4.3 金属的腐蚀与防护（6大题型专练，黑吉辽蒙专用） 化学人教版选择性必修1

第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属腐蚀的概念与分类 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 题型03 钢铁的电化学腐蚀 题型04 实验探究电化学腐蚀 题型05 金属的防护 题型06 金属腐蚀的快慢比较 ▌题型01 金属腐蚀的概念与分类 (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。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 (2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【典例1】（24-25高二上·黑龙江·期末）以下现象和电化学腐蚀与防护无关的是 A．生铁比纯铁更易生锈 B．银质物品久置表面变暗 C．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀 D．钢闸门连接电源负极，钢闸门不易生锈 【变式1-1】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．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 【变式1-2】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．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 【变式1-3】下列关于金属腐蚀的说法正确的是 A．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍 B．金属的化学腐蚀实质是金属失去电子被氧化 C．金属电化学腐蚀时，正极发生氧化反应 D．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而变暗 ▌题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与接触的气体或液体等直接发生氧化还原反应而被损耗 不纯的金属暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀 本质 金属失去电子被氧化 较活泼的金属失去电子被氧化 现象 无电流产生 有微弱的电流产生 实例 铁与氯气直接反应而腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更为普遍，危害更大 【典例2】为了研究金属的腐蚀，某科研小组将一块镀层破损的铁片置于NaCl溶液中，一段时间后铁片的变化如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是锌 B．该镀层保护铁是通过隔绝空气进行防护 C．NaCl溶液在铁片的锈蚀过程中起到传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色 【变式2-1】在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的经济损失。下列说法错误的是 A．银首饰表面变黑属于化学腐蚀 B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶炼铝时，阳极需定期更换 D．防止铁管被腐蚀，可以利用电解池原理的牺牲阳极保护法，铁作阴极被保护 【变式2-2】下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 D．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 【变式2-3】下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是 A．铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀 B．铁只能发生析氢腐蚀 C．铜只能发生吸氧腐蚀 D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍 ▌题型03 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 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】某课外小组用如图所示装置进行探究实验，下列说法正确的是 A．实验装置组装好后无需其他操作，可直接加入试剂进行实验 B．甲装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内略有水柱形成，铁粉发生了吸氧腐蚀 C．乙装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内形成一段水柱，铁粉发生了吸氧腐蚀 D．丙装置放置一段时间后，无明显现象，铁粉发生了析氢腐蚀 【变式2-1】某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A．白铁皮腐蚀过程中生成H2 B．b、d端为正极，在反应过程中变红 C．a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D．Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 【变式2-2】钢铁被称为“工业的骨骼”，在工业原材料构成中的主导地位难以被取代。下列有关钢铁的说法错误的是 A．生铁比纯铁更容易被腐蚀 B．当镀层破损时，白口铁(镀锌)比马口铁(镀锡)更容易被腐蚀 C．外加电流保护海堤钢闸门，用惰性电极与电源正极连接，钢闸门与电源负极连接 D．普通钢中加入镍、铬，通过改变金属材料的组成，制成不锈钢 【变式2-3】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，正极反应式为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，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ ▌题型04 实验探究电化学腐蚀 实验探究：电化学腐蚀 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀 试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学_腐蚀，速率更快 【典例4】某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A．白铁皮腐蚀过程中生成H2 B．b、d端为正极，在反应过程中变红 C．a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D．Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 【变式4-1】某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验：将饱和食盐水与琼脂(凝固剂，不参与反应)的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和溶液，混合均匀，分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现象如表。下列对有关实验现象及分析的描述不正确的是 ⅰ．包裹铜片的铁钉 ⅱ．包裹锌片的铁钉 A．两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀，且培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速率快 B．该实验证明金属的防护可在金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属 C．培养皿ⅱ中对铁钉的防护是牺牲阳极法 D．随着反应的进行，培养皿ⅰ和ⅱ中均出现红褐色浑浊 【变式4-2】用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时，根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化，下列说法正确的是 A．pH=2.5时，正极发生反应： B．锥形瓶中的铁粉换成铜粉，也能绘制相同的图形 C．铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐 【变式4-3】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a、b处溶液的pH值均增大 B．一段时间后，a处液面高于b处液面 C．a处生铁发生吸氧腐蚀，其负极的电极反应为 D．用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理可有效防止钢铁腐蚀 ▌题型05 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、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 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：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 要求：被保护的金属作为阴极，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。 【典例5】（24-25高二上·辽宁朝阳·期末）埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护，下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 【变式5-1】（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列有关金属的腐蚀与防护说法错误的是 ① ② ③ ④ A．图①应从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再加2滴溶液检验Fe是否被腐蚀 B．图②右侧小试管内红色液面高于导管内液面，则生铁片发生吸氧腐蚀 C．图③通电后，钢闸门表面的腐蚀电流接近于零 D．图④开关由N改置于M时，Fe的腐蚀速率更快 【变式5-2】埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护。下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 【变式5-3】下列金属防护的方法中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是 A．钢铁闸门连接电源的负极 B．镀锌铁皮的锌层破损后，铁不易被腐蚀 C．金属制品表面刷油漆 D．自行车链条涂油 ▌题型06 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的判断 金属腐蚀受多种因素影响：就金属本性来说，金属越活泼，越易失电子被腐蚀；金属越纯越难腐蚀，如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢，但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈；介质对金属腐蚀的影响也很大，如金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易被腐蚀。具体地讲： (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>有牺牲阳极法保护的腐蚀>有外加电流法保护的腐蚀。 (3)一般对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 【典例6】为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组的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，下列有关实验现象的描述不正确的是 A．装置I中左侧液面会上升 B．装置I中左侧液面比装置II中高 C．装置II中的有气体生成 D．装置III中的铁钉腐蚀最严重 【变式6-1】下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是    A. ④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥ C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞① 【变式6-2】用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下： 分析图像，以下结论错误的是 A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀 B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋ 【变式6-3】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－ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） ▌题型01 金属腐蚀的概念与分类 (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。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 (2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【典例1】B 【变式1-1】B 【变式1-2】D 【变式1-3】B ▌题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与接触的气体或液体等直接发生氧化还原反应而被损耗 不纯的金属暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀 本质 金属失去电子被氧化 较活泼的金属失去电子被氧化 现象 无电流产生 有微弱的电流产生 实例 铁与氯气直接反应而腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更为普遍，危害更大 【典例2】B 【变式2-1】D 【变式2-2】D 【变式2-3】C ▌题型03 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 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】C 【变式2-1】D 【变式2-2】B 【变式2-3】B ▌题型04 实验探究电化学腐蚀 实验探究：电化学腐蚀 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀 试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学_腐蚀，速率更快 【典例4】D 【变式4-1】D 【变式4-2】A 【变式4-3】C ▌题型05 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、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 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：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 要求：被保护的金属作为阴极，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。 【典例5】B 【变式5-1】B 【变式5-2】B 【变式5-3】B ▌题型06 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的判断 金属腐蚀受多种因素影响：就金属本性来说，金属越活泼，越易失电子被腐蚀；金属越纯越难腐蚀，如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢，但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈；介质对金属腐蚀的影响也很大，如金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易被腐蚀。具体地讲： (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>有牺牲阳极法保护的腐蚀>有外加电流法保护的腐蚀。 (3)一般对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 【典例6】D 【变式6-1】C 【变式6-2】D 【变式6-3】C / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属的腐蚀与防护（题型突破·举一反三） 题型01 金属腐蚀的概念与分类 题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 题型03 钢铁的电化学腐蚀 题型04 实验探究电化学腐蚀 题型05 金属的防护 题型06 金属腐蚀的快慢比较 ▌题型01 金属腐蚀的概念与分类 (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。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 (2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【典例1】（24-25高二上·黑龙江·期末）以下现象和电化学腐蚀与防护无关的是 A．生铁比纯铁更易生锈 B．银质物品久置表面变暗 C．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀 D．钢闸门连接电源负极，钢闸门不易生锈 【答案】B 【详解】A．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，故不选A； B．纯银物品久置表面变暗是因为金属银和空气中的氧气发生反应生成氧化银，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故选B； C．铁管上镶嵌锌块，构成原电池，锌作负极、铁作正极，铁管不易被腐蚀，利用牺牲阳极的阴极保护法，属于金属的电化学防护，故不选C； D．钢闸门连接电源负极，钢闸门不易生锈，属于外加电流阴极保护法，属于金属的电化学防护，故不选D； 选B。 【变式1-1】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．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀 【答案】B 【解析】金属腐蚀的实质是金属失去电子，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。 【变式1-2】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．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈 D．银质物品久置表面变暗 【答案】D 【详解】A．生铁中含有碳单质，与铁、潮湿空气可构成原电池，铁作负极被腐蚀速率加快，与电化学腐蚀有关，A不符合题意； B．黄铜为铜锌合金，在潮湿环境中可构成原电池，锌比铜活泼作负极被腐蚀，铜作正极被保护，不易生成铜绿，与电化学腐蚀有关，B不符合题意； C．铁和铜接触，在潮湿环境中构成原电池，铁比铜活泼作负极被腐蚀速率加快，接触处易生锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意； D．银质物品久置变暗是银与空气中的硫化氢等物质直接发生化学反应生成硫化银所致，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，D符合题意； 故答案选D。 【变式1-3】下列关于金属腐蚀的说法正确的是 A．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍 B．金属的化学腐蚀实质是金属失去电子被氧化 C．金属电化学腐蚀时，正极发生氧化反应 D．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而变暗 【答案】B 【详解】A．日常生活中使用的金属大多含有杂质，易形成原电池发生电化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，A错误； B．金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子的过程，化学腐蚀也符合该反应实质，B正确； C．金属发生电化学腐蚀时，负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，C错误； D．纯银器表面变暗是银与空气中的、等直接发生化学反应生成导致，属于化学腐蚀，未形成原电池，不属于电化学腐蚀，D错误； 故选B。 ▌题型02 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 电化学腐蚀 概念 金属与接触的气体或液体等直接发生氧化还原反应而被损耗 不纯的金属暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀 本质 金属失去电子被氧化 较活泼的金属失去电子被氧化 现象 无电流产生 有微弱的电流产生 实例 铁与氯气直接反应而腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 联系 化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更为普遍，危害更大 【典例2】为了研究金属的腐蚀，某科研小组将一块镀层破损的铁片置于NaCl溶液中，一段时间后铁片的变化如图所示。下列说法正确的是 A．镀层金属可能是锌 B．该镀层保护铁是通过隔绝空气进行防护 C．NaCl溶液在铁片的锈蚀过程中起到传递电子的作用 D．刮去铁锈，在凹陷深处滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色 【答案】B 【详解】A．若镀层金属是锌，由于锌的金属活动性比铁强，镀层破损后会形成“锌-铁-NaCl溶液”原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护（牺牲阳极的阴极保护法），铁不会生锈。但题目中镀层破损后铁片生锈，说明镀层金属活动性比铁弱（铁作负极被腐蚀），因此镀层不可能是锌，A错误； B．镀层破损后铁才生锈，说明镀层完整时通过隔绝空气（和水）阻止铁与、接触，从而防止铁腐蚀；镀层破损后，铁暴露在NaCl溶液中，形成原电池发生腐蚀。因此该镀层保护铁的方式是通过隔绝空气（和水）进行防护，B正确； C．原电池中，电子仅在金属导体（电极、导线）中传递，电解质溶液（NaCl溶液）中是离子的定向移动（传递电荷，形成闭合回路），电子无法在溶液中传递，故C错误； D．铁发生电化学腐蚀时，负极反应为，凹陷深处是铁被腐蚀的区域，主要生成（无大量）。而KSCN溶液遇才会变红，因此滴加KSCN溶液不会立即变红，D错误； 故选B。 【变式2-1】在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的经济损失。下列说法错误的是 A．银首饰表面变黑属于化学腐蚀 B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C．工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶炼铝时，阳极需定期更换 D．防止铁管被腐蚀，可以利用电解池原理的牺牲阳极保护法，铁作阴极被保护 【答案】D 【详解】A．银首饰在接触到空气中的硫化物或人体汗液中的硫时，会发生化学反应生成硫化银，硫化银是黑色的，属于化学腐蚀，A正确； B．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，B正确； C．工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶炼铝时，阳极生成氧气，会和石墨电极反应消耗石墨，故阳极需定期更换，C正确； D．防止铁管被腐蚀，可以利用电解池原理的外接电源的阴极保护法，铁做阴极被保护，D错误； 故选D。 【变式2-2】下列关于金属腐蚀与防护，说法正确的是 A．白铁皮与马口铁制品均破损时，白铁皮制品更易被腐蚀 B．钢铁发蓝多用于军工器械，发蓝过程属于物理变化 C．铁能与酸反应，置换出氢气，故生活中的铁发生析氢腐蚀更普遍 D．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 【答案】D 【详解】A．铁制品的镀层破损后，在潮湿环境中可发生原电池反应，白铁皮（镀锌铁）中锌比铁活泼，反应时锌作负极，被氧化而腐蚀，铁作正极，被保护；马口铁（镀锡铁）中铁比锡活泼，铁作负极，被氧化而腐蚀，A错误； B．钢铁发蓝的原理是钢铁与氧化剂反应生成氧化膜（主要成分为），发蓝过程属于化学变化，B错误； C．钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，此时主要发生吸氧腐蚀，C错误； D．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正确； 故答案选D。 【变式2-3】下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是 A．铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀 B．铁只能发生析氢腐蚀 C．铜只能发生吸氧腐蚀 D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍 【答案】C 【详解】A．在金属活动性顺序表中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，A错误； B．在金属活动顺序表中，铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，B错误； C．在金属活动性顺序表中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，C正确； D．在自然界中，中性或极弱酸性的条件更为常见，故吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，D错误； 故选C。 ▌题型03 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 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【典例2】某课外小组用如图所示装置进行探究实验，下列说法正确的是 A．实验装置组装好后无需其他操作，可直接加入试剂进行实验 B．甲装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内略有水柱形成，铁粉发生了吸氧腐蚀 C．乙装置放置一段时间后，右侧烧杯中导管内形成一段水柱，铁粉发生了吸氧腐蚀 D．丙装置放置一段时间后，无明显现象，铁粉发生了析氢腐蚀 【答案】C 【分析】三组装置的导管下端均浸入红墨水中，可通过导管内液面的变化反映试管内气体量的变化。在装置气密性良好、温度基本不变的条件下，若试管内氧气被消耗，管内压强减小，红墨水便在大气压作用下沿导管上升。甲、乙均用食盐溶液润湿铁粉，比较纯铁与生铁的腐蚀情况；乙、丙均用生铁粉，比较食盐溶液和植物油对腐蚀的影响。 【详解】A．本实验通过气体被消耗引起的压强变化观察腐蚀现象，装置漏气会影响实验结果，因此组装好装置后应先检查气密性，再加入试剂，A错误； B．甲中为食盐溶液润湿的纯铁粉，不能像生铁那样由铁与其中的碳形成原电池。纯铁与氧气直接发生化学反应而缓慢腐蚀，属于化学腐蚀，消耗少量氧气可使导管内略有水柱形成；吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，不能仅由消耗氧气这一现象判定发生了吸氧腐蚀，B错误； C．乙中生铁含有碳，铁、碳与食盐溶液形成原电池，铁作负极，电极反应为；碳作正极，溶解的氧气在正极得到电子，电极反应为。该过程消耗氧气，属于吸氧腐蚀，使试管内压强减小，红墨水沿导管上升，形成一段水柱，C正确； D．丙中植物油在生铁粉表面形成油膜，隔绝水和空气，且不提供形成腐蚀原电池所需的电解质溶液环境，生铁粉受到保护，因而无明显现象。该条件下没有发生析氢腐蚀，D错误； 故选C。 【变式2-1】某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A．白铁皮腐蚀过程中生成H2 B．b、d端为正极，在反应过程中变红 C．a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D．Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 【答案】D 【详解】A．白铁皮在中性溶液中发生吸氧腐蚀，正极反应为，无生成，A错误； B．金属活泼性，白铁皮中（b端）为负极，（a端）为正极；马口铁中（c端）为负极，（d端）为正极。正极生成使酚酞变红，仅d端变红，b为负极不变红，B错误； C．a端为正极，反应无生成，不会遇铁氰化钾变蓝；仅c端为负极，生成使铁氰化钾变蓝，C错误； D．原电池中阳离子向正极移动，故由负极c端移向正极d端；与正极生成的在e右侧（靠近d端）结合生成，进一步被氧化为，最终分解形成铁锈，D正确； 故本题选D。 【变式2-2】钢铁被称为“工业的骨骼”，在工业原材料构成中的主导地位难以被取代。下列有关钢铁的说法错误的是 A．生铁比纯铁更容易被腐蚀 B．当镀层破损时，白口铁(镀锌)比马口铁(镀锡)更容易被腐蚀 C．外加电流保护海堤钢闸门，用惰性电极与电源正极连接，钢闸门与电源负极连接 D．普通钢中加入镍、铬，通过改变金属材料的组成，制成不锈钢 【答案】B 【详解】A．生铁中含有碳等杂质，可与铁形成原电池发生电化学腐蚀，因此生铁比纯铁更容易被腐蚀，A正确； B．白口铁(镀锌)镀层破损后，锌比铁活泼作负极，铁被保护；马口铁(镀锡)镀层破损后，铁比锡活泼作负极，铁的腐蚀速率加快，因此白口铁比马口铁更难被腐蚀，B错误； C．外加电流保护法中，被保护的钢闸门应与电源负极相连作阴极，惰性电极与电源正极相连作辅助阳极，C正确； D．普通钢中加入镍、铬等元素改变金属组成，可制得耐腐蚀的不锈钢，D正确； 故选B。 【变式2-3】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，正极反应式为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，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ 【答案】B 【解析】金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，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，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。 ▌题型04 实验探究电化学腐蚀 实验探究：电化学腐蚀 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀 试管中产生气泡的速率快 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学_腐蚀，速率更快 【典例4】某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A．白铁皮腐蚀过程中生成H2 B．b、d端为正极，在反应过程中变红 C．a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D．Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 【答案】D 【详解】A．白铁皮在中性溶液中发生吸氧腐蚀，正极反应为，无生成，A错误； B．金属活泼性，白铁皮中（b端）为负极，（a端）为正极；马口铁中（c端）为负极，（d端）为正极。正极生成使酚酞变红，仅d端变红，b为负极不变红，B错误； C．a端为正极，反应无生成，不会遇铁氰化钾变蓝；仅c端为负极，生成使铁氰化钾变蓝，C错误； D．原电池中阳离子向正极移动，故由负极c端移向正极d端；与正极生成的在e右侧（靠近d端）结合生成，进一步被氧化为，最终分解形成铁锈，D正确； 故本题选D。 【变式4-1】某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验：将饱和食盐水与琼脂(凝固剂，不参与反应)的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和溶液，混合均匀，分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现象如表。下列对有关实验现象及分析的描述不正确的是 ⅰ．包裹铜片的铁钉 ⅱ．包裹锌片的铁钉 A．两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀，且培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速率快 B．该实验证明金属的防护可在金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属 C．培养皿ⅱ中对铁钉的防护是牺牲阳极法 D．随着反应的进行，培养皿ⅰ和ⅱ中均出现红褐色浑浊 【答案】D 【详解】A．中性氯化钠溶液环境中，两个培养皿均发生吸氧腐蚀；培养皿ⅰ中比活泼，作原电池负极被腐蚀，ⅱ中比活泼，作正极被保护，故ⅰ中铁钉腐蚀速率更快，A正确； B．培养皿ⅱ中镀在铁钉表面的活泼性强于，被保护，证明金属防护可在金属表面镀活泼性更强的金属，B正确； C．培养皿ⅱ中作原电池负极（阳极）被氧化消耗，保护作为正极（阴极）的铁钉，属于牺牲阳极法，C正确； D．培养皿ⅰ中被腐蚀生成，经一系列反应最终可生成红褐色浑浊；ⅱ中被保护，无生成，不会出现红褐色浑浊，D错误； 故答案选D。 【变式4-2】用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时，根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化，下列说法正确的是 A．pH=2.5时，正极发生反应： B．锥形瓶中的铁粉换成铜粉，也能绘制相同的图形 C．铁锈覆盖在钢铁制品表面，能阻止钢铁继续发生腐蚀 D．防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐 【答案】A 【详解】A．pH=2.5时溶液酸性较强，对应曲线压强随时间增大，说明有气体生成，生铁发生析氢腐蚀，正极反应为，A正确； B．铜的金属活动性弱于氢，无法与醋酸发生反应生成氢气，不会出现压强升高的变化，不能绘制相同图形，B错误； C．铁锈为疏松多孔的结构，无法隔绝水、氧气与内部钢铁的接触，不能阻止钢铁继续腐蚀，C错误； D．表面渗镀是在金属表面渗入其他元素形成合金防护层，不是通过形成致密氧化膜防腐，D错误； 故选A。 【变式4-3】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是 A．a、b处溶液的pH值均增大 B．一段时间后，a处液面高于b处液面 C．a处生铁发生吸氧腐蚀，其负极的电极反应为 D．用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理可有效防止钢铁腐蚀 【答案】C 【分析】a处溶液为饱和食盐水，是中性溶液，发生吸氧腐蚀，负极是铁失去电子生成亚铁离子，正极是氧气得到电子生成氢氧根：； b处溶液为稀硫酸，是酸性溶液，发生析氢腐蚀，负极是铁失去电子生成亚铁离子，正极反应式为。 【详解】A．a处溶液为饱和食盐水，是中性溶液，发生吸氧腐蚀，铁失去电子生成亚铁离子，氧气得到电子生成氢氧根：，所以a处溶液pH增大；b处溶液为稀硫酸，是酸性溶液，发生析氢腐蚀，正极反应式为，反应过程中消耗，溶液的pH增大，A正确； B．a处发生吸氧腐蚀，消耗导致气体压强减小，b处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，装置内形成压强差，所以一段时间后，a处液面高于b处液面，B正确； C．根据分析，a处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，其负极的电极反应为，C错误； D．用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理能生成一层致密的氧化膜保护钢铁，D正确。 故答案选C。 ▌题型05 金属的防护 金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入法、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 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。 （1）牺牲阳极法 要求：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 要求：被保护的金属作为阴极，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。 【典例5】（24-25高二上·辽宁朝阳·期末）埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护，下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 【答案】B 【分析】镁块通过金属连接片与钢管道相连，形成原电池。镁比铁活泼，作负极并发生氧化反应；钢管作正极，受到保护。 【详解】A．由图可知镁为负极，发生氧化反应而被消耗；酸性土壤中析氢反应发生在钢管（正极）表面，A错误； B．镁比铁活泼，作负极而被消耗，钢管作正极受到保护，该方法为牺牲阳极法，B正确； C．锌比铁活泼，换为锌块时铁受到保护；锡不如铁活泼，换为锡块时铁作负极并被腐蚀，C错误； D．镁作负极并失去电子，在碱性情况下，镁块上的正确电极反应为，原反应式表示还原过程且电荷不守恒，D错误； 故选B。 【变式5-1】（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列有关金属的腐蚀与防护说法错误的是 ① ② ③ ④ A．图①应从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再加2滴溶液检验Fe是否被腐蚀 B．图②右侧小试管内红色液面高于导管内液面，则生铁片发生吸氧腐蚀 C．图③通电后，钢闸门表面的腐蚀电流接近于零 D．图④开关由N改置于M时，Fe的腐蚀速率更快 【答案】B 【详解】A．图①中比活泼，形成原电池时作正极被保护，若被腐蚀则会在电极区域产生，用检验的操作合理，A正确； B．右侧小试管内红色液面高于导管内液面，说明左侧装置内气体压强增大，反应生成了气体，生铁片发生析氢腐蚀，而非吸氧腐蚀，B错误； C．图③为外加电流法，钢闸门作阴极被强制保护，表面腐蚀电流接近于零，C正确； D．开关置于N时，形成Fe-Sn原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极发生腐蚀；开关改置于M时，形成Fe-Cu原电池，Fe比Cu活泼性更强，Fe依然作负极，且Fe与Cu的金属活动性差异远大于Fe与Sn的差异，原电池反应速率更快，D正确； 故答案选B。 【变式5-2】埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行保护。下列说法正确的是 A．该过程中Mg发生析氢腐蚀 B．该保护方法为牺牲阳极法 C．将镁块换为锌块、锡块，铁都会受到保护 D．镁块上发生的电极反应为 【答案】B 【详解】A．通常埋地土壤无强酸性，该环境下Mg发生吸氧腐蚀而非析氢腐蚀，A错误； B．该方法通过消耗（牺牲）作负极的更活泼金属Mg，让作正极的钢管道被保护，属于牺牲阳极法（牺牲负极保护正极的原电池防腐方法），B正确； C．锡不如铁活泼，锡铁形成原电池时，铁作负极，被腐蚀，C错误； D．镁作负极，土壤为碱性，发生的电极反应为，D错误； 故选B。 【变式5-3】下列金属防护的方法中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是 A．钢铁闸门连接电源的负极 B．镀锌铁皮的锌层破损后，铁不易被腐蚀 C．金属制品表面刷油漆 D．自行车链条涂油 【答案】B 【详解】A．钢铁闸门连接电源负极属于外加电流的阴极保护法，利用电解池原理，不属于牺牲阳极的阴极保护法，A错误； B．锌的金属活动性强于铁，锌层破损后形成原电池，锌作负极（阳极）被氧化消耗，铁作正极（阴极）被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确； C．金属制品表面刷油漆是通过覆盖保护层隔绝水、氧气的物理防护方法，不属于牺牲阳极的阴极保护法，C错误； D．自行车链条涂油是通过覆盖保护层隔绝腐蚀介质的物理防护方法，不属于牺牲阳极的阴极保护法，D错误； 故选B。 ▌题型06 金属腐蚀的快慢比较 金属腐蚀快慢的判断 金属腐蚀受多种因素影响：就金属本性来说，金属越活泼，越易失电子被腐蚀；金属越纯越难腐蚀，如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢，但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈；介质对金属腐蚀的影响也很大，如金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易被腐蚀。具体地讲： (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>有牺牲阳极法保护的腐蚀>有外加电流法保护的腐蚀。 (3)一般对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。 【典例6】为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组的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，下列有关实验现象的描述不正确的是 A．装置I中左侧液面会上升 B．装置I中左侧液面比装置II中高 C．装置II中的有气体生成 D．装置III中的铁钉腐蚀最严重 【答案】D 【详解】A．Ⅰ中铁钉和铜丝相连，由于铁比铜活泼，Ⅰ中盛有10%食盐水，则铁钉会发生吸氧腐蚀，所以I中左侧压强减小，液面上升，故A正确； B．盐酸具有挥发性，所以II中左侧空气中含有稀盐酸，导致II中铁钉发生析氢腐蚀，发生了反应为2H++2e-=H2↑，生成了气体，则Ⅱ中左侧液面会下降，即装置I中左侧液面比装置II中高，故B正确； C．盐酸具有挥发性，所以II中左侧空气中含有稀盐酸，导致II中铁钉发生析氢腐蚀，发生了反应为2H++2e-=H2↑，生成了气体，故C正确； D．Ⅲ中虽然铁钉也和铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，且浓硫酸具有吸水性，铁钉在干燥的空气中几乎不被腐蚀，故D错误； 故选D。 【变式6-1】下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是    A. ④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥ C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞① 【答案】C 【解析】由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。 故选C。 【变式6-2】用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下： 分析图像，以下结论错误的是 A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀 B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋ 【答案】C 【解析】根据pH＝2的溶液中压强与时间的关系图知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；pH＝4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH＝4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；根据压强与时间关系图知，pH＝2的溶液和pH＝4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。 【变式6-3】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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $