-
B.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明应该更换阳极材料
C.图2中,保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D.锌块可以做图1中的牺牲阳极,高硅铸铁可以做图2中的不溶性辅助阳极
12.(24-25高二上·湖南永州·期中)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,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.该过程为吸氧腐蚀,正极反应为:
B.蓝色中心区的铁片被腐蚀,也有大量铁锈生成
C.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板在铜铁接触处滴加溶液,则负极发生的电极反应
D.防止铁片腐蚀的一种方法是将铁片接到电源正极
13.(24-25高二上·江苏苏州·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是
A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极
C.图3装置可在铁件表面镀铜,CuSO4溶液浓度不变
D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀
14.(24-25高二上·河北·期中)下列关于金属保护的说法中错误的是
A.图1是利用牺牲阳极法保护钢闸门
B.图2中向电极附近滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明做负极
C.图1中的负极反应式是
D.若在强酸条件下,钢铁会发生析氢腐蚀放出
15.(2024·北京丰台·一模)恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。下列说法不正确的是
A.段主要发生析氢腐蚀
B.段负极反应式为
C.段正极反应式主要为
D.段溶液的基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
16.(24-25高二上·河北保定·期中)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
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专题04金属的腐蚀与防护
考查重点
命题角度
化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀的判断、区别与联系
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的判断、电极方程式书写
金属的防护
加防护层、电化学防护、牺牲阳极法、外加电流法的应用
一、金属的腐蚀
1.金属腐蚀的普遍性及危害
(1)金属腐蚀现象普遍存在,常常是自发进行的。
(2)金属腐蚀的危害
①金属制品的外形、色泽及机械性能等方面都会发生变化,从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低,甚至报废。
②桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌。
③地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏。
2.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:金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
(3)分类
。
【特别提醒】金属腐蚀过程中,电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生,但绝大多数属于电化学腐蚀。
3.钢铁的电化学腐蚀
类别
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
示意图
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
联系
通常两种腐蚀同时存在,但后者更普遍
4.金属腐蚀快慢的判断方法
(1)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。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。
(4)金属活动性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品;钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物相容性。
2.在金属表面覆盖保护层
如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等;电镀锌、锡、铬、镍等;利用化学方法、离子注入、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
3.电化学保护法
(1)牺牲阳极法
原理:原电池原理,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。
(2)外加电流法
原理:电解池原理,被保护的金属作阴极,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。
题型一 金属的腐蚀
【典例1】如图是家庭燃气灶的部件图,下列说法正确的是( )
A.炉头容易生锈,主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料,不易锈蚀是因为铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成,电木起到了防止金属腐蚀的作用
【答案】D
【解析】燃气灶的中心部位容易生锈,主要是高温下铁发生化学腐蚀,A错误;铝的化学性质活泼,B错误;锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,发生电化学腐蚀,C错误;外层电木阻止螺钉与空气接触,保护了内层的螺钉,防止金属腐蚀,D正确。
【变式1-1】下列有关金属腐蚀的说法正确的是( )
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
【答案】D
【解析】电化学腐蚀指不纯的金属与电解质溶液接触时形成原电池而损耗的过程,不需要外加电流,A、B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,C错误。
【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
【解析】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]溶液生成蓝色沉淀,铜作正极,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,酚酞遇碱变红,A正确;实验Ⅱ中,铁作正极,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,锌片周围无明显现象,B正确;实验Ⅰ、Ⅱ均发生吸氧腐蚀,实验Ⅱ铁被保护,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,C错误;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。
题型二 金属腐蚀的实验探究
【典例2】在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片,一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲和乙烧杯中的铁均被保护
B.甲中破损处的铁片溶解,铜层上会产生气泡
C.甲、乙相比,乙中铁被腐蚀得更严重
D.向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液,溶液均变红
【答案】B
【解析】甲中铁作负极,被腐蚀,A错误;甲中铁片作负极发生反应而溶解,溶液中的氢离子在铜层上生成氢气,B正确;甲中铁作负极,被腐蚀,乙中铁作正极,被保护,甲中铁腐蚀更严重,C错误。
【变式2-1】用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验,一段时间后,试管发热,导管口有气泡产生。下列说法正确的是( )
A.铁发生的电极反应为Fe-3e-===Fe3+
B.铁腐蚀过程中,部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡,证明铁发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】铁发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+,A错误;铁腐蚀过程中,试管发热,说明部分化学能转化为热能,B正确;铁粉、碳粒、氯化钠溶液构成原电池,碳粒的存在加快铁腐蚀的速率,C错误;铁腐蚀过程中,具支试管内温度升高,气体膨胀,故导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀,D错误。
【变式2-2】下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是( )
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.对比实验①②③,说明苯能隔绝O2
B.实验①中,生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2
C.实验②中,饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
D.实验③中,属于铁的吸氧腐蚀,负极反应:O2+4e-+2H2O===4OH-
【答案】C
【解析】对比①②③,说明生铁腐蚀,碳为正极,铁为负极,需足量O2和水,由实验③可知,生铁片明显锈蚀,说明苯不能隔绝O2,故A错误;原电池的形成条件:有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路,实验①中,苯不是电解质溶液,生铁难以腐蚀,故B错误;实验③中,铁是负极,发生氧化反应,生成Fe2+,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,故D错误。
题型三 生活中的腐蚀现象及解释
【典例3】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,铜镀层均匀地将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀。
【变式3-1】生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
Ⅰ
Ⅱ
现象
切过咸菜的刀不及时清洗,不久便会因被腐蚀而出现锈斑
深埋在潮湿土壤中的供水铁管道,在硫酸盐还原菌作用下出现漏水
原理图
A.Ⅰ和Ⅱ发生的都是吸氧腐蚀
B.Ⅰ和Ⅱ中Fe都为负极,电极反应式是Fe-3e-===Fe3+
C.输送暖气的铁管道极易发生Ⅱ中的腐蚀
D.Ⅰ中锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O
【答案】D
【解析】由图可知,Ⅱ中在还原菌作用下硫酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢硫酸根离子,没有氧气参与反应,所以Ⅱ发生的不是吸氧腐蚀,故A错误;由图可知,Ⅰ和Ⅱ中铁都为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,故B错误;输送暖气的铁管道不易发生Ⅱ中的腐蚀,因为温度过高会使硫酸盐还原菌失活,故C错误;由图可知,Ⅰ中发生的是吸氧腐蚀,锈斑的主要成分是Fe2O3·xH2O,故D正确。
【变式3-2】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
【答案】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,电子从负极通过外电路流向正极。
题型四 金属的防护
【典例4】下列各装置中都盛有等体积0.1 mol·L-1的NaCl溶液,相同条件下放置相同时间,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是( )
A.③①④② B.①②④③
C.②①④③ D.②①③④
【答案】C
【解析】①中Zn作负极,能加快Zn的腐蚀;②中Zn作电解池阳极,腐蚀速率比①中快;③中Zn作电解池阴极被保护,不易被腐蚀;④中Zn发生化学腐蚀,腐蚀速率比①中慢。综上可知,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。
【变式4-1】航母山东舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.舰艇腐蚀是因为形成了电解池
B.图甲是海水环境下的腐蚀情况
C.腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+
D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
【答案】D
【解析】舰艇被腐蚀是因为形成了原电池,故A错误;海水中电解质浓度大,腐蚀速度快,故乙为海水环境下的腐蚀情况,甲为淡水环境下的腐蚀情况,故B错误;Sn作正极被保护,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,故C错误;焊点附近用锌块打“补丁”,Zn比Fe活泼,Zn作负极,Fe作正极被保护,可延缓腐蚀,故D正确。
【变式4-2】验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
在Fe表面生成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
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
【答案】D
【解析】对比②③,②Fe附近的溶液中,不含Fe2+,③Fe附近的溶液中,含Fe2+,②中Fe被保护,A正确;①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B正确;对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C正确;由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D错误。
题型五 金属腐蚀与防护综合
【典例5】某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是( )
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀,Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护,铁电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
【答案】B
【解析】①区形成原电池,Fe为负极,发生吸氧腐蚀,Cu电极上没有气体生成,故A错误;②区形成电解池,Cu电极为阴极,Fe为阳极,Fe被腐蚀,故B正确;③区形成原电池,Fe为正极,电解质溶液为中性溶液,正极电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,故C错误;④区形成电解池,Fe为阳极,被腐蚀,故D错误。
【变式5-1】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
【答案】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。
【变式5-2】支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流法进行防腐,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
【答案】C
【解析】依题意,钢管桩为阴极,电子流向阴极,阴极被保护,故钢管桩表面的腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)接近于0,A项正确;阳极上发生氧化反应,失去电子,电子经外电路流向阴极,阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气,惰性辅助阳极不被损耗,B项正确,C项错误;根据海水对钢管桩的腐蚀情况,增大或减小电流强度,D项正确。
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-24高二下·陕西西安·期中)相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】铁做负极、铜做正极,食醋为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,A不符合;铁做负极、合金中的碳等材料做正极,食盐水为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,B不符合;铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀,铁不易被腐蚀,C符合;铁做负极、铜做正极,酸雨为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,D不符合;故选C。
2.(24-25高二上·浙江丽水·期中)电化学腐蚀是海水对海上船体外壳腐蚀的主要类型,为了防止造成更大损失,通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。下列不正确的是
A.该法称为牺牲阳极法 B.钢铁外壳成为原电池的正极
C.镶嵌的锌块需定期更换 D.原电池的负极发生还原反应,发生反应Zn-2e-=Zn2+
【答案】D
【分析】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,从而保护钢铁,延缓其腐蚀。
【解析】该方法中锌片作负极,钢铁做正极,称为牺牲阳极法,A正确;由分析可知,钢铁外壳作原电池的正极,B正确;Zn失去电子,发生氧化反应,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,C正确;原电池负极发生氧化反应,D错误;故选D。
3.(24-25高二上·山东泰安·期中)一艘满载着精选铜矿砂的货轮,在海上行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是
A.精铜矿砂装载过多导致沉船
B.运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大,超过船的承载能力
C.在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀
D.在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
【答案】C
【解析】由题干可知,是船体漏水导致的沉船,不是由于承载过多,故A错误;铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢,故不可能是铜与氧气直接反应导致,故B错误;精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池,在此原电池中,船体做负极,被腐蚀,导致漏水,故C正确;精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池,没有外加电源,不可能形成电解池,故D错误;故选C。
4.(24-25高二上·河南郑州·期中)关于下列各装置图的叙述正确的是
A.图①装置电流表指针不偏转 B.图②装置精炼铜,b极为纯铜
C.图③装置钢闸门与电源正极相连获得保护 D.图④装置铁钉发生析氢腐蚀
【答案】B
【解析】在氯化钠溶液中通入氧气,则铁电极被腐蚀,发生氧化反应,铁为负极,锌为正极,两烧杯通过盐桥形成闭合回路,由电流产生,电流计指针偏转,A错误;电解精炼铜,需在外接直流电源的条件下,粗铜做阳极,纯铜做阴极,根据电流流向判断,b极为阴极,为纯铜,B正确;外接电源保护钢闸门,钢闸门需要与电源的负极相连,做阴极才能获得保护,C错误;常温条件下,铁遇浓硫酸发生钝化,不能发生析氢腐蚀,错误D;故选B。
5.(24-25高二上·河南郑州·期中)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,下列防锈措施不属于在金属表面覆盖保护层的是
A.船底四周镶嵌锌块 B.钢铁表面发蓝处理
C.钢铁表面喷涂油漆 D.铝制品的阳极氧化
【答案】A
【解析】船底四周镶嵌锌块,是利用原电池原理,将比铁更活泼的金属与铁相连,构成原电池,阻止铁失电子,从而保护铁不受腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护,A符合题意;钢铁表面发蓝处理,是在钢铁表面形成Fe3O4保护膜,阻止铁与水膜、氧气接触,从而防止钢铁腐蚀,B不符合题意;钢铁表面喷涂油漆,是利用油漆阻止钢铁与外界水膜、空气等接触,从而保护钢铁,C不符合题意;铝制品的阳极氧化,是将铝制品表面形成氧化铝保护膜,阻止铁制品表面与空气中的氧气等接触,从而保护铝制品不受腐蚀,D不符合题意;故选A。
6.(23-24高二上·福建三明·期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,正确的是
A.图示为析氢腐蚀
B.暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀
C.连接锌棒后,铁管道腐蚀加速
D.阴极的电极反应式为
【答案】B
【解析】形成Fe-Cu原电池,中性或弱碱性条件下发生吸氧腐蚀,A错误;暖气片表面刷油漆可隔绝氧气,从而防止金属腐蚀,B正确;锌比铁活泼,形成锌-铁原电池,锌作负极,保护铁管道,C错误;铁管道与电源负极相连,为阴极,阴极得电子,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,D错误;故选B。
7.(24-25高二上·北京·期中)下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,不正确的是
A.轮船底部镶嵌锌块
B.将钢闸门与电源负相连,可防止钢闸门被腐蚀
C.深埋在潮湿的中性土壤中钢管上连接铜棒
D.阳极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【解析】Zn比铁活波,发生电化学腐蚀时,Zn先被腐蚀,Fe被保护,属于牺牲阳极保护法,A正确;将钢闸门与电源负相连,Fe无法失去电子而被保护,属于外加电流保护法,B正确;Fe比Cu活波,在潮湿土壤中被腐蚀时,Fe先失去电子被消耗,不能起到保护作用,C错误;将废铁接在电源的正极作阳极,失去电子被消耗保护铁管道,阳极电极式为:,D正确;故选C。
8.(24-25高二上·广东·期中)下列说法不正确的是
A.铜板打上铁铆钉后,铜板不易被腐蚀
B.在汽车表面涂漆可减缓金属腐蚀
C.在船体上镶嵌锌块后,电子由锌流向铁
D.阴极的电极反应式为
【答案】D
【解析】形成Fe-Cu原电池,Cu作正极被保护,Cu不易被腐蚀,A正确;汽车表面涂漆可隔绝氧气,从而防止金属腐蚀,B正确;在船体上镶嵌锌块后,锌做负极,电子由负极流出,流向正极,因此由锌流向铁,C正确;阴极的铁闸门是被保护的,因此是水中的氢离子放电,电极反应为,D错误;故选D。
重难突破练(测试时间:10分钟)
9.(24-25高二下·广东深圳·期中)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道,地面上还铺有铁轨等,当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时,就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生,某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是
A.钢铁外壳为负极 B.镁块可永久使用
C.该法为外加电流法 D.镁发生反应:
【答案】D
【解析】钢铁外壳连接了镁块,由于金属活动性:Mg>Fe,则镁块为负极,钢铁外壳为正极,形成原电池,Mg失去电子,电极反应式为,钢铁在正极被保护,能延缓其腐蚀,A项错误;Mg失去电子,发生氧化反应,镶嵌的镁块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,B项错误;由分析得,该方法为牺牲阳极法,C项错误;Mg失去电子,发生氧化反应:,D项正确;故选D。
10.(24-25高二下·江苏南通·期中)下列比较中,正确的是
A.表面破损的镀锌铁皮和镀锡铁皮在潮湿空气中的腐蚀速率: 镀锌铁皮>镀锡铁皮
B.由4P(s,红磷)=P4(s,白磷) ΔH=+29.2 kJ·mol-1可知稳定性:P(s,红磷)<P4(s,白磷)
C.①0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液 ②0.01 mol·L-1盐酸 ③pH=12的氨水 ④pH=12的NaOH溶液,将上述四种溶液均稀释10倍后溶液的pH:④>③>②>①
D.c(NH)相等的①NH4Cl溶液、②(NH4)2SO4溶液、③NH4HSO4溶液、④NH3·H2O四种溶液,溶质物质的量浓度大小顺序为:④>①>③>②
【答案】D
【解析】还原性Zn>Fe>Sn,镀锌铁皮中Zn失电子,镀锡铁皮中Fe失电子,因此镀锡铁皮腐蚀速率快,故A错误;红磷转化为白磷吸热,红磷能量低,更稳定,故B错误;稀释相同倍数时,加水促进弱电解质的电离,浓度相同的乙酸和盐酸,pH乙酸大于盐酸,加水稀释促进乙酸电离,乙酸pH变化大于盐酸,稀释后乙酸pH大于盐酸,③④中OH-浓度相等,加水促进一水合氨电离,导致③中OH-浓度大于④,溶液pH由大到小的顺序是③>④>①>②,故C错误;①NH4Cl溶液、②(NH4)2SO4溶液、③NH4HSO4溶液均为强电解质,在水溶液中完全电离,若不考虑NH水解,c(NH)相等情况下溶液浓度:①=③>②;③中存在大量氢离子,抑制NH水解,则c(NH)相等情况下溶液浓度:①>③>②;④NH3·H2O为弱碱,电离出很少的NH,若c(NH)相等,则溶质物质的量浓度大小④>①>③>②,故D正确;故答案为D。
11.(24-25高二上·河南洛阳·期中)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。下图为两种海水中钢闸门的防腐措施示意图。下列说法错误的是
A.图1中,钢闸门表面可发生反应:O2+4e-+2H2O=4OH-
B.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明应该更换阳极材料
C.图2中,保护电流应该根据环境条件变化进行调整
D.锌块可以做图1中的牺牲阳极,高硅铸铁可以做图2中的不溶性辅助阳极
【答案】B
【解析】图1为牺牲阳极法,牺牲阳极一般为较活泼金属,钢闸门作为原电池的正极,O2在正极得到电子生成OH-,电极方程式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,A正确;图1为牺牲阳极法,腐蚀电流为零可能意味着牺牲阳极消耗完毕,需更换,图2为外加电流保护法,腐蚀电流为零可能表示保护电流恰好使钢闸门处于完全保护状态,无需更换材料,B错误;图2为外加电流法,海水成分、温度、流速等环境因素会影响腐蚀速率,需调整保护电流强度以维持有效保护,C正确;图1中是牺牲阳极法,保护钢闸门用比Fe活泼性强的金属做负极,即牺牲阳极,Zn的活泼性大于Fe,可以用Zn做阳极材料,图2为外加电流法,高硅铸铁(耐腐蚀)适合做不溶性辅助阳极,D正确;故选B。
12.(24-25高二上·湖南永州·期中)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,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.该过程为吸氧腐蚀,正极反应为:
B.蓝色中心区的铁片被腐蚀,也有大量铁锈生成
C.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板在铜铁接触处滴加溶液,则负极发生的电极反应
D.防止铁片腐蚀的一种方法是将铁片接到电源正极
【答案】A
【分析】在中心区域,氧气含量少,由于铁单质与K3[Fe(CN)6]电离出来的Fe3+反应生成Fe2+,二价铁与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,即中心区域为蓝色,在边缘处铁与氧气和水接触,发生吸氧反应,产生的OH-使边缘处溶液显碱性,使酚酞试液变红,即边缘处为红色。
【解析】中性条件下发生吸氧腐蚀,正极反应式为,A正确;由分析可知,中心区域发生反应,二价铁与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,中心区域氧气含量比边缘处少,不会生成大量铁锈,B错误;若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板在铜铁接触处滴加溶液,形成原电池,铁为负极、铜为正极,负极发生的电极反应,C错误;防止铁片腐蚀的一种方法是将铁片接到电源负极,该方法为外接电源的阴极保护法,D错误;故选A。
13.(24-25高二上·江苏苏州·期中)关于如图所示各装置的叙述正确的是
A.图1是化学能转变为电能的装置,总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.图2CH4-O2碱性燃料电池电子由a电极经NaOH溶液流向b电极
C.图3装置可在铁件表面镀铜,CuSO4溶液浓度不变
D.图4支撑海港码头基础的钢管桩与电源的负极相连,以防止被海水腐蚀
【答案】D
【解析】由图可知,该装置为化学能转变为电能的装置,金属性强于铜的铁电极为原电池的负极,电池的总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,故A错误;氢氧化钠溶液不能传递电子,电子由a电极经用电器流向b电极,故B错误;电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,因此待镀铁件作阴极,铜作阳极,故C错误;由外加直流电源的阴极保护法可知,钢管桩与电源的负极相连做电解池的阴极,以防止被海水腐蚀,故D正确;故选D。
14.(24-25高二上·河北·期中)下列关于金属保护的说法中错误的是
A.图1是利用牺牲阳极法保护钢闸门
B.图2中向电极附近滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明做负极
C.图1中的负极反应式是
D.若在强酸条件下,钢铁会发生析氢腐蚀放出
【答案】B
【解析】图1锌块、钢闸门、海水构成的原电池中锌块作负极,钢闸门作正极,受到保护,是利用牺牲阳极法保护钢闸门,A正确;图2锌、铁、酸化的氯化钠溶液构成的原电池中锌为负极,铁作正极,正极附近溶液中无亚铁离子,滴加溶液,无蓝色沉淀,B错误;图1锌块、钢闸门、海水构成的原电池中锌块作负极,发生反应钢闸门作正极,受到保护,C正确;
D.强酸条件下,铁作负极发生反应,正极发生析氢腐蚀,放出,D正确;故选B。
15.(2024·北京丰台·一模)恒温条件下,用图1装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。下列说法不正确的是
A.段主要发生析氢腐蚀
B.段负极反应式为
C.段正极反应式主要为
D.段溶液的基本不变,可能的原因:相同时间内,消耗的量与产生的量基本相同
【答案】C
【分析】图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH值增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH值增加,体系压强减小,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,据此分析;
【解析】由图可知,AB段体系的压强增大,说明产生了氢气,故AB段主要发生析氢腐蚀,A正确;AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀,铁在负极的电极式为:Fe-2e-=Fe2+,B正确;由图可知BC段的pH为3-5,正极不能产生氢氧根,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;根据分析,DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,D正确;故选C。
16.(24-25高二上·河北保定·期中)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。
【解析】铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O,故A正确;铁片作负极,发生的氧化反应为,故B正确;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;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。
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