人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护当堂检测题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护当堂检测题，共15页。试卷主要包含了下列叙述与电化学腐蚀有关的是，自嗨锅的发热包主要成分有，某同学做了如下实验等内容，欢迎下载使用。
1．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．在空气中金属镁、铝都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
2.
如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有浓氯化铵溶液和食盐水，各加入一生铁块，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．两支试管中的铁都发生氧化反应
C．一段时间后，U形管内红墨水两边的液面变为左高右低
D．a试管中主要发生析氢腐蚀，b试管中主要发生吸氧腐蚀
3．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为 2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是( )
A．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．负极发生的反应为 Fe－2e－===Fe2＋
4．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是( )
A．为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连
B．蚀孔外每吸收2.24 L O2，可氧化0.2 ml Fe
C.由于孔蚀中Fe3＋水解导致电解质酸性增强
D．孔隙中可以发生析氢腐蚀
5．自嗨锅的发热包主要成分有：硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、盐、生石灰，使用时使发热包里面的物质与水接触即可。下列说法错误的是( )
A．硅藻土可增大反应物的接触面积
B．主要反应物为生石灰，与水反应放热
C．铁粉发生析氢腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间
D．焦炭粉的作用是做正极材料
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，下列说法不正确的是( )
A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管液面高于b管液面
C．a、b处溶液的pH增大
D．a、b两处具有相同的电极反应式：
Fe－3e－===Fe3＋
7．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
下列说法不正确的是( )
A．在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2＋4OH－＋4e－===2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
8．某同学做了如下实验：
下列说法中正确的是( )
A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转
B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极
C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等
D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀
9．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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法不正确的是( )
A．液滴中的Cl－向a区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一锌螺丝钉的铁板，在锌铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：
Zn－2e－===Zn2＋
10．验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。
下列说法不正确的是( )
A．在pH＝3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生
B．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．在pH＝14溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe－3e－＋4OH－===FeO eq \\al(－,2) ＋2H2O
11．下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是( )
A．健身器材刷油漆以防锈
B．衣架外面包上一层塑料层
C．地下钢铁管道连接镁块以防腐
D．自行车链条涂抹润滑油
12．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产顺利进行。下列对金属及其制品的防护措施中错误的是( )
A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存
B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜厚度
C．对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆
D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
13．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。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的个数为( )
①阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
②金属M的活动性比Fe的活动性弱
③钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
④钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
A．0 B．1
C．2 D．3
关键能力综合练
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是( )
A．图①马口铁(镀锡铁)即使镀层破损，依然不易生锈
B．图②若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀
C．图②若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
D．图③若金属M比铁活泼，可防止钢铁输水管腐蚀
2．相同材质的铁在图中的四种情况下腐蚀最快的是( )
3．下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极法
D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
4．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法
C．钢管上的电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．也可以外接直流电源保护钢管，直流电源正极连接金属棒X
5．下列各图所示装置不能达到实验目的的是( )
A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀
B．图乙，验证牺牲阳极法
C．图丙，在铁制品表面镀锌
D．图丁，验证铝和稀盐酸反应是放热反应
6．支撑海港码头基础的钢管桩容易被腐蚀，其防腐蚀工作原理如图所示，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．可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验钢管柱附近是否有亚铁离子生成
B．此防腐蚀的方法为外加电流法
C．高硅铸铁的作用是作为阳极损耗材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
7．关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A．图①装置可实现铁上镀铜，则a极为铜，b极为铁
B．图②装置可实现粗铜的精炼，则X极为正极
C．图①装置可用于氯碱工业，则电极总反应式为：2Cl－＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) H2↑＋Cl2↑＋2OH－
D．图③装置中钢闸门应与外接电源的正极相连以实现外加电流法
8．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．此铁管道发生的是吸氧腐蚀
B．输送暖气的管道也易发生此类腐蚀
C．在这种情况下，土壤的c(OH－)增大
D．若管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀
二、非选择题。
9．10月22号我们在“欢乐谷”参加了年级精心组织的实践活动，感受科技的魅力。小九同学在享受了“雅鲁藏布大漂流”的激情欢快之后，思考了以下化学问题：
(1)该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很容易生锈，此生锈过程主要是________腐蚀，钢铁做________极，电极反应为________________，为防止被腐蚀，增强设备的耐用性，很多钢铁部件采用在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件需连接电源的________极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行保护，该方法中，钢铁承担的电极，电极反应方程式为________________________________________________________________________。
(2)小九同学利用铁钉深入探究钢铁在不同溶液中的吸氧腐蚀，设计进行了如下实验：
下列说法不正确的是( )
A．①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率
B．②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关
C．向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快
D．向实验②溶液中加等体积的0.5 ml·L－1(NH4)2SO4，吸氧腐蚀速率一定加快
10．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了实验。
一周后观察：
(1)铁钉被腐蚀程度最大的是________(填实验序号)。
(2)实验③中主要发生的是________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)铁钉发生电化学腐蚀的负极反应式为：________。
(4)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是________________________________________________________________________。
(5)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有________(填序号)。
①健身器材刷油漆 ②自行车钢圈镀铬 ③将钢管用导线与镁条连接 ④将钢管用导线与碳棒连接
学科素养升级练
1．在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。该原理简化为如图1所示。则下列有关说法不正确的是( )
A．图1装置可看作两个串联电解装置，图2所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ
B．图1溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C．图1溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，图2Ⅱ中的铁主要发生了析氢腐蚀
D．地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
2．验证牺牲阳极法，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
3．金属腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域，危害十分严重。近几十年来，金属的腐蚀与防护已成为一门独立的综合性边缘学科。某实验小组利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理及防护的探究实验：
(1)已知，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。
小组同学认为以下两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①用电极反应式解释实验i中的现象：______________________。
②查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是__________________________________
________________________________________________________________________。
③为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响，进行下列实验，几分钟后的记录如下：
a. 以上实验表明：在Cl－存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。
b. 为探究Cl－的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl－的作用是________________________________________________________________________。
(2)实验二：乙小组同学向如图所示装置的容器a、b中分别加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，电流计指针未发生偏转。加热容器a，电流计指针向右偏转。
①分别取少量容器a、b中的溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，容器a中的溶液所在的试管中出现蓝色沉淀，容器b中的溶液所在的试管中无变化，容器b中铁片做________极。
②加热后，电流计指针发生偏转的原因可能是
________________________________________________________________________。
(3)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应式________________________________________________________________________。
4．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO eq \\al(－,3) )已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO eq \\al(－,3) 的反应原理如图1所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是________。
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO eq \\al(－,3) 的去除率和pH，结果如下：
pH＝4.5时，NO eq \\al(－,3) 的去除率低，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验发现：在初始pH＝4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2＋可以明显提高NO eq \\al(－,3) 的去除率，对Fe2＋的作用提出两种假设：
Ⅰ.Fe2＋直接还原NO eq \\al(－,3) ；
Ⅱ.Fe2＋破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是________________________________________________________________________。
②同位素示踪法证实Fe2＋能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2＋提高NO eq \\al(－,3) 去除率的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)其他条件与(2)相同，经1小时测定NO eq \\al(－,3) 的去除率和pH，结果如表：
与(2)中数据对比，解释(2)中初始pH不同时，NO eq \\al(－,3) 去除率和铁的最终物质形态不同的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三节 金属的腐蚀与防护
必备知识基础练
1．答案：A
解析：炒过菜的铁锅中有残留的盐溶液，不及时清洗会发生吸氧腐蚀，易生锈，A正确；在空气中金属镁、铝易被氧气氧化形成致密的氧化膜，具有较好的抗腐蚀性，与电化学腐蚀无关，B错误；红热的铁丝与水接触时会发生化学反应，生成了Fe3O4和氢气，使得表面形成了蓝黑色的物质，与电化学腐蚀无关，C错误；把铁片加入到氯化铜的溶液中，会发生置换反应生成金属铜，在铁表面上附着一层红色的铜，与电化学腐蚀无关，D错误。
2．答案：C
解析：生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，故A、B正确；左试管中是酸性溶液，主要发生析氢腐蚀，右试管中是中性溶液，主要发生吸氧腐蚀，所以右试管内气体氧气减小，左试管内气体压强增大，导致U形管内红墨水两边的液面变为左低右高，故C错误，D正确；故选C。
3．答案：D
解析：钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，其中铁作原电池的负极，碳作原电池的正极，在负极铁失去电子，在正极空气中的氧气得电子，结合原电池的工作原理分析可得结论。
氧气在水中的溶解度较小，而交界处氧气充足，所以钢柱在水下部分的腐蚀速率小于交界处，故A错误；正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故B错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；根据反应方程式知，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。
4．答案：D
解析：为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误；2.24 L O2没有指明是否为标准状况，不一定为0.1 ml O2，B错误；封闭环境中由于Fe2＋水解导致酸性增强，C错误；由于孔隙中有HCl存在，介质的酸性增强，可发生析氢腐蚀，D正确。
5．答案：C
解析：硅藻土作为载体，将主要成分装入且可增大反应物的接触面积，故A正确；主要反应物为生石灰，生石灰与水反应放热反应，使得整个装置放热，故B正确；该环境加水后是碱性环境，铁粉不发生析氢腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间，故C错误；整个装置放热过程中有是铁－焦炭粉－溶液形成原电池，铁为负极，焦炭粉做正极材料，故D正确。
6．答案：D
解析：a管内是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀， A正确；发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，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，一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；a处发生吸氧腐蚀，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH值变大，C正确；a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，D错误。
7．答案：C
解析：在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－e－===Fe2＋，正极上电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，正极上电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减慢，D正确。
8．答案：A
解析：Fe在氯化钠溶液中发生腐蚀，加热后铁片Ⅰ失电子的速率加快，会有电子通过电流表，电流表指针会发生偏转，A正确；Fe发生电化学腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，加KSCN溶液无现象，无法检验是否有亚铁离子生成，则不能判断正负极，B错误；形成原电池会加快反应速率，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片Ⅰ快，C错误；铁片Ⅰ、铁片Ⅱ所处的化学环境相同，分别发生化学腐蚀，不能形成原电池，电路中没有电流通过，铁片Ⅰ、Ⅱ腐蚀的速率相同，D错误。
9．答案：C
解析：a区、b区的铁板与NaCl溶液形成原电池。因为中心a区含氧量减少，b区附近含氧量较高，故b区发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；a区发生的电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，即a区是负极，b区是正极。溶液中的阳离子移向正极b区，阴离子移向负极a区。
由分析可知，Cl－向a区迁移，A正确；由分析可知，b区是正极，电极反应为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；液滴下的Fe发生氧化反应而被腐蚀，C错误；铁板上嵌Zn之后，负极为Zn，发生的电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，D正确。
10．答案：D
解析：根据实验，在酸性较强的溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀生成Fe2＋，在弱酸性、中性、弱碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成Fe2O3，在强碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成FeO eq \\al(－,2) ，据此分析判断。
pH＝3溶液显酸性，酸性溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，铁棒逐渐溶解，正极：2H＋＋2e－===H2↑，碳棒表面有气泡产生，故A正确；pH＝7溶液显中性，中性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B、C正确；pH＝14溶液显碱性，在碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D错误。
11．答案：C
解析：健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不选；地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极法，运用了电化学原理，故C选；自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选。
12．答案：A
解析：A项，铁锅洗刷后，应该烘干后表面涂一层油，置于干燥处保存，错误。B项，增加铝制品表面的氧化膜厚度，可以保护内层的铝不被氧化，正确；C项，铁制品要定期涂刷防护漆，以隔绝空气，防止生锈，正确；D项，把普通钢制成不锈钢，可以防止铁的生锈，正确。
13．答案：B
解析：图示保护金属的方法为牺牲阳极法，利用了原电池原理，此处阳极、阴极实际是原电池负极、正极，根据原电池原理，金属M的活泼性要比铁强，才能保护钢铁设施，②说法错误；此时Fe被保护，不发生反应，①说法错误；由于负极(图示阳极M)失去的电子流入正极(图示阴极)，故此时钢铁设施表面积累大量电子，从而被保护，③说法正确；由于海水中含有大量的电解质，故其导电能力比河水强，所以钢铁在海水中腐蚀速率更快，④说法错误；综上所述，只有③说法正确，故选B。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：由于Fe比Sn活泼，图①马口铁(镀锡铁)镀层破损，将因为与空气中的CO2、H2O、O2等形成电化学腐蚀，加快铁生锈，A不正确；图②若将钢闸门与电源的负极相连，则钢闸门作阴极，故可防止钢闸门腐蚀，B正确；图②若断开电源，钢闸门中将形成Fe和C两电极，在海水和O2作用下形成原电池，电解质溶液呈中性或弱酸性，故将发生吸氧腐蚀，C正确；图③若金属M比铁活泼，则M作负极，失电子，从而保护了铁，故可防止钢铁输水管腐蚀，D正确。
2．答案：A
解析：Fe、Cu和食醋构成原电池，Fe易失电子作负极、Cu作正极，加速铁的腐蚀；装置构成原电池，Al易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被保护；该装置不能构成原电池，Cu和食盐水不反应，Fe和食盐水被Cu隔开，则Fe被保护；该装置构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被保护；综上所述，A项腐蚀最快。
3．答案：D
解析：若X为锌棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流法，开关K置于B处，Fe作原电池的正极，属牺牲阳极法，均可减缓铁的腐蚀，故A、B、C项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，故D项错误。
4．答案：D
解析：钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极法，B正确；由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，C正确；用外加电流法时，被保护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误。
5．答案：C
解析：饱和食盐水呈中性，发生吸氧腐蚀，A正确；Zn做负极，铁做正极，海水做电解质，构成原电池，而铁是被保护的一极，B正确；溶液中有二价铁和二价锌，因为氧化性二价铁大于二价锌，所以在阴极铁上二价铁先得电子，故不是镀锌，C不正确；铝和盐酸反应放热导致小试管的温度升高，大试管气体膨胀烧杯内导管口会有气泡产生，D正确。
6．答案：C
解析：检验亚铁离子用K3[Fe(CN)6]，故A正确；钢管桩与电源负极相连，此防腐蚀的方法为外加电流法，故B正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，阳极材料不损耗，故C错误；通过外加电流抑制金属电化学腐蚀电流，通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，故D正确。
7．答案：D
解析：图①装置可实现铁上镀铜，即铜为阳极，铁为阴极，根据电流方向，a为阳极即为铜，b极为铁，故A正确；图②装置可实现粗铜的精炼，粗铜作阳极，因此X极为正极，故B正确；氯碱工业是阳极生成氯气，阴极生成氢气，总反应的离子方程式为：2Cl－＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) H2↑＋Cl2↑＋2OH－，故C正确；图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连以实现外加电流法，故D错误。
8．答案：C
解析：原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO eq \\al(2－,4) ＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故不是发生吸氧腐蚀，A错误；硫酸盐还原菌中的蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B错误；由图示可知正极发生的电极反应为SO eq \\al(2－,4) ＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，负极上是Fe失电子的氧化反应，反应产生OH－，使溶液中c(OH－)增大，导致土壤的pH增大，C正确；管道上刷富铜油漆，形成Cu－Fe原电池，Fe作为负极，会加快管道的腐蚀，D错误。
9．答案：(1)吸氧 负 Fe－2e－===Fe2＋ 负 O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(2)D
解析：(1)该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很容易生锈，此生锈过程主要是吸氧腐蚀，钢铁做负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，为防止被腐蚀，增强设备的耐用性，很多钢铁部件采用在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件作为镀件需连接电源的负极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行保护，该方法中，钢铁承担的电极是正极，得电子，电极反应方程式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)①与④⑤比较，均是pH为7的溶液，结合图中①④⑤曲线可知，不同的盐溶液氧气浓度下降速率均比水快，说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率，A正确；②与③阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，④与⑤阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，故可说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关，B正确；从图中曲线分析可知，⑤Na2SO4溶液吸氧腐蚀速率较慢，③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率较快，故向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，C正确；从图中曲线分析可知，②NH4Cl溶液吸氧腐蚀速率比③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率快，向实验②溶液中加等体积的0.5 ml·L－1(NH4)2SO4，阳离子浓度不变，阴离子增加了硫酸根离子，氯离子浓度减半，吸氧腐蚀速率不会加快，D错误。
10．答案：(1)④
(2)电化学腐蚀
(3)Fe－2e－===Fe2＋
(4)铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)
(5)①②③
解析：(1)①在干燥空气中难以腐蚀，②隔绝空气也难以腐蚀，③④发生电化学腐蚀，但④中电解质溶液离子浓度大，导电性强，电化学腐蚀速率快；(2)③中蒸馏水溶解氧气，能发生电化学腐蚀；(3)反应中铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2＋；(4)电化学腐蚀发生了原电池反应，从原电池的形成条件来判断：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，金属腐蚀时还要有空气；(5)本题中①②为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，③中金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极法(可理解为牺牲负极的正极保护法)，④中加快了金属的腐蚀。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：图1装置可看作两个串联电解装置，左边铁与正极相连为阳极，铁丝左边应为阴极，形成电解装置，铁丝右边为阳极，右边的铁为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，图2所示环境中，Ⅰ形成原电池，铁作负极，加快腐蚀速率，Ⅱ中形成原电池，锌作负极，铁得到保护，铁被腐蚀速率：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ，故A正确；由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，发生Fe－2e－===Fe2＋，铁丝左边应为阴极，反应式为2H＋＋2e－===H2↑，消耗氢离子导致碱性增强与阳极生成的二价铁结合成白色的氢氧化亚铁沉淀，后被氧化成灰绿色，故B正确；图1溶液中铁丝右端电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，图2Ⅱ中的铁作正极，得到保护，故C错误；地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)将金属与土壤隔开，故D正确。
2．答案：D
解析：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，A项正确；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＋，B项正确；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，C项正确；D项，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，D项错误。
3．答案：(1)①O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ②K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2＋，会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2＋的检验 ③破坏铁片表面的氧化膜
(2)正 温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快
(3)3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋
解析：(1)①实验i中连好装置，构成原电池，Fe为负极，碳棒为正极，由于电解质溶液呈中性，则正极碳棒上O2得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，c(OH－)增大，附近溶液显碱性，因此碳棒附近溶液变红；②根据资料“K3[Fe(CN)6]具有氧化性”，故实验ii中铁电极能直接和K3[Fe(CN)6]溶液发生氧化还原反应生成Fe2＋，产生的Fe2＋再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，干扰对电化学腐蚀生成的Fe2＋的检验；③小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀，稀硫酸“酸洗”的目的是除去铁表面的氧化膜，由此补充实验。结合实验iv说明，Cl－的作用是：破坏了铁表面的氧化膜；(2)①K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2＋反应生成蓝色沉淀，分别取少量容器a、b中的溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，容器a中的溶液所在的试管中出现蓝色沉淀，说明容器a中生成Fe2＋，容器b中的溶液所在的试管中无变化，说明容器b中没有Fe2＋生成，所以容器a中铁片作负极，容器b中铁片作正极；②加热后，电流计指针发生偏转的原因可能是温度升高，Fe的还原性增强，使化学反应速率加快；(3)阳极上Fe失去电子，与溶液中的H2O反应产生致密的Fe3O4保护膜，从而阻止反应的进一步发生，则阳极的电极反应式为3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋。
4．答案：(1)铁 NO eq \\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \\al(＋,4) ＋3H2O (2)FeO(OH)不导电，阻碍电子转移 (3)本实验条件下，Fe2＋不能直接还原NO eq \\al(－,3) ；在Fe和Fe2＋共同作用下能提高NO eq \\al(－,3) 的去除率 Fe2＋＋2FeO(OH)===Fe3O4＋2H＋，Fe2＋将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移 (4)初始pH低时，产生的Fe2＋充足；初始pH高时，产生的Fe2＋不足
解析：(1) ①Fe还原水体中NO eq \\al(－,3) ，则Fe作还原剂发生氧化反应，失去电子，作负极；②NO eq \\al(－,3) 在正极得电子发生还原反应产生NH eq \\al(＋,4) ，根据图2信息可知为酸性环境，则正极的电极反应式为：NO eq \\al(－,3) ＋8e－＋10H＋===NH eq \\al(＋,4) ＋3H2O；(2)①加入Fe2＋可以显著提高NO eq \\al(－,3) 的去除率，pH越高，Fe3＋越易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，阻碍电子转移，所以NO eq \\al(－,3) 的去除率低；(3)从图2的实验结果可以看出，单独加入Fe2＋时，NO eq \\al(－,3) 的去除率为0，因此得出Fe2＋不能直接还原NO eq \\al(－,3) ；而Fe和Fe2＋共同加入时，NO eq \\al(－,3) 的去除率比单独Fe高，因此可以得出结论：本实验条件下，Fe2＋不能直接还原NO eq \\al(－,3) ；在Fe和Fe2＋共同作用下能提高NO eq \\al(－,3) 的去除率；②同位素示踪法证实了Fe2＋能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，离子方程式为：Fe2＋＋2FeO(OH)===Fe3O4＋2H＋，Fe2＋将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移；(4)根据实验结果可知Fe2＋的作用是将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，而NO eq \\al(－,3) 的去除率由铁的最终物质形态确定，因此可知实验初始pH会影响Fe2＋的含量。
装置
现象
电流计指针未发生偏转
电流计指针发生偏转
①
②
③
腐蚀较快，主要产物Fe2＋
腐蚀较慢，主要产物Fe2O3
腐蚀较快，主要产物FeO eq \\al(－,2)
实验序号
①
②
③
④
实验内容
①
在Fe表面生成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
装置
分别进行的操作
现象
i.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞
碳棒附近溶液变红
ii.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
实验
胶头滴管
试管
现象
0.5 ml·L－1 K3[Fe(CN)6]溶液
iii.蒸馏水
无明显变化
iv.1.0 ml·L－1 NaCl溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.0.5 ml·L－1 Na2SO4溶液
无明显变化
初始pH
pH＝2.5
pH＝4.5
NO eq \\al(－,3) 的去除率
接近100%