第四章第三节 金属的腐蚀与防护练习卷-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能 第三节金属的腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 （一）金属的腐蚀及其危害 1. 下列关于金属腐蚀的说法中不正确的是（ ） A． 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化 B．金属腐蚀一般包括化学腐蚀和电化学腐蚀 C．纯的金属一般难以发生电化学腐蚀 D．金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多 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．金属化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的 D．金属被腐蚀后，设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废 3. “国之重器”之一——曾侯乙编钟，是战国早期的青铜编钟，主要由铜锡合金冶炼铸造而成，至今保存完好。下列说法不正确的是（　　） A．铜比锡青铜更易腐蚀 B．在自然环境中，锡青铜中的铜可对锡起保护作用 C．青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快 D．锡青铜表面生成Cu2(OH)3Cl覆盖物的过程属于电化学腐蚀 4. 下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 A．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化 C．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 （二）析氢腐蚀 1. 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是（ ） 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，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大 2. 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．发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋ 3. 生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如下图所示。下列说法中不正确的是 A．曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化 B．曲线b压强变化的主要原因是O2+4e-+4H+=2H2O C．两容器中正极电极反应式均为Fe−2e−=Fe2+ D．在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐蚀 4. 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 5. 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KSCN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 （三）吸氧腐蚀 1. 钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 2. 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 3. “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 4. 将NaCl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)已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁锈环的主要成分是Fe2O3∙xH2O，铁片腐蚀过程发生的反应为 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe+2e-=Fe2+ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域 5. 下列关于生铁片锈蚀对比实验的说法，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－ 6. 青铜器在潮湿环境中(含Cl-)发生电化学腐蚀生成铜锈[主要成分的化学式为Cu2(OH)3Cl]，原理如图所示，考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)。下列说法正确的是 A．Cu2(OH)3Cl属于无害锈 B．可以用NaOH溶液除去青铜器表面的铜锈 C．青铜器表面覆一层食盐水可作保护层 D．正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 7. 某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入1mL溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同pH时装置中O2浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 二、金属的防护 （一）改变金属材料的组成 1. 钢铁又叫铁碳合金，是工业生产中极其重要且用量很大的金属材料。下列方法不能减缓钢铁腐蚀速率的是（　　） A．在钢铁制品表面喷一层漆 B．掺入铬、镍制成不锈钢产品 C．把钢铁置于干燥空气中保存 D．涂Fe2O3保护 A．A B．B C．C D．D 2. 如图为河北博物院的文物西汉嵌金片花纹铁匕首，其身部与茎为铁质，环首与格用银基合金铸造并焊接，身部脊两侧嵌金片作对称纹饰。下列说法错误的是 A．铁、银基合金、金均属于金属材料 B．银基合金的熔点低于纯银 C．银基合金和金的使用会减缓铁的腐蚀 D．若将匕首放在潮湿环境中，其腐蚀速率加快 （二）在金属表面覆盖保护层 1. 下列金属的防护方法不正确的是(　　) A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构 D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈 2. 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 （三）电化学保护法 （1）牺牲阳极法 1. 下列叙述中不正确的是 A．镀锡的铁皮，破损后铁皮反而易被腐蚀 B．纯铁比生铁更易被腐蚀 C．金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 D．金属腐蚀的本质是M-ne-=Mn+而被损耗 2. 通过如图装置可以实现对钢铁的保护，下列说法正确的是 A．该防护方法为牺牲阳极法 B．电子由Zn通过水体流向钢铁设施 C．将Zn换为Cu也可以起到类似的效果 D．保护过程中，锌的质量不变 3. 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。下列说法不正确的是 A．钢铁发生腐蚀的负极反应为Fe - 2e- = Fe2+ B．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 C．将导线与Zn块连接可保护钢铁设备，该防护方法为牺牲阳极法 D．导线与Zn块连接时，电子从Zn块流向钢铁输水管 4. 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+ 5. 如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图，烧杯内为经过酸化的3%NaCl溶液。 下列关于该装置的叙述错误的是 A．铁作正极被保护 B．将Zn换成Ag，也可以保护铁不被腐蚀 C．向试管中加入K3[ Fe(CN)6]溶液，无明显现象 D．正极反应式为2H++2e-=H2↑ 6. 将缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿，一段时间后，下列说法错误的是 A．图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e-+2H2O = 4OH- B．图甲中会出现蓝色和红色两种颜色 C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为阴极电保护法 D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀 7．(一)化学小组为了探究金属的电化学腐蚀，设计的实验如下，回答问题。 实验 在培养皿加入等量的含琼脂的食盐水，将绕着锌片的铁钉和绕着铜片的铁钉置于培养皿上后，分别加入等量的含有酚酞的铁氰化钾溶液，一段时间后。 装置 甲 乙 (1)培养皿甲中，铁钉附近出现红色，发生的电极反应是_______。 (2)观察到培养皿乙中铁钉附近_______(填现象)。 (3)一段时间，发现培养皿甲中铁钉附近出现蓝色，推测可能的原因是_______。 (二)下图是室温、密闭容器中探究铁钉在不同溶液环境下(弱酸性、中性)发生电化学腐蚀压强的变化差异(忽略反应中温度变化的影响)。 (4)铁钉在弱酸性和中性环境下，负极反应式为_______。 (5)分析对比，图1压强变化不明显，可能的原因是_______。 （2）外加电流法 1. 下列关于金属腐蚀与防护的描述正确的是 A．铁器上连接锌片可减缓铁器腐蚀速率 B．干燥的空气中铁器更易被腐蚀 C．与纯金属相比，合金的腐蚀速率一定快 D．将铁器与直流电源的正极相连可对铁器形成牺牲阳极的阴极保护 2. 下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 3.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。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法不正确的是 A．图1、图2中，阳极材料均被损耗 B．图1中的电子由阳极经导线流向钢闸门 C．图2中，通电后，使钢闸门表面的腐蚀电流接近零 D．图2中，为提高对钢闸门的防护效果，保护电流应根据环境条件变化进行调整 4. 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。下列说法中，错误的是(　　) 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 5. 某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法不正确的是 A．相同条件下，若X溶液为食盐水，K分别连接B、C时，前者铁棒的腐蚀速率更快 B．若X溶液为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多 C．若b为负极，K连接A时，铁棒防腐蚀的方式称为外加电流阴极保护法 D．若X溶液中含有KSCN溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果 6. 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Fe电极发生吸氧腐蚀，Cu电极上产生大量气泡 B．②区Fe电极被腐蚀，Cu电极附近滴加酚酞溶液后无明显现象 C．③区Fe电极被防护，Fe电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- D．④区Fe电极附近滴加K3[ Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，说明Fe被腐蚀 二、以上知识点的综合应用 1. 相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　) 2. 城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，如钢铁输水管等。当金属管道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，某同学设计如图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．金属M比铁活泼，防护过程中电子流入金属M B．钢铁输水管表面发生还原反应 C．铜的电导率高，金属M可选用铜提高防护效果 D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的正极 3．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．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负极 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1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 D．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电化学腐蚀 4. 铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 5. NaCl是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，NaCl颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在NaCl—大气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．腐蚀过程中，Fe为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．Cl-对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 6. 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。下列说法正确的是 A．a处不腐蚀，b处发生析氢腐蚀 B．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+ C．左侧的溶液pH增大，右侧的溶液pH减小 D．一段时间后，左侧液面高于右侧液面 7. 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅱ和Ⅲ附近 C．Ⅰ和Ⅳ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近 8. 用如图所示装置及试剂对含碳铁粉在氯化钠溶液中的反应进行探究，测得保温瓶中O2的体积分数及压强随时间的变化关系分别如图a、图b所示。下列说法错误的是 A．200s时，压强增大主要是因为产生了H2 B．实验过程中，铁失电子，被氧化 C．正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．将氯化钠溶液换成稀硫酸，变化关系及原因与上述实验不同 9. 用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是        A．整个过程中，负极电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+ B．pH=2.0和pH=4.0，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 C．若将铁换为铜进行实验，pH=2.0时，压强随时间变化曲线与铁相似 D．pH=6.0时，正极主要发生反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 10. 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。 （1）AB段主要发生___________（填“吸氧”或“析氢”）腐蚀。 （2）BC段正极电极反应式为___________。 11. 下图为二分青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。 (1)环境中的Cl⁻扩散到孔口。并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为___________。 (2)若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为___________L。(标准状况) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章化学反应与电能 第三节金属的腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 （一）金属的腐蚀及其危害 1. 下列关于金属腐蚀的说法中不正确的是（ ） A． 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化 B．金属腐蚀一般包括化学腐蚀和电化学腐蚀 C．纯的金属一般难以发生电化学腐蚀 D．金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多 〖答案〗D 〖解析〗 金属发生电化学腐蚀要普遍得多。所以答案为D 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．金属化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的 D．金属被腐蚀后，设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废 〖答案〗B 〖解析〗 金属腐蚀的实质是金属失去电子，在潮湿的空气中腐蚀的实质是电化学腐蚀，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. “国之重器”之一——曾侯乙编钟，是战国早期的青铜编钟，主要由铜锡合金冶炼铸造而成，至今保存完好。下列说法不正确的是（　　） A．铜比锡青铜更易腐蚀 B．在自然环境中，锡青铜中的铜可对锡起保护作用 C．青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快 D．锡青铜表面生成Cu2(OH)3Cl覆盖物的过程属于电化学腐蚀 〖答案〗B 〖解析〗 Sn比Cu活泼，Sn对Cu有保护作用。所以为B。 4. 下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 A．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化 C．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大 D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 〖答案〗C 〖解析〗 A．铁腐蚀过程中化学能并非全部转化为电能，部分能量以热等形式散失，且腐蚀效率并非100%，A错误； B．马口铁（镀锡铁）镀层破损后，因铁比锡活泼，所以铁为阳极，铁首先被氧化腐蚀，而非镀层锡被氧化，B错误； C．化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大，C正确； D．常温下置于空气中的金属，因空气含水分，主要发生电化学腐蚀，而非化学腐蚀，D错误； 故选C。 （二）析氢腐蚀 1. 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是（ ） 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，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH- D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大 〖答案〗C 〖解析〗 A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生氧化反应，A错误； B．pH=4，雨水酸性较强，生铁片先发生发生析氢腐蚀，开始导管内液面下降，后发生吸氧腐蚀，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面，B不正确； C．铁与酸是放热反应，温度升高，放出氢气，开始导管内液面下降，然后冷却，发生吸氧腐蚀，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。C正确； D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐减小，D错误； 2. 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．发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋ 〖答案〗B 〖解析〗 酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。 3. 生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如下图所示。下列说法中不正确的是 A．曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化 B．曲线b压强变化的主要原因是O2+4e-+4H+=2H2O C．两容器中正极电极反应式均为Fe−2e−=Fe2+ D．在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐蚀 〖答案〗C 〖分析〗 生铁的腐蚀分为两种：酸性较强时发生析氢腐蚀，生成H2​，密闭容器中气体增多，压强增大；酸性较弱时发生吸氧腐蚀，消耗O2，密闭容器中气体减少，压强减小，据此分析。 〖解析〗 A．pH=2的盐酸酸性强，发生析氢腐蚀使压强增大，对应压强上升的曲线，A正确； B．曲线压强下降发生吸氧腐蚀，pH=4是弱酸性，故电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B正确； C．Fe−2e−=Fe2+是负极反应，C错误； D．弱酸性条件下，生铁发生吸氧腐蚀，D正确； 故选C。 4. 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〗 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。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。Ⅲ中浓硫酸吸水，使铁钉处在干燥空气中几乎不被腐蚀。所以答案为B。 5. 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KSCN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H2，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Fe2+，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。 （三）吸氧腐蚀 1. 钢铁在潮湿空气中的电化学腐蚀基本化学原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．Fe、C构成原电池的外电路 B．钢铁表面可发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32- C．吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生 D．利用电化学腐蚀可测定空气中氧气的含量 〖答案〗D 〖解析〗 A项，钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，从图中可以看出，Fe失去电子，电子通过外电路流向C，所以Fe、C构成原电池的外电路，A正确；B项，在钢铁表面，O2得电子生成OH-，若此时溶液中溶有CO2，则可与OH-反应生成CO32-等，从而发生反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-，B正确；C项，钢铁在潮湿的空气中，开始时电解质溶液的酸性较强，可能发生析氢腐蚀，随着反应进行，溶液酸性减弱，可能会发生吸氧腐蚀，所以吸氧腐蚀与析氢腐蚀可先后发生，C正确；D项，电化学腐蚀过程中，氧气的消耗量难以准确测量和控制，且会受到多种因素的干扰，不能准确利用电化学腐蚀测定空气中氧气的含量，D不正确；故选D。 2. 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 〖答案〗B 〖解析〗 本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b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。 3. “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。 4. 将NaCl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)已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是 A．铁锈环的主要成分是Fe2O3∙xH2O，铁片腐蚀过程发生的反应为 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe+2e-=Fe2+ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域 〖答案〗B 〖解析〗 A．在发生原电池反应的过程中，铁片作负极，发生氧化反应，失去电子生成Fe2+，液滴边缘是正极区，O2得到电子与水反应生成OH-，两极生成的Fe2+和OH-相互吸引，发生迁移接触后生成Fe(OH)2，方程式为：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，继而发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3和2Fe(OH)3=Fe2O3∙xH2O+(3-x)H2O，则铁锈环的主要成分是Fe2O3∙xH2O，A正确； B．铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，B错误； C．溶液覆盖的铁片主要发生吸氧腐蚀，正极区O2在液滴边缘得到电子被还原：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，C正确; D．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，D正确； 故选B。 5. 下列关于生铁片锈蚀对比实验的说法，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〗 由实验③可知，生铁片明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，A错误；原电池的形成条件：有两个活动性不同的电极、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，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＋，D错误。 6. 青铜器在潮湿环境中(含Cl-)发生电化学腐蚀生成铜锈[主要成分的化学式为Cu2(OH)3Cl]，原理如图所示，考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)。下列说法正确的是 A．Cu2(OH)3Cl属于无害锈 B．可以用NaOH溶液除去青铜器表面的铜锈 C．青铜器表面覆一层食盐水可作保护层 D．正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 〖答案〗D 〖解析〗 A．Cu2(OH)3Cl为多孔粉状锈，多孔结构无法形成保护层，会导致腐蚀持续扩散，属于有害锈，A错误； B．Cu2(OH)3Cl不和NaOH溶液反应，不能用NaOH溶液除去青铜器表面的铜锈，B错误； C．食盐水含氯离子，会提供腐蚀所需的氯离子，加速电化学腐蚀，不能作保护层，C错误； D．电化学腐蚀中，正极发生还原反应，氧气得电子结合H2O生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O = 4OH-，与图中OH-生成过程一致，D正确； 故选：D。 7. 某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开a___________(填仪器名称)的活塞，加入1mL溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中pH=4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同pH时装置中O2浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：pH=4时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 〖答案〗(1)恒压滴液漏斗 (2) 反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 (3) pH=6时，装置中压强减小 (4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当) 〖分析〗 该实验探究钢铁在不同酸性环境下的腐蚀机理：在强酸性（pH=2）条件下，铁主要发生析氢腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2H++2e-=H2↑，同时铁与稀硫酸直接发生置换反应Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑，产生氢气使装置内压强增大，且反应放热也会导致气体受热膨胀、压强升高；在弱酸性（pH=4、pH=6）条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，消耗装置内氧气使压强或氧气浓度下降；当pH=4时，析氢腐蚀产生的氢气与吸氧腐蚀消耗的氧气量相当，两者对压强的影响相互抵消，因此装置内压强几乎不随时间改变，据此分析。 〖解析〗 （1）仪器a为恒压滴液漏斗； （2） 同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中进行或在恒温槽中进行。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变大但小于改进前；在图2绘制出改进后的曲线如图所示：； （3）同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH=4、pH=6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是：pH=6时，装置中压强减小； （4）结合图4分析可知，pH=4时，O2浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分析可知发生析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 二、金属的防护 （一）改变金属材料的组成 1. 钢铁又叫铁碳合金，是工业生产中极其重要且用量很大的金属材料。下列方法不能减缓钢铁腐蚀速率的是（　　） A．在钢铁制品表面喷一层漆 B．掺入铬、镍制成不锈钢产品 C．把钢铁置于干燥空气中保存 D．涂Fe2O3保护 A．A B．B C．C D．D 〖答案〗D 〖解析〗 A．在钢铁制品表面喷一层漆，A正确； B．掺入铬、镍制成不锈钢产品，B正确； C．把钢铁置于干燥空气中保存，C正确； D．涂Fe2O3，不能保护内层金属，D错误； 2. 如图为河北博物院的文物西汉嵌金片花纹铁匕首，其身部与茎为铁质，环首与格用银基合金铸造并焊接，身部脊两侧嵌金片作对称纹饰。下列说法错误的是 A．铁、银基合金、金均属于金属材料 B．银基合金的熔点低于纯银 C．银基合金和金的使用会减缓铁的腐蚀 D．若将匕首放在潮湿环境中，其腐蚀速率加快 〖答案〗C 〖解析〗 A．金属材料包括纯金属和合金，铁、金为纯金属，银基合金为合金，均属于金属材料，A正确； B．一般情况下，合金的熔点低于其成分纯金属的熔点，故银基合金的熔点低于纯银，B正确； C．铁的金属活动性强于银和金，与银基合金、金接触后在合适条件下会形成原电池，铁作负极被氧化，会加快铁的腐蚀，而非减缓，C错误； D．潮湿环境中存在水，可溶解CO2等物质形成电解质溶液，更易发生电化学腐蚀，会加快匕首的腐蚀速率，D正确； 故选C。 （二）在金属表面覆盖保护层 1. 下列金属的防护方法不正确的是(　　) A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构 D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈 〖答案〗B 〖解析〗 “机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。 2. 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〗 铜没有铁活泼，不能保护铁。选A. （三）电化学保护法 （1）牺牲阳极法 1. 下列叙述中不正确的是 A．镀锡的铁皮，破损后铁皮反而易被腐蚀 B．纯铁比生铁更易被腐蚀 C．金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 D．金属腐蚀的本质是M-ne-=Mn+而被损耗 〖答案〗B 〖解析〗 A．镀锡铁皮破损后，Fe比Sn活泼，形成原电池时Fe作负极被氧化，因此铁皮更易被腐蚀，A正确； B．生铁中含有C等杂质，易形成原电池，Fe作负极会加速腐蚀，因此生铁比纯铁更易被腐蚀，B错误； C．实际环境中金属多接触电解质溶液，易发生原电池反应，因此电化腐蚀比化学腐蚀更普遍，C正确； D．金属腐蚀的本质是金属原子失电子被氧化为金属阳离子，对应反应为M-ne-=Mn+，D正确； 故选B。 2. 通过如图装置可以实现对钢铁的保护，下列说法正确的是 A．该防护方法为牺牲阳极法 B．电子由Zn通过水体流向钢铁设施 C．将Zn换为Cu也可以起到类似的效果 D．保护过程中，锌的质量不变 〖答案〗A 〖分析〗 该图为原电池，Zn较活泼做负极，Zn失电子生成Zn2+，电极反应式为：Zn-2e-= Zn2+；钢铁做正极；此装置通过牺牲阳极保护法实现了对钢铁的化学保护； 〖解析〗 A．该装置为原电池，是化学能转化为电能；Zn较活泼做负极被消耗，钢铁做正极被保护；因此是牺牲阳极保护法，A正确； B．电子由负极（Zn）通过导线流向正极（钢铁设施），而不是通过水体，B错误； C．换成Cu，由于Cu的活泼性比Fe的弱，则Fe做负极，消耗钢铁，不能起到保护作用，C错误； D．Zn极做负极，Zn失电子发生氧化反应生成Zn2+，电极反应式为：Zn-2e-= Zn2+，锌块质量减小，D错误； 故选A。 3. 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。下列说法不正确的是 A．钢铁发生腐蚀的负极反应为Fe - 2e- = Fe2+ B．导线与Cu块连接也可保护钢铁输水管 C．将导线与Zn块连接可保护钢铁设备，该防护方法为牺牲阳极法 D．导线与Zn块连接时，电子从Zn块流向钢铁输水管 〖答案〗B 〖分析〗 要防止钢铁输水管被腐蚀，可以采用两种电化学防腐方法：一为原电池原理：牺牲阳极法，将钢铁输水管设计为原电池的正极被保护，负极采用活波金属被消耗用来保护正极钢铁输水管；二为电解原理：外加电流法，将钢铁输水管与外接电源的负极相连接，用惰性电极作阳极，通过电解原理将钢铁输水管保护起来，据此分析回答。 〖解析〗 A．钢铁发生腐蚀的负极为铁元素，被氧化失去电子转化为Fe2+，电极反应式为：Fe - 2e- = Fe2+，A正确； B．导线与Cu块连接，钢铁输水管的Fe比Cu活波，形成原电池后Fe作负极失去电子被腐蚀，起不到保护钢铁输水管作用，B错误； C．将导线与Zn块连接，Zn比钢铁输水管的Fe活波，形成原电池后Zn作负极失去电子被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，可保护钢铁设备，该防护方法为牺牲阳极法，C正确； D．导线与Zn块连接时，Zn比钢铁输水管的Fe活波，形成原电池后Zn作负极失去电子被腐蚀，钢铁输水管作正极被保护，原电池中电子由负极流向正极，则电子从Zn块流向钢铁输水管，D正确； 4. 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〗 A．该方法中锌片作负极，钢铁做正极，称为牺牲阳极法，A正确； B．由分析可知，钢铁外壳作原电池的正极，B正确； C．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； D．原电池负极发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，D错误； 故选D。 5. 如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图，烧杯内为经过酸化的3%NaCl溶液。 下列关于该装置的叙述错误的是 A．铁作正极被保护 B．将Zn换成Ag，也可以保护铁不被腐蚀 C．向试管中加入K3[ Fe(CN)6]溶液，无明显现象 D．正极反应式为2H++2e-=H2↑ 〖答案〗B 〖解析〗 Ag没有Fe活泼，不能保护铁不被腐蚀。答案选B。 6. 将缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿，一段时间后，下列说法错误的是 A．图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e-+2H2O = 4OH- B．图甲中会出现蓝色和红色两种颜色 C．图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀，为阴极电保护法 D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀 〖答案〗C 〖分析〗 图甲中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：Fe - 2e- = Fe2+，铜为正极，电极反应式为：O2+4e-+2H2O = 4OH-；图乙中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，铁作正极，电极反应式为：O2+4e-+2H2O = 4OH-； 〖解析〗 A．由分析知，图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e-+2H2O = 4OH-，故A正确； B．图甲中铁放电生成Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，正极上O2放电生成OH－，遇酚酞变红色，所以图甲中会出现蓝色和红色两种颜色，故B正确； C．由分析可知，图乙中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故C错误； D．图甲和图乙均发生吸氧腐蚀，图甲中铁被腐蚀，图乙中锌被腐蚀，故D正确； 故选C。 7．(一)化学小组为了探究金属的电化学腐蚀，设计的实验如下，回答问题。 实验 在培养皿加入等量的含琼脂的食盐水，将绕着锌片的铁钉和绕着铜片的铁钉置于培养皿上后，分别加入等量的含有酚酞的铁氰化钾溶液，一段时间后。 装置 甲 乙 (1)培养皿甲中，铁钉附近出现红色，发生的电极反应是_______。 (2)观察到培养皿乙中铁钉附近_______(填现象)。 (3)一段时间，发现培养皿甲中铁钉附近出现蓝色，推测可能的原因是_______。 (二)下图是室温、密闭容器中探究铁钉在不同溶液环境下(弱酸性、中性)发生电化学腐蚀压强的变化差异(忽略反应中温度变化的影响)。 (4)铁钉在弱酸性和中性环境下，负极反应式为_______。 (5)分析对比，图1压强变化不明显，可能的原因是_______。 〖答案〗(1)O2+4e-+2H2O = 4OH- (2)出现蓝色 (3)K3[ Fe(CN)6]溶液氧化，生成的Fe2＋与K3[ Fe(CN)6]反应生成KFe[ Fe(CN)6] (4) Fe - 2e- = Fe2+ (5)该条件下，析氢腐蚀与吸氧腐蚀同时发生 〖分析〗 甲中Zn−Fe形成原电池，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极；乙中Cu−Fe形成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极；OH−可使酚酞变红，Fe2＋可与K3[ Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，据此分析； 〖解析〗 （1）甲中Fe作正极，中性食盐水中发生吸氧腐蚀，O2得电子生成OH-使酚酞变红，对应电极反应O2+4e-+2H2O = 4OH-； （2）乙中Fe作负极，Fe失电子生成Fe2＋，Fe2＋与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀； （3）K3[ Fe(CN)6]溶液具有氧化性，可氧化Fe，生成的Fe2+与K3[ Fe(CN)6]反应生成KFe[ Fe(CN)6]，因此出现蓝色； （4）两种环境下，Fe均作负极失电子生成亚铁离子，负极反应为：Fe - 2e- = Fe2+； （5）析氢腐蚀生成气体使压强增大，吸氧腐蚀消耗O2使压强减小，pH=4的弱酸性条件下，析氢和吸氧腐蚀同时发生，压强变化相互抵消，因此总压强变化不明显； （2）外加电流法 1. 下列关于金属腐蚀与防护的描述正确的是 A．铁器上连接锌片可减缓铁器腐蚀速率 B．干燥的空气中铁器更易被腐蚀 C．与纯金属相比，合金的腐蚀速率一定快 D．将铁器与直流电源的正极相连可对铁器形成牺牲阳极的阴极保护 〖答案〗A 〖解析〗 A．铁器上连接锌片属于牺牲阳极保护法，锌作为阳极被腐蚀，铁作为阴极被保护，从而减缓铁器腐蚀速率，故A正确； B．干燥的空气中缺乏电解质（如水），铁器腐蚀速率较慢，潮湿环境更易腐蚀，故B错误； C．合金的腐蚀速率不一定比纯金属快，例如不锈钢（合金）比纯铁更耐腐蚀，故C错误； D．将铁器与直流电源正极相连会使铁器成为阳极，会加速腐蚀，这与牺牲阳极的阴极保护法原理相反，正确做法是将铁器与更活泼的金属相连或与直流电源的负极相连，故D错误； 故答案选A。 2. 下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是 A B C D A．A B．B C．C D．D 〖答案〗D 〖解析〗 喷油漆为外加防护层保护，选D。 3.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。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法不正确的是 A．图1、图2中，阳极材料均被损耗 B．图1中的电子由阳极经导线流向钢闸门 C．图2中，通电后，使钢闸门表面的腐蚀电流接近零 D．图2中，为提高对钢闸门的防护效果，保护电流应根据环境条件变化进行调整 〖答案〗A 〖分析〗 图1：牺牲阳极法（原电池原理），钢闸门作正极（被保护），牺牲阳极（较活泼金属）作负极，发生氧化反应被损耗；图2：外加电流法（电解池原理），钢闸门作阴极（被保护），辅助阳极（惰性电极），不参与反应，不会被损耗。 〖解析〗 A．图2中辅助阳极是惰性电极（如石墨），其材料不发生氧化反应、不被损耗，因此“阳极材料均被损耗”的说法错误，A错误； B．图1是原电池，电子由负极（阳极/牺牲阳极）经导线流向正极（钢闸门），B正确； C．图2中通电后，钢闸门作为阴极被保护，腐蚀电流（金属失去电子形成的电流）会被抑制，接近零，C正确； D．图2中，环境条件（如海水流速、含氧量）变化会影响腐蚀速率，调整保护电流可以让阴极保护效果维持在最佳状态，D正确； 故答案选A。 4. 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。下列说法中，错误的是(　　) 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〗 由题意可知，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正确，C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正确。 5. 某学习小组按如图装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法不正确的是 A．相同条件下，若X溶液为食盐水，K分别连接B、C时，前者铁棒的腐蚀速率更快 B．若X溶液为模拟海水，K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多 C．若b为负极，K连接A时，铁棒防腐蚀的方式称为外加电流阴极保护法 D．若X溶液中含有KSCN溶液，可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果 〖答案〗D 〖分析〗 K连接A时，可形成外加电流法，被保护金属Fe应作为阴极；K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，形成牺牲阳极法，即牺牲Zn，保护Fe，据此解答。 〖解析〗 A．K连接B时，Fe作为负极，被腐蚀；K连接C时，Zn作负极，Fe作正极，即牺牲Zn，保护Fe，所以前者铁棒的腐蚀速率更快，故A正确； B．此时F位置腐蚀最严重，但Fe不是变成铁锈，E点(界面处)氧气浓度较大，生成的OH-浓度最大，而Fe(OH)2经氧化才形成铁锈，所以是E点铁锈最多，故B正确； C．若b为负极，K连接A时，铁棒成为电解池的阴极，发生还原反应，铁棒被保护，防腐蚀的方式称为外加电流阴极保护法，故C正确； D．KSCN与Fe3+结合使溶液呈血红色，而铁棒腐蚀是铁放电生成Fe2＋，无法观察到血红色，所以不能有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果，故D错误； 故选D。 6. 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Fe电极发生吸氧腐蚀，Cu电极上产生大量气泡 B．②区Fe电极被腐蚀，Cu电极附近滴加酚酞溶液后无明显现象 C．③区Fe电极被防护，Fe电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- D．④区Fe电极附近滴加K3[ Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，说明Fe被腐蚀 〖答案〗D 〖解析〗 A．①区构成原电池，Fe为负极，Cu为正极。由于电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀。负极电极反应式为：Fe - 2e- = Fe2+，Fe被腐蚀，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O = 4OH-，正极消耗氧气，生成氢氧根离子，没有气体产生，故A错误； B．②区是电解池，Cu电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，附近水溶液显碱性，滴加酚酞后变成红色，Fe电极发生反应：Fe - 2e- = Fe2+，Fe电极被腐蚀，故B错误； C．③区构成原电池，由于金属活动性Zn>Fe，所以Zn电极是负极，Fe为正极。Fe作为正极，不参与反应，即Fe电极被防护，但该电极发生反应：O2+4e-+2H2O = 4OH-，故C错误； D．④区是电解池，Zn电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Fe电极是阳极，电极发生反应：Fe - 2e- = Fe2+，附近滴加K3[ Fe(CN)6]，溶液出现蓝色沉淀，说明Fe被腐蚀，故D正确； 故选D。 二、以上知识点的综合应用 1. 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. 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，A错误； B. 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，B错误； C. 铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀，C正确； D. 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，D错误； 2. 城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，如钢铁输水管等。当金属管道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，某同学设计如图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．金属M比铁活泼，防护过程中电子流入金属M B．钢铁输水管表面发生还原反应 C．铜的电导率高，金属M可选用铜提高防护效果 D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的正极 〖答案〗B 〖解析〗 该装置为牺牲阳极的阴极保护法，M为原电池负极，被牺牲；钢铁输水管为原电池正极，被保护。A．由分析可知，M为原电池负极，故M比铁活泼，且防护过程中电子从金属M流出，A错误；B．由分析可知，钢铁输水管为原电池正极，发生还原反应，B正确；C．若金属M为铜，其活泼性小于铁，作原电池的正极，铁作负极，故不能保护钢铁输水管，C错误；D．若外加直流电源，钢铁输水管应连接电源的负极，D错误；故选B。 3．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 A．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负极 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1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 D．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电化学腐蚀 〖答案〗A 〖解析〗 A．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负极，A正确； B．图2中，是电解池，插入溶液中的铁棒与电源负极相连，是外加电流的阴极保护法，B错误； C．图1中，插入海水中的铁棒，与空气接触部位腐蚀越严重，C错误； D．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错误； 4. 铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是 A．正极上的主要电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ B．该过程中铜被腐蚀 C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向Cu D．该过程还涉及反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 〖答案〗B 〖解析〗 A．正极上O2得到电子生成OH-，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A正确； B．由于活泼性：Fe>Cu，因此该过程中Fe被腐蚀，B错误； C．Fe为负极失去电子，Cu为正极，得到电子，C正确； D．该过程中生成的Fe2+被OH-沉淀生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中O2氧化生成Fe(OH)3，D正确； 故选B。 5. NaCl是海洋大气环境中金属表面的主要固体沉积物之一，NaCl颗粒落在金属表面上，具有很强的吸湿性，促进了金属的腐蚀。下图为碳钢基体在NaCl—大气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．腐蚀过程中，Fe为负极，发生氧化反应 B．正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．Cl-对腐蚀反应起催化作用 D．腐蚀过程中水体酸性增强 〖答案〗D 〖解析〗 A．腐蚀过程中，Fe为负极，发生氧化反应，A正确； B．正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B正确； C．Cl-对腐蚀反应起催化作用，C正确； D．腐蚀过程碱性增强，酸性减弱，D错误； 6. 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。下列说法正确的是 A．a处不腐蚀，b处发生析氢腐蚀 B．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+ C．左侧的溶液pH增大，右侧的溶液pH减小 D．一段时间后，左侧液面高于右侧液面 〖答案〗D 〖解析〗 A．U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液，发生析氢腐蚀，故A错误； B．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负极上具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，故B错误； C．a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，生成氢气，溶液的pH值变大，故C错误； D．左边装置发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，故D正确； 答案选D。 7. 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅱ和Ⅲ附近 C．Ⅰ和Ⅳ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近 〖答案〗C 〖解析〗 前一个图为电解池，II阳极：Fe - 2e- = Fe2+,I阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。后一个图为原电池，III负极，Zn-2e-=Zn，IV为正极，2H2O＋O2＋4e－===4OH－。因此答案为C。 8. 用如图所示装置及试剂对含碳铁粉在氯化钠溶液中的反应进行探究，测得保温瓶中O2的体积分数及压强随时间的变化关系分别如图a、图b所示。下列说法错误的是 A．200s时，压强增大主要是因为产生了H2 B．实验过程中，铁失电子，被氧化 C．正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．将氯化钠溶液换成稀硫酸，变化关系及原因与上述实验不同 〖答案〗A 〖解析〗 A．氯化钠溶液呈中性，含碳铁粉发生吸氧腐蚀，不会生成H2，200 s时压强增大主要是因为反应放热使瓶内气体受热膨胀，A错误； B．实验过程中铁作原电池负极，失电子发生氧化反应，被氧化，B正确； C．中性环境下吸氧腐蚀的正极上O2得电子生成OH-，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，C正确； D．将氯化钠溶液换成稀硫酸，酸性环境下含碳铁粉发生析氢腐蚀，生成H2，压强变化趋势和反应原理均与上述实验不同，D正确； 故答案选A。 9. 用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是        A．整个过程中，负极电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+ B．pH=2.0和pH=4.0，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 C．若将铁换为铜进行实验，pH=2.0时，压强随时间变化曲线与铁相似 D．pH=6.0时，正极主要发生反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 〖答案〗C 〖分析〗 Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答； 〖解析〗 A．整个过程中，锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，A正确； B．若pH=2.0时只发生析氢腐蚀，那么锥形瓶内溶解氧不变，而图中pH=2.0时，锥形瓶内溶解氧有所下降，说明图中反应除了析氢腐蚀，Fe粉还发生了吸氧腐蚀，所以氧气减少了，若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的气体压强会有下降，而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明图中反应除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B正确； C．若将铁换为铜进行实验，由于铜的金属活动性较弱，则pH=2.0时，无法发生析氢腐蚀，压强随时间变化曲线基本不变，C错误； D．由图可知，pH=6.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压减小，也说明有吸氧腐蚀；因此正极电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D正确； 故答案为：C。 10. 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。 （1）AB段主要发生___________（填“吸氧”或“析氢”）腐蚀。 （2）BC段正极电极反应式为___________。 〖答案〗析氢 O2+4e-+4H+= 2H2O 〖解析〗 1）由图2可知，AB段压强增大，发生析氢腐蚀，产生H2。 （2）BC段压强减小，发生吸氧腐蚀，此时溶液酸性仍较强，故正极电极反应式为。O2+4e-+4H+= 2H2O 11. 下图为二分青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。 (1)环境中的Cl⁻扩散到孔口。并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为___________。 (2)若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为___________L。(标准状况) 〖答案〗(1)2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓ (2)0.448 〖解析〗 （1）Cl⁻扩散到孔口，并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，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀，则该离子方程式为：2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓； （2）n(Cu2(OH)3Cl)==0.02mol，Cu2+的物质的量为0.04mol，负极反应为：2Cu－4e-＝2Cu2+，正极反应为O2+4e-+2H2O＝4OH-，依据转移电子数相等得v(O2)=n(O2)×Vm==0.448L。 学科网（北京）股份有限公司 $