第三节 金属的腐蚀与防护（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第三节 金属的腐蚀与防护 · 题型01 金属的腐蚀及分类 · 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀 · 题型03 金属电化学腐蚀的类型与反应原理 · 题型04 金属腐蚀的防护 题型01 金属的腐蚀及分类 1.金属腐蚀现象及危害 金属腐蚀现象普遍存在，每年因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失的总和。 2.金属腐蚀与分类 【典例1】（24-25高二上·江苏·月考）以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D．银制奖牌久置后表面变暗 【变式1-1】（24-25高二上·江苏苏州·期中）全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失，某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 C．钢管上的电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D．也可用外接直流电源保护钢管，直流电源负极连接金属棒X 【变式1-2】（22-23高二下·江苏镇江·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．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 B．金属表面钝化处理可防止金属腐蚀 C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌 D．阴极的电极反应式为 【变式1-3】（22-23高二下·江苏苏州·期末）下列有关金属腐蚀的说法不正确的是 A．镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀 B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板 D．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与非金属等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触形成原电池 结果 金属被氧化 较活泼金属被氧化 实质 M-ne-===Mn+ 关系 ①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生； ②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 【典例2】（24-25高三上·山西·月考）金属的腐蚀与防护和生活密切相关。下列有关说法正确的是 A．铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 B．如上图装置，一段时间后向三颈烧瓶中加入溶液，溶液未变红，说明铁被保护 C．如上图装置，开始一段时间内压强传感器测得压强几乎未发生变化，说明镀锌铁皮未发生腐蚀 D．采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流保护法 【变式2-1】（24-25高二上·江苏镇江·期中）金属的腐蚀与防护无处不在，下列说法错误的是 A．纯铁在潮湿空气中不易被腐蚀 B．一次性保暖贴是利用电化学腐蚀提供热量 C．地下钢管与电源正极连接采用的是外加电流的阴极保护法 D．铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，采用的是牺牲阳极的阴极保护法 【变式2-2】（21-22高二上·江苏宿迁·期中）在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是 A．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀 【变式2-3】（21-22高二上·江苏盐城·期中）下列叙述与电化学腐蚀有关的是 A．炒过菜的铁锅不及时清洗易生锈 B．在空气中铝具有较好的抗腐蚀性 C．红热的铁丝与水接触时，表面形成了蓝黑色的物质 D．把铁片加入氯化铜的溶液中，在铁表面上附着一层红色的铜 题型03 金属电化学腐蚀的类型与反应原理 以钢铁的腐蚀为例 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 示意图 条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 离子导体 潮湿的空气或电解质溶液 负极 反应物均为铁，电极反应：Fe-2e-===Fe2+ 正极 反应物：空气中的氧气 电极反应：O2+4e-+2H2O===4OH- 反应物：H+ 电极反应：2H++2e-===H2↑ 总反应 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 联系 通常两种腐蚀同时存在，但前者更普遍 【典例3】（23-24高二上·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 【变式3-1】（21-22高二上·江苏徐州·期末）“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如题图所示。下列有关说法正确的是 A．负极反应：Fe-3e-=Fe3+ B．氧化0.2 mol Fe，需消耗3.36 LO2 C．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)3 D．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连 【变式3-2】（24-25高二上·江苏苏州·期末）将铁粉和活性炭混合物用NaCl溶液湿润，进行铁的电化学腐蚀实验（装置如图所示）。下列有关该实验的说法正确的是（    ） A．负极反应式为Fe-3e-=Fe3+ B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C．用水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 D．用稀醋酸代替NaCl溶液，最终导管中的液面会上升 【变式3-3】（23-24高二上·江苏苏州·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 题型04 金属腐蚀的防护 1.防护本质 阻止金属发生氧化反应。 2.防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，涂耐腐蚀物质，如涂油漆等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 (3)电化学防护方法 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 原理 原电池原理 电解池原理 措施 被保护的金属作正极，以一种活泼性较强的金属作负极 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源 应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等 示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 【典例4】（25-26高二上·江苏·月考）将金属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，下列有关说法正确的是 A．该装置设计利用了电解池原理 B．铁为原电池的正极 C．极的电极反应式为 D．金属的活动性比的活动性弱 【变式4-1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）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，下列措施不能起到防锈效果的是 A．放置铜块 B．发蓝处理 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【变式4-2】（22-23高二上·江苏宿迁·期中）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电极。下列有关表述不正确的是 A．通入保护电流使钢管桩表面的腐蚀电流接近于零 B．通电后，外电路电子从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为阳极材料被损耗和传递电流 D．该保护装置属于电解池 【变式4-3】（22-23高二上·江苏苏州·期中）我国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 C．断电时，锌环上的电极反应为 D．断电时，则不能防止铁帽被腐蚀 / 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 $ 第三节 金属的腐蚀与防护 · 题型01 金属的腐蚀及分类 · 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀 · 题型03 金属电化学腐蚀的类型与反应原理 · 题型04 金属腐蚀的防护 题型01 金属的腐蚀及分类 1.金属腐蚀现象及危害 金属腐蚀现象普遍存在，每年因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失的总和。 2.金属腐蚀与分类 【典例1】（24-25高二上·江苏·月考）以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D．银制奖牌久置后表面变暗 【答案】D 【解析】A．黄铜是铜锌合金，可以构成原电池，但铜没有锌活泼，被腐蚀的是锌而不是铜，所以不易产生铜绿，A正确；B．生铁是铁碳合金，可以构成原电池而使铁腐蚀生锈，软铁芯几乎是纯铁，不构成原电池，B正确；C．铁与铜接触构成原电池，铁比铜活泼，铁就腐蚀成铁锈，C正确；D．银质奖章是由较纯的银制造的，不构成原电池，久置后变暗是跟空气中的多种物质起反应造成的，D错误；答案选D。 【变式1-1】（24-25高二上·江苏苏州·期中）全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失，某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 C．钢管上的电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D．也可用外接直流电源保护钢管，直流电源负极连接金属棒X 【答案】D 【解析】A．钢质管道在潮湿的土壤中形成原电池，铁作负极，易被腐蚀，故A说法正确；B．根据原电池工作原理，金属棒应作负极，钢管作正极，钢管被保护，这种方法称为牺牲阳极法，故B说法正确；C．发生吸氧腐蚀，钢管作正极，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C说法正确；D．用外接直流电源保护钢管，该装置为电解池，根据电解原理，钢管应作阴极，即钢管连接直流电源负极，故D说法错误；故答案为D。 【变式1-2】（22-23高二下·江苏镇江·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．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 B．金属表面钝化处理可防止金属腐蚀 C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌 D．阴极的电极反应式为 【答案】B 【解析】A．铜板打上铁铆钉，铜、铁和水膜构成原电池，铁做负极易被腐蚀，铜作正极不易腐蚀，A错误；B．金属表面钝化处理，可在金属表面形成致密的氧化膜，防止内部的金属与空气等反应，可防止金属腐蚀，B正确；C．连接锌棒后，锌作负极，电子从锌流向铁导管，C错误；D．阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应，废铁是阳极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，D错误；故答案选B。 【变式1-3】（22-23高二下·江苏苏州·期末）下列有关金属腐蚀的说法不正确的是 A．镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀 B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀 C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板 D．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝 【答案】A 【解析】A．镀层破损的白铁皮(镀锌)中锌做负极铁做正极被保护，破损的马口铁(镀锡)铁做负极更易被腐蚀，A错误；B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连做阴极被保护，B正确；C．氯化铁溶液可以和铜反应，故可以用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板，C正确；D．致密的氧化膜阻止反应进一步发生，可保护铝，D正确；故选A。 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与非金属等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触形成原电池 结果 金属被氧化 较活泼金属被氧化 实质 M-ne-===Mn+ 关系 ①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生； ②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 【典例2】（24-25高三上·山西·月考）金属的腐蚀与防护和生活密切相关。下列有关说法正确的是 A．铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是析氢腐蚀 B．如上图装置，一段时间后向三颈烧瓶中加入溶液，溶液未变红，说明铁被保护 C．如上图装置，开始一段时间内压强传感器测得压强几乎未发生变化，说明镀锌铁皮未发生腐蚀 D．采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流保护法 【答案】D 【解析】A．铜的还原性非常弱，不能与酸反应产生，铜器在弱酸性环境中表面生成铜绿发生的是吸氧腐蚀，A错误；B．若铁被腐蚀生成的是，用KSCN溶液无法检验，因此一段时间后向三颈烧瓶中加入KSCN溶液，溶液未变红，并不能说明铁被保护，B错误；C．压强传感器测得压强几乎未发生变化，可能是析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，C错误；D．采油平台的钢铁构筑物与外接电源的负极相连叫外加电流保护法，D正确；故选D。 【变式2-1】（24-25高二上·江苏镇江·期中）金属的腐蚀与防护无处不在，下列说法错误的是 A．纯铁在潮湿空气中不易被腐蚀 B．一次性保暖贴是利用电化学腐蚀提供热量 C．地下钢管与电源正极连接采用的是外加电流的阴极保护法 D．铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，采用的是牺牲阳极的阴极保护法 【答案】C 【解析】A．纯铁在潮湿空气中不能构成原电池，不易被腐蚀，故A正确；B．一次性保暖贴中铁、碳构成原电池，铁是负极失电子发生氧化反应，利用电化学腐蚀提供热量，故B正确；C．地下钢管与电源负极连接采用的是外加电流的阴极保护法，故C错误；D．铺设在隧道中的钢轨每隔一根轨枕系一块锌片，构成原电池，铁为正极、锌为负极，锌被腐蚀，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；选C。 【变式2-2】（21-22高二上·江苏宿迁·期中）在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是 A．铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 D．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀 【答案】B 【解析】A．铁和铜接触处和电解质溶液会形成原电池反应，铁做负极发生氧化反应被腐蚀，A不符合；B．金属钠暴露在空气中表面变暗是因为钠被氧化生成了氧化钠，属于化学变化，与金属电化学腐蚀无关，B符合题意；C．铜锌合金在电解质溶液中形成原电池反应，锌做负极被腐蚀．正极被保护，所以不易形成铜绿，和电化学有关，C不符合；D．埋在潮湿土壤里的铁管由于潮湿土壤中的电解质更容易导电，发生电化学反应，故比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀，D不符合；故选B。 【变式2-3】（21-22高二上·江苏盐城·期中）下列叙述与电化学腐蚀有关的是 A．炒过菜的铁锅不及时清洗易生锈 B．在空气中铝具有较好的抗腐蚀性 C．红热的铁丝与水接触时，表面形成了蓝黑色的物质 D．把铁片加入氯化铜的溶液中，在铁表面上附着一层红色的铜 【答案】A 【解析】A．钢铁在电解质溶液中易发生吸氧腐蚀，炒过菜的铁锅含有电解质溶液，不及时清洗会发生电化学腐蚀，故A正确；B．Mg易被氧气氧化，形成致密的氧化膜，能保护内部金属不被腐蚀，所以在空气中金属镁具有较好的抗腐蚀性，与电化学腐蚀无关，故B错误；C．红热的铁丝与水接触时，反应生成四氧化三铁，可以防止铁船体被腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C错误；D．铁能置换出氯化铜溶液中的铜离子，所以把铁片投入到氯化铜溶液中，在铁表面上附着一层红色的铜，发生金属的置换反应，与电化学腐蚀无关，故D错误；故选：A。 题型03 金属电化学腐蚀的类型与反应原理 以钢铁的腐蚀为例 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 示意图 条件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 离子导体 潮湿的空气或电解质溶液 负极 反应物均为铁，电极反应：Fe-2e-===Fe2+ 正极 反应物：空气中的氧气 电极反应：O2+4e-+2H2O===4OH- 反应物：H+ 电极反应：2H++2e-===H2↑ 总反应 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 联系 通常两种腐蚀同时存在，但前者更普遍 【典例3】（23-24高二上·江苏连云港·期末）铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是 A．铜板上的电极反应： B．腐蚀过程中电子从铁移向铜 C．当有生成时，水膜中释放 D．铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能 【答案】B 【分析】铜板表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的、溶解其中，形成电解质溶液，组成原电池，加速了铁的腐蚀，铁为负极失电子产生二价铁离子，铜为正极，H+得到电子产生H2，据此作答。 【解析】A．图示为铁的析氢腐蚀，铜板上的电极反应：，故A错误；B．原电池中，电池从负极流向正极，因此是从铁移向铜，故B正确；C．未说明气体所在状态，无法计算H2体积，故C错误；D．铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等形式，故D错误；故答案选B。 【变式3-1】（21-22高二上·江苏徐州·期末）“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如题图所示。下列有关说法正确的是 A．负极反应：Fe-3e-=Fe3+ B．氧化0.2 mol Fe，需消耗3.36 LO2 C．铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH)3 D．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连 【答案】D 【分析】在Fe原电池反应引起的腐蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应产生Fe2+，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；在合金中另外一种金属上溶解的O2得到电子发生还原反应产生OH-，Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2再被氧化产生Fe(OH)3，Fe(OH)3部分失去水分变为铁锈Fe2O3∙xH2O。 【解析】A．Fe易失电子作负极，另外的金属电极为正极，负极上Fe失电子生成Fe2+，则电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，A错误；B．温度和压强未知，气体摩尔体积无法确定，所以无法计算氧气的物质的量，B错误；C．铁合金腐蚀时先生成Fe2+，Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2再被氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3∙xH2O，所以最终产物为Fe2O3∙xH2O，C错误；D．为防止孔蚀发生，可以将被保护的金属作电解池阴极，所以应该将金属连接原电池的负极，D正确；故合理选项是D。 【变式3-2】（24-25高二上·江苏苏州·期末）将铁粉和活性炭混合物用NaCl溶液湿润，进行铁的电化学腐蚀实验（装置如图所示）。下列有关该实验的说法正确的是（    ） A．负极反应式为Fe-3e-=Fe3+ B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C．用水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 D．用稀醋酸代替NaCl溶液，最终导管中的液面会上升 【答案】D 【解析】A. 负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，A错误；B. 铁腐蚀过程中有无数微电池，化学能不能有效转变成电能加以利用，化学电池中化学能也不可能全部转化为电能，B错误；C. 用水代替NaCl溶液，仍然呈中性，中性条件下可以发生吸氧腐蚀，C错误；D. 用稀醋酸代替NaCl溶液，一开始发生析氢腐蚀，等醋酸消耗完，发生吸氧腐蚀，装置内气压减少，导管中的液面会上升，D正确；答案选D。 【变式3-3】（23-24高二上·江苏苏州·期中）在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极反应式为 B．钢管腐蚀的产物中仅含有FeS C．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀 D．与反应可表示为 【答案】D 【解析】A．根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，正极水得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误；B．在钢铁锈蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极反应式为Fe－2e-=Fe2+，厌氧细菌可促使与反应生成，S2-及正极上生成的OH-与Fe2＋可分别反应生成FeS、Fe(OH)2，B错误；C．向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，活动性弱的铜作正极，活动性强的Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，C错误；D．厌氧细菌可促使与反应生成，根据元素守恒，方程式为，D正确；故选D。 题型04 金属腐蚀的防护 1.防护本质 阻止金属发生氧化反应。 2.防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，涂耐腐蚀物质，如涂油漆等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 (3)电化学防护方法 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 原理 原电池原理 电解池原理 措施 被保护的金属作正极，以一种活泼性较强的金属作负极 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源 应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等 示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 【典例4】（25-26高二上·江苏·月考）将金属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，下列有关说法正确的是 A．该装置设计利用了电解池原理 B．铁为原电池的正极 C．极的电极反应式为 D．金属的活动性比的活动性弱 【答案】B 【解析】A．由图可知，该装置为原电池，A错误；B．Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，B正确；C．Zn作负极，负极发生氧化反应，故电极反应式为，C错误；D．金属Zn的活动性比Fe的活动性强，D错误；故答案选B。 【变式4-1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）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，下列措施不能起到防锈效果的是 A．放置铜块 B．发蓝处理 C．表面渗镀 D．喷涂油漆 【答案】A 【解析】A．舰体表面放置的铜块会与铁在潮湿环境中形成原电池，活泼性强于铜的铁做负极被腐蚀，则放置铜块不能起到防锈效果，A符合题意；B．舰体表面采取发蓝处理，可以在铁表面形成一层致密氧化膜隔绝舰体中的铁与海水接触，起到防锈的作用，B不符合题意；C．舰体表面渗镀可以隔绝舰体中的铁与海水接触，起到防锈的作用，则表面渗镀能起到防锈效果，C不符合题意；D．舰体表面喷涂油漆可以隔绝舰体中的铁与海水接触，起到防锈的作用，则喷涂油漆能起到防锈效果，D不符合题意；故选A。 【变式4-2】（22-23高二上·江苏宿迁·期中）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电极。下列有关表述不正确的是 A．通入保护电流使钢管桩表面的腐蚀电流接近于零 B．通电后，外电路电子从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为阳极材料被损耗和传递电流 D．该保护装置属于电解池 【答案】C 【解析】A．钢管桩作为被保护的阴极，外加电流使得其表面腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使其表面腐蚀电流接近于零，从而避免或减弱腐蚀的发生，故A正确；B．高硅铸铁作为阳极，海水中的氯离子在其上失去电子发生氧化反应，电子经导线流入电源正极，再从电源负极经导线流入阴极，即被保护的钢管桩，故B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，其不会损耗，而是由海水中的氯离子在阳极失去电子发生氧化反应，故C错误；D．外加电流法进行防腐，属于电解池装置，故D正确；故答案为C。 【变式4-3】（22-23高二上·江苏苏州·期中）我国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 C．断电时，锌环上的电极反应为 D．断电时，则不能防止铁帽被腐蚀 【答案】D 【解析】A．通电时，锌环连接电源正极，所以锌为阳极，阳极发生氧化反应，故A正确；B．阴极为溶液中氢离子得电子，所以发生的电极反应为，故B正确；C．断电时发生原电池反应，锌环失电子作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，故C正确；D．断电时锌作负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，可以防止铁帽被腐蚀，故D错误；故选：D。 / 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 $