专题51 金属的腐蚀与防护-【真题汇编】最近10年（14-23年）高考化学真题分项汇编（全国通用）

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最近10年（14-23年）高考化学分项汇编
专题51 金属的腐蚀与防护
1．【2022年上海卷】浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误的是
A．金属贮存罐可用钢制材料B．电子沿导线流入辅助电极
C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀
【答案】C
【解析】A．钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；B．金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流向辅助电极，B正确；C．金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，C错误；D．Fe为阳极，电压过高时，大量Fe失电子发生氧化反应生成Fe2+，有可能会加剧腐蚀，D正确；选C。
2．【2022年广东卷】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是
A．加入溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现D．加入溶液无蓝色沉淀生成
【答案】D
【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。
3．（2021·全国乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；C．因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。故选D。
4．（2020·江苏高考真题）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A．阴极的电极反应式为
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。A．阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，错误；B．阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，错误；C．金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，正确；D．海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，错误；故选：C。
5．（2019·江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是
A．铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−Fe3+
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【解析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-；据此解题；A．在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，错误；B．铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，错误；C．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，正确；D．以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，错误；综上所述，本题应选C．
6．（2020·浙江高考真题）下列说法不正确的是( )
A．会破坏铝表面的氧化膜
B．的热稳定性比强
C．具有氧化性，其稀溶液可用于消毒
D．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
【答案】B
【解析】A．Cl-很容易被吸附在铝表面的氧化膜上，将氧化膜中的氧离子取代出来，从而破坏氧化膜，正确；B．碳酸氢钠受热分解可产生碳酸钠、水和二氧化碳，则稳定性：NaHCO3＜Na2CO3，错误；C．KMnO4具有强氧化性，可使病毒表面的蛋白质外壳变形，其稀溶液可用于消毒，正确；D．钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，正确；答案选B。
7．（2018·全国高考真题）化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．泡沫灭火器可用于一般的灭火，也适用于电器灭火
B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
C．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】A
【解析】A．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合时发生盐的双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出CO2进行灭火。但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，会导致触电或电器短路，因此泡沫灭火器不适用于电器灭火，A错误；B．疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确；C．油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，C正确；D．电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼，Mg棒作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆（多为不锈钢或铜制）起到了保护作用，这种保护方法为：牺牲阳极的阴极保护法，D正确；故合理选项是A。
8．（2017·浙江高考真题）在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现，铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。
下列说法正确的是
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
【答案】D
【解析】A、铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A错误；B、铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B错误；C、铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，选项C错误；D、在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D正确。答案选D。
9．（2017·全国高考真题）[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，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】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。
10．（2018·北京高考真题）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
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】A．对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，正确；B．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+，正确；C．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，正确；D．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，错误；答案选D。
11．（2013·上海高考真题）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-3e=Fe3+
C．脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e=4OH-
D．含有1．12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL（标准状况）
【答案】D
【解析】A．脱氧过程是放热反应，可吸收氧气，延长糕点保质期，A不正确；B．脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为Fe-2e=Fe2+，B不正确；C．脱氧过程中碳做原电池正极，电极反应为2H2O+O2+4e=4OH-，C不正确；D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，铁的物质的量为0.02ml，其最终被氧化为氢氧化铁，电子转移总量为0.06ml，理论上最多能吸收氧气0.015ml，其体积在标准状况下为336mL，D正确。故选D。
12．（2013·北京高考真题）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是
A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护拦表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块
【答案】A
【解析】A．水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，正确；B．金属护拦表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外加电源，错误；C．汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，错误；D．镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误；故选A。
13．（2010·北京高考真题）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e-═Fe3+
【答案】B
【解析】A．用电解原理保护金属时，金属应作电解池阴极，应该与原电池负极连接，错误；B．常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内部金属不被腐蚀，正确；C．钢管、铜管和雨水能构成原电池，铁作原电池负极而容易被腐蚀，错误；D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-2e-═Fe2+，错误。答案选B。
14．（2018·上海高考真题）如图所示，具支试管内壁用水湿润后，放入铁粉、碳粉，导管插入到红墨水中。下列描述错误的是（ ）
A．具支试管底部发热
B．负极电极反应式：Fe-2e-=Fe2+
C．反应结束后，最终导管内液面下降
D．正极电极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH-
【答案】C
【解析】由题干信息分析可知，该装置中Fe和C形成原电池发生吸氧腐蚀，Fe作负极失去电子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，C作正极，O2在正极得到电子，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，据此分析解答问题。A．Fe发生吸氧腐蚀，是放热反应，因此具支试管底部会发热，正确；B．由上述分析可知，Fe作负极失去电子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正确；C．具支试管中氧气被消耗，压强减小，与外界压强形成气压差，则导管内液面会上升，错误；D．根据上述分析，C作正极，O2在正极得到电子，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，D选项正确；答案选C。
15．（2012·海南高考真题）下列叙述错误的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
【答案】C
【解析】A、生铁中含有碳，形成了原电池，铁被腐蚀速度加快，故抗腐蚀能力比纯铁弱，正确；B、用锡焊接的铁质器件，锡与铁形成原电池，铁作负极，被腐蚀，故焊接处易生锈，正确；C、在铁制品上镀铜时，镀件为阴极，铜盐为电镀液，错误；D、铁管上镶嵌锌块，锌铁形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，故铁管不易被腐蚀，正确；综上，本题选择C。
16．（2010·上海高考真题）铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中（如右图所示）。数天后，他观察到的现象是（ ）。
A．铁屑不生锈，试管内液面上升
B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变
C．铁屑生锈，试管内液面上升
D．铁屑生锈，试管内液面高度不变
【答案】C
【解析】铁在有水和氧气并存时易生锈，铁生锈消耗氧气，能使试管内的压强变小。将盛有铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中，装置中的铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，最终Fe（OH）3失水生成铁锈，反应消耗氧气，使试管内气压减小，试管内液面上升，答案选C。
17．（2019·上海高考真题）关于下列装置，叙述错误的是（ ）
A．石墨电极反应O2+4H++4e→2H2O
B．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀
C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀
D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e→H2
【答案】A
【解析】A．石墨电极为正极，溶液为中性，空气中的氧气得到电子，电极反应为O2+2H2O +4e-=4OH-，错误；B．鼓入少量空气，增加氧气的浓度，加快反应速率，正确；C．加入少量氯化钠，溶液导电能力增强，能加快铁的腐蚀，正确；D．加入氯化氢，发生析氢腐蚀，石墨电极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e→H2，正确；答案选A。
18．（2015·上海高考真题）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－＝H2↑
【答案】D
【解析】A、由于活动性：Fe＞石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B、d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，正确；C、若d为锌块，则由于金属活动性：Zn＞Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D、d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，错误。答案选D。
19．（2012·山东高考真题）下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu﹣Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn﹣MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】A、图a中应该是与溶液液面接触处最易腐蚀，因为与氧气接触面积大，A错；B、图b中，开关置于N处，形成原电池，N处中Zn腐蚀加快，B错；C、图c中接通开关，Zn做负极，发生析氢腐蚀，Zn腐蚀加快，Pt是产生气泡加快，C错；D、图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀，Zn是负极，发生氧化反应，因而主要是由Zn的氧化作用引起的，D正确。答案选D。
20．（2011·北京高考真题）结合右图判断，下列叙述正确的是
A．Ⅰ和Ⅱ种正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量溶液，均有蓝色沉淀
【答案】A
【解析】A．题给装置Ⅰ、Ⅱ都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，正确；B．Ⅰ中的负极反应式为：，而Ⅱ中负极是铁，反应式为：，错误；，Ⅰ溶液显中性，其电极反应式为：，而Ⅱ溶液显酸性，电极反应式为：，错误；，Ⅰ中没有F2+，不能与]生成蓝色的沉淀，错误。综上所述，本题正确答案为A。
21．（2017·江苏高考真题）下列说法正确的是
A．反应N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0，ΔS >0
B．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
C．常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+ )≤5.6×10-4 ml·L-1
D．常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.02×1023
【答案】BC
【解析】A．该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，△S