1.4金屬的腐蝕與防護

第一章化學反應與能量轉(zhuǎn)化第四節(jié)金屬的腐蝕與防護板塊導航01/學習目標明確內(nèi)容要求，落實學習任務02/思維導圖構(gòu)建知識體系，加強學習記憶03/知識導學梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識04/效果檢測課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點05/問題探究探究重點難點，突破學習任務06/分層訓練課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)1．了解原電池的工作原理。2．能寫出電極反應式和電池反應方程式。3．學會設(shè)計簡單原電池裝置。。重點：金屬的腐蝕。難點：析氫腐蝕與吸氧腐蝕。一、金屬的腐蝕1、化學腐蝕（1）反應類型：普通的化學反應（2）特點：無電流產(chǎn)生，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑2、電化腐蝕（1）反應類型：原電池反應（2）特點：有電流產(chǎn)生，電子間接轉(zhuǎn)移給氧化劑3、普遍性：兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍二、電化學腐蝕的類型1、析氫腐蝕（1）形成條件：水膜酸性較強（2）特點：在密閉容器中氣體壓強增大2、吸氧腐蝕（1）形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性（2）特點：在密閉容器中氣體壓強減?。?）特殊性：在酸性條件下，氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕，氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕（4）普遍性：吸氧腐蝕更為普遍三、鋼鐵吸氧腐蝕的過程（1）腐蝕過程①負極反應：Fe－2e－Fe2+②正極反應：2H2O+O2+4e－4OH－③電池反應：2Fe+2H2O+O22Fe（OH）2（2）后續(xù)反應①氧化反應：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3②部分分解：2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O+（3－x）H2O（3）鐵銹成分：Fe2O3的復雜水合物（Fe2O3·nH2O）（4）鐵在無氧條件下的生銹過程：FeFe2+Fe(OH)2四、金屬的防護1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（1）金屬被腐蝕的本質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑。()（2）馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化。()（3）金屬在一般情況下發(fā)生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕。()（4）常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學腐蝕。()（5）鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的正極反應式相同。()（6）干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕()（7）銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕()（8）純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣（）（9）Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物（）（10）鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3＋【答案】（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×(7)√(8)×(9)×(10)×2．如圖所示，水槽中的試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察。（1）鐵釘逐漸生銹，鐵釘?shù)母g屬于______腐蝕(填“化學”或“電化學”)。（2）若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________，發(fā)生________腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應：負極為______________，正極為______________________。（3）若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________，發(fā)生________腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應：負極為__________________________，正極為_____________________________。（4）若溶液甲為水，溶液乙為海水，則鐵釘在______(填“甲”或“乙”)溶液中腐蝕的速率較快?！敬鸢浮浚?）電化學（2）堿性、弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－=2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－（3）較強的酸性析氫Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑（4）乙?問題一金屬的腐蝕【典例1】下列關(guān)于金屬腐蝕的說法中正確的是()A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進行化學反應而損耗的過程B．化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學反應而損耗的過程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D．金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質(zhì)相同，但電化學腐蝕伴有電流產(chǎn)生【答案】D【解析】金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水或其他腐蝕性物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學腐蝕和電化學腐蝕，A項錯誤；化學腐蝕指不純金屬發(fā)生化學反應而損耗的過程，不需要外加電流，B項錯誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負極吸收氧氣，C項錯誤。【解題必備】化學腐蝕與電化學腐蝕：類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與接觸到的干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接發(fā)生化學反應不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應本質(zhì)M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑的金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生聯(lián)系電化學腐蝕比化學腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴重【變式11】以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(guān)的是A．生鐵比純鐵容易生銹B．銀質(zhì)物品久置表面變暗C．鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠【答案】B【解析】生鐵中金屬鐵、碳、潮濕的空氣能構(gòu)成原電池，金屬鐵為負極，易被腐蝕而生銹，和電化學腐蝕有關(guān)，A不符合題意；銀質(zhì)物品久置表面變暗是由于金屬銀和空氣中的成分發(fā)生反應的結(jié)果，屬于化學腐蝕，與電化學腐蝕無關(guān)，B符合題意；鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處形成原電池裝置，其中金屬鐵為負極，易生鐵銹，和電化學腐蝕有關(guān)，C不符合題意；黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼中，金屬鋅為負極，金屬銅做正極，Cu被保護，不易腐蝕，和電化學腐蝕有關(guān)，D不符合題意?！咀兪?2】（2024遼寧省沈陽市第二中學第五次模擬）2012年9月25日開始服役的我國首艘航母遼寧艦采用模塊制造再焊接組裝而成。實驗室模擬海水和淡水對焊接金屬材料的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是A．艦艇腐蝕主要是因為發(fā)生了化學腐蝕 B．圖甲是海水環(huán)境下的腐蝕情況C．腐蝕時負極反應為： D．焊點附近可用鋅塊打“補丁”延緩腐蝕【答案】D【解析】由圖可知，該腐蝕過程是因為形成了原電池，F(xiàn)e比Sn活潑，F(xiàn)e作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2+，Sn作正極被保護，電極反應式為O2+4e+2H2O=4OH。艦艇被腐蝕是因為形成了原電池，發(fā)生了電化學腐蝕，A項錯誤；海水中含有電解質(zhì)濃度大，腐蝕速度快，故乙為海水環(huán)境下的腐蝕情況，甲為淡水環(huán)境下的腐蝕情況，B項錯誤；Sn作正極被保護，電極反應式為O2+4e+2H2O=4OH，F(xiàn)e作負極，電極反應式為Fe2e=Fe2+，C項錯誤；焊點附近用鋅塊打“補丁”，Zn比Fe活潑，Zn作負極，F(xiàn)e作正極被保護，可延緩腐蝕，D項正確。?問題二金屬腐蝕快慢的比較【典例2】如圖所示，裝置中都盛有0.1mol·L－1的NaCl溶液，放置一定時間后，裝置中的四塊相同的鋅片腐蝕速率由快到慢的正確順序是()A．①②③④B．①②④③C．③①④②D．②①④③【答案】D【解析】①②裝量中加快Zn的腐蝕，③裝置中Zn被保護，④裝置中Zn為自然腐蝕?！窘忸}必備】判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律（1）對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。（2）對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。（3）活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。（4）對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快?！咀兪?1】（2024福建省福州第二中學高二上學期10月月考）圖所示各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序是A．④＞②＞①＞③B．②＞①＞③＞④C．③＞②＞④＞① D．④＞②＞③＞①【答案】A【詳解】在金屬的腐蝕中，電解池中陽極為活性電極時腐蝕最快，其次是原電池的負極金屬，原電池的正極得到保護，電解池的陰極被保護最好，所以金屬鐵被腐蝕由快到慢的順序是④＞②＞①＞③，A項正確?！咀兪?2】利用如圖裝置進行實驗(U形管為耐壓試管)，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法正確的是A．鐵絲的腐蝕速率：a>bB．a(chǎn)、b管溶液的pH值都增大C．一段時間后，a管液面低于b管D．a(chǎn)、b兩管中發(fā)生相同的電極反應為Fe3e=Fe3+【答案】B【解析】a管電解質(zhì)溶液為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，b管電解質(zhì)溶液為稀硫酸，發(fā)生析氫腐蝕，氫離子濃度大，所以腐蝕速率，A項錯誤；a中產(chǎn)生OH，pH會變大；b中消耗氫離子，pH也會變大，B項正確；a發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，氣體體積會減少；b發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣氣體體積會變大，所以一段時間后，a管液面高于b管液面，C項錯誤；金屬的腐蝕，都是金屬做負極，失去電子發(fā)生氧化反應，所以，a、b兩管中負極的電極反應均為，D項錯誤。?問題三析氫腐蝕與吸氧腐蝕【典例3】金屬腐蝕的電化學原理可用如圖模擬。（1）請寫出有關(guān)電極反應式：①鐵棒上電極反應式：________________________________。②碳棒上電極反應式：________________________________。（2）該圖所表示的是________(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕。（3）若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液，則此圖可表示________(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕原理；若用犧牲陽極保護法來保護鐵棒不被腐蝕溶解，即可將碳棒改為________棒?！敬鸢浮浚?）①2Fe－4e－=2Fe2＋②O2＋2H2O＋4e－4OH－（2）吸氧（3）析氫鋅(或其他比Fe活潑的金屬)【解析】電解質(zhì)是氯化鈉溶液，溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應是2Fe－4e－=2Fe2＋，正極反應是O2＋2H2O＋4e－4OH－。若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液，此時發(fā)生析氫腐蝕；若用犧牲陽極保護法來保護鐵棒不被腐蝕溶解，此時構(gòu)成的原電池中鐵棒作正極，負極是比鐵活潑的金屬，因此可將碳棒改為鋅棒?！窘忸}必備】析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍【變式31】研究小組將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖1）。從膠頭滴管中滴入醋酸溶液，容器中的壓強隨時間的變化曲線如圖2。下列說法不正確的是（）。A．0~t1時壓強增大的原因不一定是鐵發(fā)生了析氫腐蝕B．鐵粉發(fā)生反應：Fe－3e－＝Fe3+C．碳粉上發(fā)生了還原反應D．t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，原因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕【答案】B【解析】0~t1時壓強增大的原因可能是醋酸與鐵直接反應產(chǎn)生了氫氣，也可能是形成鐵－C原電池，F(xiàn)e發(fā)生析氫腐蝕，還可能是醋酸與鐵反應放熱，使體系溫度升高，壓強增大，即不一定是鐵發(fā)生了析氫腐蝕，A項正確；無論發(fā)生化學腐蝕還是析氫腐蝕，鐵粉均發(fā)生反應：Fe－2e－＝Fe2+，B項錯誤；Fe發(fā)生電化學腐蝕，F(xiàn)e作負極，發(fā)生氧化反應，C作正極，C表面發(fā)生還原反應，C項正確；結(jié)合分析可知，t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，原因是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，D項正確?！咀兪?2】在一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如表所示，下列說法正確的是（）。pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO2－A．當pH＜6.5時，碳鋼主要發(fā)生化學腐蝕B．當pH＜4和pH＞13.5時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．pH越大，碳鋼的腐蝕速率越慢D．pH＝14時，負極反應為4OH－+Fe－3e－＝FeO2－+2H2O【答案】D【解析】當pH＜4時，碳鋼主要發(fā)生化學腐蝕，當4＜pH＜6.5時，主要發(fā)生電化學腐蝕，A項錯誤；當pH＜4時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，當pH＞13.5，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，B項錯誤；從表中信息可以得出，pH在6~8之間時，碳鋼的腐蝕速率慢，但pH＞8時，碳鋼的腐蝕速率加快，C項錯誤；pH＝14時，在負極，F(xiàn)e失電子的產(chǎn)物與OH－反應生成FeO2－等，電極反應式為4OH－+Fe－3e－＝FeO2－+2H2O，D項正確。?問題四金屬的防護【典例4】為檢驗犧牲陽極的陰極保護法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是（）。A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn)D．加入K3［Fe（CN）6］溶液無藍色沉淀生成【答案】D【解析】氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，A不符合題意；淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)可碘化鉀發(fā)生反應，B不符合題意；KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，C不符合題意；K3［Fe（CN）6］是用于檢測Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，則加入K3［Fe（CN）6］溶液就不會出現(xiàn)藍色沉淀，D符合題意?！窘忸}必備】金屬的防護：電化學防護犧牲陽極保護法外加電流陰極保護法原理原電池原理電解原理措施被保護的金屬作正極(陰極)，以一種活動性較強的金屬作負極(陽極)被保護的金屬作陰極，惰性電極作輔助陽極，連上直流電源應用如鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鐵塔、鐵管道裝上若干鋅塊，可保護鋼鐵設(shè)備如鋼閘門、輸送酸性溶液的鐵管道等示意圖【變式41】下列關(guān)于金屬的電化學腐蝕與防護的說法正確的是A．銅板打上鐵鉚釘后，銅板更易被腐蝕B．鋼閘門與電源的負極相連，可防止鋼閘門腐蝕C．金屬M比鐵活潑，電子由鋼鐵輸水管流出D．陰極的電極反應式為【答案】B【解析】銅板打上鐵鉚釘后，鐵、銅與水膜形成原電池，銅做正極被保護，則銅板不易被腐蝕，A項錯誤；鋼閘門與電源的負極相連防止鋼閘門腐蝕的方法為外加直流電源的陰極保護法，B項正確；金屬M比鐵活潑，在潮濕的環(huán)境中M與鐵構(gòu)成原電池，M做負極被損耗，則電子由金屬M流出，C項錯誤；由圖可知，與電源負極相連的鐵管道為電解池的陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧根離子，電極反應式為2H2O+2e—=2OH—+H2↑，D項錯誤?！咀兪?2】利用如圖裝置探究鐵的腐蝕與防護，下列說法錯誤的是A．裝置Ⅰ中鐵發(fā)生析氫腐蝕B．裝置Ⅱ中鐵電極上發(fā)生還原反應C．裝置Ⅰ中石墨電極附近溶液pH上升D．裝置Ⅱ模擬了犧牲陽極的陰極保護法【答案】A【解析】裝置Ⅰ中電解質(zhì)溶液為中性，活潑金屬鐵作負極，發(fā)生氧化反應，正極反應為：O2+2H2O+4e=4OH，稱為吸氧腐蝕，A項錯誤；裝置Ⅱ中活潑金屬鋅作負極，則鐵作正極，電極上發(fā)生還原反應，B項正確；裝置Ⅰ中石墨電極作正極，電極反應為O2+2H2O+4e=4OH，則附近溶液pH上升，C項正確；裝置Ⅱ中鋅作負極，發(fā)生氧化反應，被腐蝕，鐵作正極，沒有被腐蝕，模擬了犧牲陽極的陰極保護法，D項正確。1．相同材質(zhì)的鐵在下列四種情況下不易被腐蝕的是()ABCD【答案】C【解析】A項，鐵、銅和醋酸構(gòu)成原電池，鐵易失電子作負極，則鐵加速被腐蝕；B項，食鹽水作電解質(zhì)溶液，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池的形成條件，鐵作負極，碳作正極，則鐵加速被腐蝕；C項，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護，鐵不易被腐蝕；D項，符合原電池的形成條件，酸雨作電解質(zhì)溶液，鐵作負極，則鐵加速被腐蝕。2．下列有關(guān)金屬的腐蝕與防護敘述正確的是A．鐵管上鑲嵌鋅塊，采用的是犧牲陽極法使鐵不易被腐蝕B．用錫焊接的鐵質(zhì)品，焊接處不易腐蝕C．用鐵電極電解飽和食鹽水：D．用外加電流法保護鋼鐵設(shè)備時，將設(shè)備連接電源正極【答案】A【解析】鐵塊上鑲嵌鋅塊，鋅金屬活動性強于鐵，作負極起到保護鐵管的作用，采用的是犧牲陽極的陰極保護法，A項正確；鐵的金屬活動性強于錫，用錫焊接的鐵制品，焊接處鐵作負極較易被腐蝕，B項錯誤；C．用鐵作電極電解飽和食鹽水，陽極上鐵失電子而不是氯離子失電子，C項錯誤；用外加電流法保護鋼鐵設(shè)備，設(shè)備連接電源負極，D項錯誤。3．如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH=4的雨水和生鐵片，觀察到：開始導管內(nèi)液面下降，一段時間后導管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面，以下有關(guān)解釋合理的是A．生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應B．雨水酸性較強，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C．墨水回升時，碳極反應式為O2+2H2O+4e—=4OH—D．具支試管中溶液pH逐漸減小【答案】C【解析】由題意可知，生鐵片中的鐵和碳在pH為4的雨水中構(gòu)成原電池，生鐵片開始發(fā)生析氫腐蝕，鐵做負極發(fā)生氧化反應，碳做正極，氫離子在正極發(fā)生還原反應，隨著反應的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，生鐵片將發(fā)生吸氧腐蝕，鐵做負極發(fā)生氧化反應，碳做正極，氧氣在正極發(fā)生還原反應。由分析可知，生鐵片腐蝕過程中碳是原電池的正極，A項錯誤；由分析可知，生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，隨著反應的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，生鐵片將發(fā)生吸氧腐蝕，B項錯誤；由分析可知，墨水回升時，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳做正極，水分子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e—=4OH—，C項正確；生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，隨著反應的進行，雨水中的氫離子濃度逐漸降低，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，整個過程中溶液的酸性是逐漸降低的，具支試管中溶液pH逐漸增大，D項錯誤。4．將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應式為Fe－3e－=Fe3＋B．鐵腐蝕過程中化學能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【答案】C【解析】在鐵的電化學腐蝕中，鐵單質(zhì)失去電子轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，即負極反應為Fe－2e－==Fe2＋，A錯誤；鐵的腐蝕過程中化學能除了轉(zhuǎn)化為電能，還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，B錯誤；活性炭與鐵混合，在氯化鈉溶液中構(gòu)成了許多微小的原電池，加速了鐵的腐蝕，C項正確；以水代替氯化鈉溶液，水也呈中性，鐵在中性或堿性條件下易發(fā)生吸氧腐蝕，D項錯誤。5．為防止鐵管道腐蝕分別采取了如下甲、乙兩種方法，下列有關(guān)說法錯誤的是（）。A．方法甲叫作犧牲陽極保護法，R可以選擇Zn、Cu等金屬B．方法乙叫作外加電流陰極保護法C．兩種方法的實質(zhì)均是阻止鐵發(fā)生氧化反應而腐蝕D．在潮濕的酸性土壤中，鐵管道主要發(fā)生析氫腐蝕【答案】A【解析】方法甲是將鐵管道與金屬R相連，因此叫作犧牲陽極保護法，R可以選擇Zn，但不能選擇Cu，因為銅放熱金屬性弱于鐵，A項錯誤；方法乙與外接電源負極相連，叫作外加電流陰極保護法，B項正確；鐵失去電子被氧化而被腐蝕，則兩種方法的實質(zhì)均是阻止鐵發(fā)生氧化反應而腐蝕，C項正確；在潮濕的酸性土壤中氫離子濃度較大，鐵管道主要發(fā)生析氫腐蝕，D項正確。6．某小組同學研究84消毒液（主要成分為NaClO）對鐵的腐蝕作用：將等量的鐵釘（鐵碳合金）和純鐵粉分別浸沒于10mL84消毒液中，記錄現(xiàn)象如下：1小時2小時5小時鐵釘無明顯現(xiàn)象鐵釘表面出現(xiàn)少量紅褐色物質(zhì)鐵釘表面“生長”出大量紅褐色物質(zhì)純鐵粉無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象下列說法正確的是（）。A．鐵釘主要發(fā)生的是化學腐蝕B．鐵釘腐蝕后的溶液中c（Cl－）增大C．鐵粉的腐蝕速率慢主要是由于其表面積大D．84消毒液有強氧化性，因此Fe被腐蝕時發(fā)生：Fe－3e－＝Fe3+【答案】B【解析】鐵釘為鐵碳合金，主要發(fā)生的是電化學腐蝕，A說法錯誤；鐵釘腐蝕后，次氯酸根離子生成為氯離子，溶液中c（Cl－）增大，B項正確；鐵粉的腐蝕速率慢主要是鐵粉與次氯酸鈉不發(fā)生化學腐蝕，C項錯誤；84消毒液有強氧化性，鐵釘發(fā)生電化學腐蝕，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，電極反應式為Fe－2e－＝Fe2+，D項錯誤。7．（2024重慶市魯能巴蜀中學校高二上學期1月期末）銅絲纏繞在鐵釘上，進行如圖所示的實驗，下列對實驗現(xiàn)象的解釋合理的是A．向銅絲周圍滴加兩滴酚酞出現(xiàn)紅色：2H2O+2e—=H2↑+2OH—B．鐵釘溶解：Fe—3e—=Fe3+C．向鐵釘周圍滴加兩滴鐵氰化鉀出現(xiàn)藍色：Fe2++K++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓D．電流方向是從鐵釘?shù)姐~絲【答案】C【解析】由圖可知，鐵釘和銅絲在氯化鈉溶液中構(gòu)成原電池，金屬性強于銅的鐵釘做原電池的負極被損耗生成亞鐵離子，銅絲做正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子。由分析可知，銅絲做正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，放電生成的氫氧根離子使滴入的酚酞溶液變紅色，A項錯誤；由分析可知，金屬性強于銅的鐵釘做原電池的負極被損耗生成亞鐵離子，電極反應式為Fe－2e﹣=Fe2+，B項錯誤；由分析可知，金屬性強于銅的鐵釘做原電池的負極被損耗生成亞鐵離子，放電生成的亞鐵離子與滴入的鐵氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，反應的離子方程式為Fe2++K++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓，C項正確；由分析可知，金屬性強于銅的鐵釘做原電池的負極，銅絲做正極，則電流方向是從銅絲到鐵釘，D項錯誤。8．金屬腐蝕的電化學原理可用如圖模擬。（1）請寫出有關(guān)電極反應式：①鐵棒上電極反應式：___________________。②碳棒上電極反應式：___________________。（2）該圖所表示的是________（填“析氫”或“吸氧”）腐蝕。（3）若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液，則此圖可表示________（填“析氫”或“吸氧”）腐蝕原理；若用犧牲陽極保護法來保護鐵棒不被腐蝕溶解，即可將碳棒改為________棒。【答案】（1）①2Fe－4e－2Fe2+②O2+2H2O+4e－4OH－（2）吸氧（3）析氫；鋅（或其他比Fe活潑的金屬）【解析】電解質(zhì)是氯化鈉溶液，溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應是2Fe－4e－2Fe2+，正極反應是O2+2H2O+4e－4OH－。若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液，此時發(fā)生析氫腐蝕；若用犧牲陽極保護法來保護鐵棒不被腐蝕溶解，此時構(gòu)成的原電池中鐵棒作正極，負極是比鐵活潑的金屬，因此可將碳棒改為鋅棒。1．鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復棕色；加入CCl4，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是（）。A．褪色原因為I2被Fe還原B．液體分層后，上層呈紫紅色C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹D．溶液恢復棕色的原因為I－被氧化【答案】D【解析】Zn比Fe活潑，更容易失去電子，還原性更強，先與I2發(fā)生氧化還原反應，故溶液褪色原因為I2被Zn還原，A項錯誤；液體分層后，I2在CCl4層，CCl4的密度比水大，則下層呈紫紅色，B項錯誤；若鍍層金屬活潑性大于Fe，則Fe不易生銹，反之，若Fe活潑性大于鍍層金屬，則Fe更易生銹，由于活潑性：Zn＞Fe＞Sn，則鍍錫鐵釘更易生銹，C項錯誤；漂白粉的有效成分為Ca（ClO）2，其具有強氧化性，可將I－氧化，D項正確。2．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是A．在酸性環(huán)境下，鋼鐵只能發(fā)生析氫腐蝕B．金屬腐蝕的實質(zhì)是金屬失去電子被還原C．輪船的船殼吃水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極法D．銅鐵交接處，在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應：，繼而形成鐵銹【答案】C【解析】在酸性環(huán)境下，鋼鐵也可能直接發(fā)生化學腐蝕，A項錯誤；金屬腐蝕的實質(zhì)是金屬失去電子被氧化的過程，B項錯誤；鋅的金屬性強于鐵，與鐵構(gòu)成原電池時，鋅是負極，鐵是正極被保護，因此輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極的陰極保護法，C項正確；在原電池中鐵只能失去2個電子，轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，D項錯誤。3．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述正確的是

A．高硅鑄鐵作用為傳遞電流和損耗陽極材料B．通電后外電路電子被強制從鋼管樁流向高硅鑄鐵C．通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零D．該防腐技術(shù)為犧牲陽極的陰極保護法【答案】C【解析】高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，作用為傳遞電流，沒有作損耗陽極材料，A項錯誤；高硅鑄鐵為陽極，通電后，電子從陽極（高硅鑄鐵）經(jīng)導線流向電源正極，負極流向陰極（鋼管柱），B項錯誤；鋼管樁為電解池的陰極，沒有被損耗，其表面腐蝕電流接近為零，C項正確；在電流的作用下，該裝置為外接電源的陰極保護法，D項錯誤。4．下列說法中錯誤的是A．圖1表示鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕B．圖2表示鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕C．圖3表示將鋅板換成銅板對鋼閘門保護效果更好D．圖4表示鋼閘門作為陰極而受到保護【答案】C【解析】當鋼鐵表面的水膜酸性很弱或顯中性時，鐵在負極放電，氧氣在正極上放電，發(fā)生的是鋼鐵的吸氧腐蝕，A項正確；當鋼鐵表面的水膜顯酸性時，鐵在負極放電，水膜中的氫離子在正極放電生成氫氣，發(fā)生的是析氫腐蝕，B項正確；在原電池中，正極被保護，當將鋅板換成銅板后，銅做正極被保護，鋼閘門做負極被腐蝕，起不到對鋼閘門的保護作用，C項錯誤；在電解池中，陰極被保護，故要保護鋼閘門，就要將鋼閘門做電解池的陰極，D項正確。5．用壓強傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下：分析圖象，以下結(jié)論錯誤的是（

）A．溶液pH≤2時，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B．在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C．析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快，D．兩溶液中負極反應均為Fe2e→Fe2+【答案】C【解析】由圖可知pH=2時壓強隨著反應的進行而增大，產(chǎn)生了大量氣體，發(fā)生了析氫腐蝕，溶液pH≤2時，生鐵發(fā)生析氫腐蝕，A項正確；pH=4時壓強隨著反應的進行而減小，氣體的量減少，發(fā)生了吸氧腐蝕，所以在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生析氫腐蝕也可能發(fā)生吸氧腐蝕，B項正確；由兩幅圖可知變化相同的壓強所用的時間不同，析氫腐蝕所用時間長而吸氧腐蝕所用的時間短，因而吸氧腐蝕的速率比析氫腐蝕快，C項錯誤；析氫腐蝕和吸氧腐蝕負極反應均為，D項正確。6．（2024陜西省西安市藍田縣城關(guān)中學大學區(qū)聯(lián)考）學?；瘜W興趣小組模擬鋁的電化學腐蝕實驗從而探究鋁制品表面出現(xiàn)白斑的原因，裝置如圖所示，下列說法錯誤的是A．鋁在發(fā)生腐蝕的過程中將化學能轉(zhuǎn)變成電能和熱能B．電流從鋁箔通過電流表流向活性炭C．活性炭粉的存在加速了鋁箔的腐蝕D．該反應總反應為，生成的進一步脫水形成白斑【答案】B【解析】由圖可知，該腐蝕為電化學腐蝕，該過程將化學能轉(zhuǎn)變成電能和熱能，鋁箔作負極，活性炭作正極，電流從正極流向負極；鋁在發(fā)生腐蝕的過程中將化學能轉(zhuǎn)變成電能和熱能，A項正確；電流應該從活性炭通過電流表流向鋁箔，B項錯誤；活性炭粉的存在使鋁箔發(fā)生電化學腐蝕，加速了鋁箔的腐蝕，C項正確；由分析可知，鋁為負極，空氣中氧氣得到電子，則該反應總反應為，生成的進一步脫水形成白斑，D項正確。7．（2024廣東省揭陽市二?？荚嚕┠惩瑢W進行以下實驗：操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴1滴含酚酞和的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”。其邊緣處為紅色，中心區(qū)域為藍色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法正確的是A．腐蝕過程中有生成B．邊緣處紅色說明：C．反應后中心區(qū)域溶液的pH>7D．反應過程中化學能完全轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解析】取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴1滴含酚酞和的食鹽水，鐵皮發(fā)生吸氧腐蝕，沒有生成，A項錯誤；鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e電極方程式為：，邊緣處紅色得原因是二價鐵被空氣中的氧氣氧化為三價鐵，B項錯誤；鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，反應后中心區(qū)域溶液呈堿性，pH>7，C項正確；鐵皮發(fā)生吸氧腐蝕得原理是原電池，但化學能不能完全轉(zhuǎn)化為電能，D項錯誤。8．（2024河南省南陽市高二下學期期終質(zhì)量評估）電化學理論在鋼鐵防腐、廢水處理中有著重要應用價值。請按要求回答下列問題（1）下圖為探究金屬Fe腐蝕的