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高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护练习
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这是一份高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护练习，共24页。试卷主要包含了下列电化学装置完全正确的是，电化学在生产中有广泛的应用，下列说法中，错误的是，利用如图装置模拟铁的电化学防护等内容，欢迎下载使用。
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·江苏徐州·高二期末）“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 ml 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
2．（2022·四川遂宁·高二期末）下列电化学装置完全正确的是
A．图甲粗铜精炼B．图乙铜锌原电池
C．图丙防止铁被腐蚀D．图丁铁件镀银
3．（2022·广西桂林·高二期末）电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A．氯碱工业指的是电解熔融的NaClB．电解精炼铜时，用粗铜作阴极
C．在镀件上镀银时可用纯银作阴极D．可用牺牲阳极的阴极保护法对钢铁进行防护
4．（2022·陕西咸阳·高二期末）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是
A．断电时，锌环上的电极反应为
B．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
D．通电时，该装置为外加电流的阴极保护法
5．（2023·内蒙古·包头市第四中学高二期中）下列说法中，错误的是
A．铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈
C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈
D．生铁(铁碳合金)比纯铁更易发生腐蚀
6．（2022·广东·普宁市教育局教研室高二期末）利用如图装置模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
C．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
7．（2022·河南濮阳·高二期末）电化学反应原理的实验装置如图所示。下列叙述错误的是
A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为2H+ +2e-=H2↑
8．（2022·福建泉州·高二期末）下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是
A．①比②慢B．③比④快C．⑤比⑥快D．①比③慢
9．（2022·安徽亳州·高二期末）下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是
A．用图甲装置可在铁件上镀铜
B．用图乙装置可证明活泼性：
C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施
D．用图丁装置可实现化学能向电能的转化，且C极的电极反应式是
10．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A．一般情况下，金属主要发生吸氧腐蚀
B．在轮船的船体上镶嵌锌块属于外加电流的阴极保护法
C．白铁(镀锌铁)镀层破损后不会导致铁迅速锈蚀
D．家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金（黄铜）不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．生铁比纯铁更容易生锈
12．（2023·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）下列有关生活中化学的叙述，不正确的是
A．钢铁在海水中比在河水中更易生锈
B．大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济”
C．严禁乱丢废电池，以防止重金属污染土壤和水源
D．为防止铁制品生锈，可以在铁制品表面焊接一些小铜块
13．（2022·江苏扬州·高二阶段练习）将Zn块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，下列有关说法不正确的是
A．该装置设计利用了原电池原理
B．Zn的金属性比Fe的金属性强
C．Zn极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
14．（2023·河北武强中学高二阶段练习）铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
15．（2022·四川绵阳·高二期末）常用电化学方法对支撑海港码头基础的钢管桩进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述错误的是
A．采用的电化学方法是外加电流的阴极保护法
B．通电后外电路电子被强制从负极流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为辅助阳极材料被损耗
D．通电后阳极上发生氧化反应，电子流向正极
16．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）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．pH=2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H++2e-=H2↑
B．压强增大主要是因为产生了H2
C．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e-=Fe2+
D．pH=4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
17．（2022·云南·玉溪师范学院附属中学高二期末）钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。
(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_____腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的____(填“正”或“负”)极相连。
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为____。
(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式____。
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____。
18．（2022·山西·临县第一中学高二阶段练习）金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向________；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_______。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_______。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为____________。
19．（2023·山西阳泉·高二期末）某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
(1)一周后观察，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。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是___ (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____ 。
20．（2023·河南南阳·高二期中）研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)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_______。
编号
实验目的
炭粉质量/g
铁粉质量/g
醋酸质量分数/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_________
36.0
③
______________
0.2
2.0
90.0
实验序号
①
②
③
④
实验内容
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·江苏徐州·高二期末）“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 ml 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。
【详解】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。
2．（2022·四川遂宁·高二期末）下列电化学装置完全正确的是
A．图甲粗铜精炼B．图乙铜锌原电池
C．图丙防止铁被腐蚀D．图丁铁件镀银
【答案】C
【详解】A．图甲粗铜精炼，粗铜应该作阳极，纯铜作阴极，故A错误；
B．图乙铜锌原电池，锌电极下面应该是硫酸锌溶液，铜电极下面应该是硫酸铜溶液，故B错误；
C．图丙防止铁被腐蚀，该方法是外加电流的阴极保护法，要保护的金属作电解池的阴极，故C正确；
D．图丁铁件镀银，镀件(Fe)作阴极，镀层金属(Ag)做阳极，故D错误。
综上所述，答案为C。
3．（2022·广西桂林·高二期末）电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A．氯碱工业指的是电解熔融的NaClB．电解精炼铜时，用粗铜作阴极
C．在镀件上镀银时可用纯银作阴极D．可用牺牲阳极的阴极保护法对钢铁进行防护
【答案】D
【详解】A．电解饱和NaCl溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠为重要的化工原料，可生产盐酸、次氯酸盐、氯化物等物质，则氯碱工业指的是电解饱和NaCl溶液，A项错误；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，含有Cu2+的电解质溶液作电解液，B项错误；
C．在镀件上镀银时可用纯银作阳极，镀件作阴极，C项错误；
D．原电池工作时负极发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的反应，利用原电池原理，用导线将钢铁与锌、Mg等金属连接构成原电池，锌、Mg等金属作负极，钢铁作正极被保护，这种防止金属锈蚀的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；
答案选D。
4．（2022·陕西咸阳·高二期末）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是
A．断电时，锌环上的电极反应为
B．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
D．通电时，该装置为外加电流的阴极保护法
【答案】A
【详解】A．断电时，锌环与铁帽构成原电池，Zn作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，A错误；
B．断电时，由于锌的金属活动性比铁强，所以锌作负极、铁作正极，锌仍能防止铁帽被腐蚀，B正确；
C．通电时，锌环与电源的正极相连，作电解池的阳极，失电子发生氧化反应，C正确；
D．通电时，该装置中瓷绝缘子与电源的负极相连，可阻止铁失电子，从而保护铁，为外加电流的阴极保护法，D正确；
故选A。
5．（2023·内蒙古·包头市第四中学高二期中）下列说法中，错误的是
A．铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈
C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈
D．生铁(铁碳合金)比纯铁更易发生腐蚀
【答案】C
【详解】A．铜锡合金在湿润环境中构成原电池，原电池反应使锡腐蚀速率加快，比在干燥环境中更易生锈，故A正确；
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁和锡在潮湿条件下构成原电池，铁做原电池的负极易生锈，故B正确；
C．钢柱在水中发生吸氧腐蚀，水的交界处的氧气浓度大于水下氧气浓度，更易发生吸氧腐蚀，更易生锈，故C错误；
D．生铁在潮湿条件下构成原电池，原电池反应使锡腐蚀速率加快，所以比纯铁更易发生腐蚀被损耗，故D正确；
故选C。
6．（2022·广东·普宁市教育局教研室高二期末）利用如图装置模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
C．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
【答案】C
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处，构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，A项错误；
B．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，为外加电源的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，B项错误；
C．若X为锌，开关K置于M处，构成原电池，锌作负极，铁作正极，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；
D．若X为锌，开关K置于N处，构成电解池，锌作阳极，铁作阴极，可以减缓铁的腐蚀，D项错误；
故选C。
7．（2022·河南濮阳·高二期末）电化学反应原理的实验装置如图所示。下列叙述错误的是
A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为2H+ +2e-=H2↑
【答案】D
【分析】开关K置于M处，构成电解池，铁为阴极，被保护，属于为牺牲阳极的阴极保护法，开关K置于N处时，构成原电池，取决于X极的材料，若X极比铁活泼，则X极为负极，被氧化，失去电子，铁为正极，被保护，反之，铁为负极，被氧化，腐蚀，据此分析解答即可。
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，故A正确；
B．若X为锌棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，开关K置于N处，形成原电池，锌为负极，被氧化，铁为正极，被保护，故B正确；
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，锌为负极，被氧化，属于为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D错误；
答案选D。
8．（2022·福建泉州·高二期末）下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是
A．①比②慢B．③比④快C．⑤比⑥快D．①比③慢
【答案】C
【详解】A．②中是干燥、相对无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比②快，A错误；
B．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则③比④慢，B错误；
C．⑤中铁与铜丝构成原电池、铁为负极被氧化而腐蚀，⑥中铁与锌构成原电池、锌为负极被氧化而腐蚀、铁为正极被保护，则⑤比⑥快，C正确；
D．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比③快，D错误；
答案选C。
9．（2022·安徽亳州·高二期末）下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是
A．用图甲装置可在铁件上镀铜
B．用图乙装置可证明活泼性：
C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施
D．用图丁装置可实现化学能向电能的转化，且C极的电极反应式是
【答案】D
【详解】A．在铁件上镀铜，铁件作阴极、铜棒作阳极，故A错误；
B．铝在浓硝酸中钝化，图乙装置，Cu是负极、Al是正极，不能证明活泼性：，故B错误；
C．铁的活泼型大于铜，铜、铁构成原电池，铁为负极，图丙装置不能牺牲Cu电极保护钢铁，故C错误；
D．铜和Fe3+反应生成Cu2+、Fe2+，图丁装置构成原电池，可实现化学能向电能的转化， Cu是负极、C极是正极，正极的电极反应式是，故D正确；
选D。
10．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A．一般情况下，金属主要发生吸氧腐蚀
B．在轮船的船体上镶嵌锌块属于外加电流的阴极保护法
C．白铁(镀锌铁)镀层破损后不会导致铁迅速锈蚀
D．家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍
【答案】B
【详解】A．一般情况下，金属通常是合金容易发生电化学腐蚀，在碱性电解质或中性介质或弱酸性介质中均发生吸氧腐蚀，只有在强酸性介质中才发生析氢腐蚀，故吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，故A正确；
B．金属铁和锌形成的原电池中，锌是负极，铁是正极，铁被保护，所以为保护轮船的外壳，常在外壳上镶入锌块，属于牺牲阳极的阴极保护法，故B不正确；
C． 白铁(镀锌铁)镀层破损后，由于锌比铁更活泼，被腐蚀时首先是锌层被氧化不会导致铁迅速锈蚀，故C正确；
D． 家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍，则缺少电解质溶液难以构成原电池、难以发生电化学腐蚀，故D正确；答案选B。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金（黄铜）不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．生铁比纯铁更容易生锈
【答案】B
【详解】A．铜锌合金中，金属锌为负极，金属铜为正极，Cu被保护，不易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，A错误；
B．银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中氧气发生反应生成氧化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B正确；
C．铁制品附有银制配件时，在接触处形成原电池，其中铁为负极，易生锈，和电化学腐蚀有关，C错误；
D．铁、碳和电解质溶液构成原电池，Fe作负极失电子加速腐蚀，纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀，所以生铁比纯铁更容易生锈，与电化学腐蚀有关，D错误；
故答案选B。
12．（2023·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）下列有关生活中化学的叙述，不正确的是
A．钢铁在海水中比在河水中更易生锈
B．大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济”
C．严禁乱丢废电池，以防止重金属污染土壤和水源
D．为防止铁制品生锈，可以在铁制品表面焊接一些小铜块
【答案】D
【详解】A．铁在海水中易腐蚀的原因是由于海水中含有大量的电解质，铁、杂质碳及海水中的电解质能够形成无数微小的原电池造成的，A正确；
B．大力开发和应用氢能源能够减少化石能源的使用，减少CO2气体的产生与排放，因而有利于实现“低碳经济”，B正确；
C．废电池中含有许多重金属，乱丢弃废旧电池，会造成重金属污染土壤和水源，C正确；
D．在铁制品表面焊接一些小铜块，铁、铜及周围的水膜构成原电池时，铁为负极，失去电子发生氧化反应，导致铁制品生锈腐蚀加快，应该在铁制品表面焊接一些小锌块，D错误；
故合理选项是D。
13．（2022·江苏扬州·高二阶段练习）将Zn块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，下列有关说法不正确的是
A．该装置设计利用了原电池原理
B．Zn的金属性比Fe的金属性强
C．Zn极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
【答案】D
【详解】A．锌和铁相连浸泡在海水里构成了原电池，锌做负极，失去电子被氧化，钢铁设施做正极被保护，该装置设计利用了原电池原理，故Ａ正确；
B．在该原电池中锌失去电子做负极，所以锌的金属性比铁强，故Ｂ正确；
C．锌做负极，失去电子被氧化，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故Ｃ正确；
D．原电池中电子由负极流向正极，锌为负极，钢铁设施为正极，工作时电子经外电路由金属锌流向钢铁设施，故Ｄ错误；
故选Ｄ。
14．（2023·河北武强中学高二阶段练习）铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
【答案】C
【分析】铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，形成原电池，铁为负极，失电子被氧化。
【详解】A．由图可知，Fe失电子，化合价升高，被氧化，选项A正确；
B．腐蚀过程中，铁钉作负极，铜板作正极，正极上发生还原反应，电极反应式为，选项B正确；
C．铁锈的主要成分是，选项C错误；
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可隔绝空气和水，减缓腐蚀，选项D正确；
答案选C。
15．（2022·四川绵阳·高二期末）常用电化学方法对支撑海港码头基础的钢管桩进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述错误的是
A．采用的电化学方法是外加电流的阴极保护法
B．通电后外电路电子被强制从负极流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为辅助阳极材料被损耗
D．通电后阳极上发生氧化反应，电子流向正极
【答案】C
【详解】A．此防护为外加电流的防护，将被保护金属与电源的负极相连，作电解池的阴极，所以该电化学方法是外加电流的阴极保护法，A正确；
B．通电后，外电路电子被强制从负极流向钢管桩、从阳极材料流向电源正极，B正确；
C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以其作用是提供海水中的阴离子在其表面失电子的场所，本身不失电子，不被损耗，C错误；
D．通电后，在阳极上阴离子失电子，发生氧化反应，电子由阳极材料流向电源正极，D正确；
故选C。
16．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）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．pH=2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H++2e-=H2↑
B．压强增大主要是因为产生了H2
C．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e-=Fe2+
D．pH=4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
【答案】A
【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。
【详解】A．由图可知，pH=2.0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增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生；因此既发生析氢腐蚀，又发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为：2H++2e-=H2↑和O2+4H++4e-=2H2O，A错误；
B．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，B正确；
C．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+，C正确；
D．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，D正确；
故合理选项是A。
17．（2022·云南·玉溪师范学院附属中学高二期末）钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。
(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_____腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的____(填“正”或“负”)极相连。
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为____。
(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式____。
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____。
【答案】(1) 吸氧腐蚀 负
(2)ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-
(3)+8e-+4H2O=S2-+8OH-
(4) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；原电池中的正极和电解池中的阴极得到电子，被保护，所以为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的负极相连；故答案为：吸氧腐蚀；负；
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液构成原电池，铁作负极，碳作正极，正极上次氯酸根离子得电子生成氯离子和氢氧根离子，电极反应式为：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-，故答案为：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-；
(3)将土壤中的还原为S2-，可知得到电子，该电化学腐蚀的正极反应式为+8e-+4H2O=S2-+8OH-；
(4)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此进K应置于N处；若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。
18．（2022·山西·临县第一中学高二阶段练习）金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向________；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_______。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_______。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为____________。
【答案】(1) 2.0 炭粉含量的影响
(2) 吸氧 还原
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4) c
【解析】(1)探究弱酸条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图所示。②探究醋酸浓度的影响，故铁粉质量不变，为2.0g；③炭粉质量变化，可知探究炭粉含量的影响；
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为；
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大，故U形管左端红墨水柱下降。
(4)①根据图知，O2得电子生成OH-，Cu失电子生成Cu2+，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极。
②Cl-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，负极上生成Cu2+、正极上生成OH-，所以该离子反应为。
19．（2023·山西阳泉·高二期末）某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
(1)一周后观察，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。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是___ (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____ 。
【答案】 ④ 电化学腐蚀 Fe – 2e- = Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) F B
【详解】(1)①中没有水蒸气；②中几乎没有氧气；③中铁钉一半浸泡在蒸馏水中，接触空气，可以发生铁的吸氧腐蚀；④中铁钉一半浸泡在食盐水中，食盐水提供了大量的自由移动的离子，加速了铁的腐蚀，所以腐蚀程度最大的是④。
(2)实验③中铁钉的成分铁和碳构成了原电池的两极，溶在蒸馏水中的CO2生成的碳酸溶液提供了电解质溶液，从而构成了原电池，铁钉发生了电化学腐蚀。
(3)铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失去电子被氧化，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
(4)上述实验中，没有水蒸气的①和没有氧气的②中的铁钉几乎没有什么变化，而接触空气和水的③和④中的铁钉生锈了，有电解质溶液的④中铁钉锈蚀得更严重，所以铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)。
(5)手术刀是用不锈钢制作的，故选F；钢铁桥梁常采用的防腐方法是覆盖油漆，故选B。
20．（2023·河南南阳·高二期中）研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)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_______。
【答案】(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3)O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 吸氧 容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀
(5)3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【解析】(1)
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故D正确；
故答案为：ACD；
(2)
液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，2min时间内：1min～3、3～5、5～7、7～9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.6cm、0.5cm，则铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱，故答案为：减慢；氧气的浓度；
(3)
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a点附近溶液出现红色，说明a点电极上有OH-生成，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
(4)
由图可知，0～t1时间内锥形瓶内压强增大，则0～t1时间内发生析氢腐蚀生成氢气，随着反应进行，容器内气体的压强降低，则酸不断消耗，溶液的酸性减弱，容器内发生了吸氧腐蚀，消耗氧气使容器内气体的压强降低，故答案为：吸氧；容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀；
(5)
Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe钝化形成致密Fe3O4，阳极反应式为3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+，故答案为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。
编号
实验目的
炭粉质量/g
铁粉质量/g
醋酸质量分数/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_________
36.0
③
______________
0.2
2.0
90.0
实验序号
①
②
③
④
实验内容
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·江苏徐州·高二期末）“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 ml 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
2．（2022·四川遂宁·高二期末）下列电化学装置完全正确的是
A．图甲粗铜精炼B．图乙铜锌原电池
C．图丙防止铁被腐蚀D．图丁铁件镀银
3．（2022·广西桂林·高二期末）电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A．氯碱工业指的是电解熔融的NaClB．电解精炼铜时，用粗铜作阴极
C．在镀件上镀银时可用纯银作阴极D．可用牺牲阳极的阴极保护法对钢铁进行防护
4．（2022·陕西咸阳·高二期末）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是
A．断电时，锌环上的电极反应为
B．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
D．通电时，该装置为外加电流的阴极保护法
5．（2023·内蒙古·包头市第四中学高二期中）下列说法中，错误的是
A．铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈
C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈
D．生铁(铁碳合金)比纯铁更易发生腐蚀
6．（2022·广东·普宁市教育局教研室高二期末）利用如图装置模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
C．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
7．（2022·河南濮阳·高二期末）电化学反应原理的实验装置如图所示。下列叙述错误的是
A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为2H+ +2e-=H2↑
8．（2022·福建泉州·高二期末）下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是
A．①比②慢B．③比④快C．⑤比⑥快D．①比③慢
9．（2022·安徽亳州·高二期末）下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是
A．用图甲装置可在铁件上镀铜
B．用图乙装置可证明活泼性：
C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施
D．用图丁装置可实现化学能向电能的转化，且C极的电极反应式是
10．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A．一般情况下，金属主要发生吸氧腐蚀
B．在轮船的船体上镶嵌锌块属于外加电流的阴极保护法
C．白铁(镀锌铁)镀层破损后不会导致铁迅速锈蚀
D．家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金（黄铜）不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．生铁比纯铁更容易生锈
12．（2023·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）下列有关生活中化学的叙述，不正确的是
A．钢铁在海水中比在河水中更易生锈
B．大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济”
C．严禁乱丢废电池，以防止重金属污染土壤和水源
D．为防止铁制品生锈，可以在铁制品表面焊接一些小铜块
13．（2022·江苏扬州·高二阶段练习）将Zn块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，下列有关说法不正确的是
A．该装置设计利用了原电池原理
B．Zn的金属性比Fe的金属性强
C．Zn极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
14．（2023·河北武强中学高二阶段练习）铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
15．（2022·四川绵阳·高二期末）常用电化学方法对支撑海港码头基础的钢管桩进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述错误的是
A．采用的电化学方法是外加电流的阴极保护法
B．通电后外电路电子被强制从负极流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为辅助阳极材料被损耗
D．通电后阳极上发生氧化反应，电子流向正极
16．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）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．pH=2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H++2e-=H2↑
B．压强增大主要是因为产生了H2
C．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e-=Fe2+
D．pH=4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
17．（2022·云南·玉溪师范学院附属中学高二期末）钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。
(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_____腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的____(填“正”或“负”)极相连。
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为____。
(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式____。
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____。
18．（2022·山西·临县第一中学高二阶段练习）金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向________；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_______。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_______。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为____________。
19．（2023·山西阳泉·高二期末）某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
(1)一周后观察，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。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是___ (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____ 。
20．（2023·河南南阳·高二期中）研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)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_______。
编号
实验目的
炭粉质量/g
铁粉质量/g
醋酸质量分数/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_________
36.0
③
______________
0.2
2.0
90.0
实验序号
①
②
③
④
实验内容
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·江苏徐州·高二期末）“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 ml 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。
【详解】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。
2．（2022·四川遂宁·高二期末）下列电化学装置完全正确的是
A．图甲粗铜精炼B．图乙铜锌原电池
C．图丙防止铁被腐蚀D．图丁铁件镀银
【答案】C
【详解】A．图甲粗铜精炼，粗铜应该作阳极，纯铜作阴极，故A错误；
B．图乙铜锌原电池，锌电极下面应该是硫酸锌溶液，铜电极下面应该是硫酸铜溶液，故B错误；
C．图丙防止铁被腐蚀，该方法是外加电流的阴极保护法，要保护的金属作电解池的阴极，故C正确；
D．图丁铁件镀银，镀件(Fe)作阴极，镀层金属(Ag)做阳极，故D错误。
综上所述，答案为C。
3．（2022·广西桂林·高二期末）电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A．氯碱工业指的是电解熔融的NaClB．电解精炼铜时，用粗铜作阴极
C．在镀件上镀银时可用纯银作阴极D．可用牺牲阳极的阴极保护法对钢铁进行防护
【答案】D
【详解】A．电解饱和NaCl溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠为重要的化工原料，可生产盐酸、次氯酸盐、氯化物等物质，则氯碱工业指的是电解饱和NaCl溶液，A项错误；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，含有Cu2+的电解质溶液作电解液，B项错误；
C．在镀件上镀银时可用纯银作阳极，镀件作阴极，C项错误；
D．原电池工作时负极发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的反应，利用原电池原理，用导线将钢铁与锌、Mg等金属连接构成原电池，锌、Mg等金属作负极，钢铁作正极被保护，这种防止金属锈蚀的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；
答案选D。
4．（2022·陕西咸阳·高二期末）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是
A．断电时，锌环上的电极反应为
B．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
D．通电时，该装置为外加电流的阴极保护法
【答案】A
【详解】A．断电时，锌环与铁帽构成原电池，Zn作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，A错误；
B．断电时，由于锌的金属活动性比铁强，所以锌作负极、铁作正极，锌仍能防止铁帽被腐蚀，B正确；
C．通电时，锌环与电源的正极相连，作电解池的阳极，失电子发生氧化反应，C正确；
D．通电时，该装置中瓷绝缘子与电源的负极相连，可阻止铁失电子，从而保护铁，为外加电流的阴极保护法，D正确；
故选A。
5．（2023·内蒙古·包头市第四中学高二期中）下列说法中，错误的是
A．铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈
C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈
D．生铁(铁碳合金)比纯铁更易发生腐蚀
【答案】C
【详解】A．铜锡合金在湿润环境中构成原电池，原电池反应使锡腐蚀速率加快，比在干燥环境中更易生锈，故A正确；
B．用锡焊接铁质器件，焊接处铁和锡在潮湿条件下构成原电池，铁做原电池的负极易生锈，故B正确；
C．钢柱在水中发生吸氧腐蚀，水的交界处的氧气浓度大于水下氧气浓度，更易发生吸氧腐蚀，更易生锈，故C错误；
D．生铁在潮湿条件下构成原电池，原电池反应使锡腐蚀速率加快，所以比纯铁更易发生腐蚀被损耗，故D正确；
故选C。
6．（2022·广东·普宁市教育局教研室高二期末）利用如图装置模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
C．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
【答案】C
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处，构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，A项错误；
B．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，为外加电源的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，B项错误；
C．若X为锌，开关K置于M处，构成原电池，锌作负极，铁作正极，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；
D．若X为锌，开关K置于N处，构成电解池，锌作阳极，铁作阴极，可以减缓铁的腐蚀，D项错误；
故选C。
7．（2022·河南濮阳·高二期末）电化学反应原理的实验装置如图所示。下列叙述错误的是
A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为2H+ +2e-=H2↑
【答案】D
【分析】开关K置于M处，构成电解池，铁为阴极，被保护，属于为牺牲阳极的阴极保护法，开关K置于N处时，构成原电池，取决于X极的材料，若X极比铁活泼，则X极为负极，被氧化，失去电子，铁为正极，被保护，反之，铁为负极，被氧化，腐蚀，据此分析解答即可。
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，故A正确；
B．若X为锌棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，开关K置于N处，形成原电池，锌为负极，被氧化，铁为正极，被保护，故B正确；
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，锌为负极，被氧化，属于为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D错误；
答案选D。
8．（2022·福建泉州·高二期末）下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是
A．①比②慢B．③比④快C．⑤比⑥快D．①比③慢
【答案】C
【详解】A．②中是干燥、相对无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比②快，A错误；
B．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则③比④慢，B错误；
C．⑤中铁与铜丝构成原电池、铁为负极被氧化而腐蚀，⑥中铁与锌构成原电池、锌为负极被氧化而腐蚀、铁为正极被保护，则⑤比⑥快，C正确；
D．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比③快，D错误；
答案选C。
9．（2022·安徽亳州·高二期末）下列四个装置中都用到了金属铜，下列有关说法正确的是
A．用图甲装置可在铁件上镀铜
B．用图乙装置可证明活泼性：
C．用图丙装置可实现牺牲Cu电极保护钢铁设施
D．用图丁装置可实现化学能向电能的转化，且C极的电极反应式是
【答案】D
【详解】A．在铁件上镀铜，铁件作阴极、铜棒作阳极，故A错误；
B．铝在浓硝酸中钝化，图乙装置，Cu是负极、Al是正极，不能证明活泼性：，故B错误；
C．铁的活泼型大于铜，铜、铁构成原电池，铁为负极，图丙装置不能牺牲Cu电极保护钢铁，故C错误；
D．铜和Fe3+反应生成Cu2+、Fe2+，图丁装置构成原电池，可实现化学能向电能的转化， Cu是负极、C极是正极，正极的电极反应式是，故D正确；
选D。
10．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A．一般情况下，金属主要发生吸氧腐蚀
B．在轮船的船体上镶嵌锌块属于外加电流的阴极保护法
C．白铁(镀锌铁)镀层破损后不会导致铁迅速锈蚀
D．家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍
【答案】B
【详解】A．一般情况下，金属通常是合金容易发生电化学腐蚀，在碱性电解质或中性介质或弱酸性介质中均发生吸氧腐蚀，只有在强酸性介质中才发生析氢腐蚀，故吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，故A正确；
B．金属铁和锌形成的原电池中，锌是负极，铁是正极，铁被保护，所以为保护轮船的外壳，常在外壳上镶入锌块，属于牺牲阳极的阴极保护法，故B不正确；
C． 白铁(镀锌铁)镀层破损后，由于锌比铁更活泼，被腐蚀时首先是锌层被氧化不会导致铁迅速锈蚀，故C正确；
D． 家用菜刀切完咸菜后应冲洗干净并擦干水渍，则缺少电解质溶液难以构成原电池、难以发生电化学腐蚀，故D正确；答案选B。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜锌合金（黄铜）不易被腐蚀
B．银质物品久置表面变黑
C．附有银制配件的铁制品其接触处易生锈
D．生铁比纯铁更容易生锈
【答案】B
【详解】A．铜锌合金中，金属锌为负极，金属铜为正极，Cu被保护，不易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，A错误；
B．银质物品长期放置表面变黑是因为金属银和空气中氧气发生反应生成氧化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B正确；
C．铁制品附有银制配件时，在接触处形成原电池，其中铁为负极，易生锈，和电化学腐蚀有关，C错误；
D．铁、碳和电解质溶液构成原电池，Fe作负极失电子加速腐蚀，纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀，所以生铁比纯铁更容易生锈，与电化学腐蚀有关，D错误；
故答案选B。
12．（2023·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）下列有关生活中化学的叙述，不正确的是
A．钢铁在海水中比在河水中更易生锈
B．大力开发和应用氢能源有利于实现“低碳经济”
C．严禁乱丢废电池，以防止重金属污染土壤和水源
D．为防止铁制品生锈，可以在铁制品表面焊接一些小铜块
【答案】D
【详解】A．铁在海水中易腐蚀的原因是由于海水中含有大量的电解质，铁、杂质碳及海水中的电解质能够形成无数微小的原电池造成的，A正确；
B．大力开发和应用氢能源能够减少化石能源的使用，减少CO2气体的产生与排放，因而有利于实现“低碳经济”，B正确；
C．废电池中含有许多重金属，乱丢弃废旧电池，会造成重金属污染土壤和水源，C正确；
D．在铁制品表面焊接一些小铜块，铁、铜及周围的水膜构成原电池时，铁为负极，失去电子发生氧化反应，导致铁制品生锈腐蚀加快，应该在铁制品表面焊接一些小锌块，D错误；
故合理选项是D。
13．（2022·江苏扬州·高二阶段练习）将Zn块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，下列有关说法不正确的是
A．该装置设计利用了原电池原理
B．Zn的金属性比Fe的金属性强
C．Zn极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
【答案】D
【详解】A．锌和铁相连浸泡在海水里构成了原电池，锌做负极，失去电子被氧化，钢铁设施做正极被保护，该装置设计利用了原电池原理，故Ａ正确；
B．在该原电池中锌失去电子做负极，所以锌的金属性比铁强，故Ｂ正确；
C．锌做负极，失去电子被氧化，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故Ｃ正确；
D．原电池中电子由负极流向正极，锌为负极，钢铁设施为正极，工作时电子经外电路由金属锌流向钢铁设施，故Ｄ错误；
故选Ｄ。
14．（2023·河北武强中学高二阶段练习）铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
【答案】C
【分析】铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，形成原电池，铁为负极，失电子被氧化。
【详解】A．由图可知，Fe失电子，化合价升高，被氧化，选项A正确；
B．腐蚀过程中，铁钉作负极，铜板作正极，正极上发生还原反应，电极反应式为，选项B正确；
C．铁锈的主要成分是，选项C错误；
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可隔绝空气和水，减缓腐蚀，选项D正确；
答案选C。
15．（2022·四川绵阳·高二期末）常用电化学方法对支撑海港码头基础的钢管桩进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述错误的是
A．采用的电化学方法是外加电流的阴极保护法
B．通电后外电路电子被强制从负极流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为辅助阳极材料被损耗
D．通电后阳极上发生氧化反应，电子流向正极
【答案】C
【详解】A．此防护为外加电流的防护，将被保护金属与电源的负极相连，作电解池的阴极，所以该电化学方法是外加电流的阴极保护法，A正确；
B．通电后，外电路电子被强制从负极流向钢管桩、从阳极材料流向电源正极，B正确；
C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以其作用是提供海水中的阴离子在其表面失电子的场所，本身不失电子，不被损耗，C错误；
D．通电后，在阳极上阴离子失电子，发生氧化反应，电子由阳极材料流向电源正极，D正确；
故选C。
16．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）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．pH=2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H++2e-=H2↑
B．压强增大主要是因为产生了H2
C．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e-=Fe2+
D．pH=4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
【答案】A
【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。
【详解】A．由图可知，pH=2.0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增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生；因此既发生析氢腐蚀，又发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为：2H++2e-=H2↑和O2+4H++4e-=2H2O，A错误；
B．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，B正确；
C．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+，C正确；
D．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，D正确；
故合理选项是A。
17．（2022·云南·玉溪师范学院附属中学高二期末）钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。
(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_____腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的____(填“正”或“负”)极相连。
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为____。
(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应式____。
(4)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____。
【答案】(1) 吸氧腐蚀 负
(2)ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-
(3)+8e-+4H2O=S2-+8OH-
(4) N 牺牲阳极的阴极保护法
【解析】(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；原电池中的正极和电解池中的阴极得到电子，被保护，所以为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的负极相连；故答案为：吸氧腐蚀；负；
(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液构成原电池，铁作负极，碳作正极，正极上次氯酸根离子得电子生成氯离子和氢氧根离子，电极反应式为：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-，故答案为：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-；
(3)将土壤中的还原为S2-，可知得到电子，该电化学腐蚀的正极反应式为+8e-+4H2O=S2-+8OH-；
(4)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此进K应置于N处；若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。
18．（2022·山西·临县第一中学高二阶段练习）金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________________(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向________；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_______。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_______。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是______(填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为____________。
【答案】(1) 2.0 炭粉含量的影响
(2) 吸氧 还原
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4) c
【解析】(1)探究弱酸条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图所示。②探究醋酸浓度的影响，故铁粉质量不变，为2.0g；③炭粉质量变化，可知探究炭粉含量的影响；
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为；
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大，故U形管左端红墨水柱下降。
(4)①根据图知，O2得电子生成OH-，Cu失电子生成Cu2+，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极。
②Cl-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，负极上生成Cu2+、正极上生成OH-，所以该离子反应为。
19．（2023·山西阳泉·高二期末）某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
(1)一周后观察，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。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是___ (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____ 。
【答案】 ④ 电化学腐蚀 Fe – 2e- = Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) F B
【详解】(1)①中没有水蒸气；②中几乎没有氧气；③中铁钉一半浸泡在蒸馏水中，接触空气，可以发生铁的吸氧腐蚀；④中铁钉一半浸泡在食盐水中，食盐水提供了大量的自由移动的离子，加速了铁的腐蚀，所以腐蚀程度最大的是④。
(2)实验③中铁钉的成分铁和碳构成了原电池的两极，溶在蒸馏水中的CO2生成的碳酸溶液提供了电解质溶液，从而构成了原电池，铁钉发生了电化学腐蚀。
(3)铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失去电子被氧化，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
(4)上述实验中，没有水蒸气的①和没有氧气的②中的铁钉几乎没有什么变化，而接触空气和水的③和④中的铁钉生锈了，有电解质溶液的④中铁钉锈蚀得更严重，所以铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)。
(5)手术刀是用不锈钢制作的，故选F；钢铁桥梁常采用的防腐方法是覆盖油漆，故选B。
20．（2023·河南南阳·高二期中）研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)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_______。
【答案】(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3)O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 吸氧 容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀
(5)3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【解析】(1)
A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故D正确；
故答案为：ACD；
(2)
液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，2min时间内：1min～3、3～5、5～7、7～9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.6cm、0.5cm，则铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱，故答案为：减慢；氧气的浓度；
(3)
向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a点附近溶液出现红色，说明a点电极上有OH-生成，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
(4)
由图可知，0～t1时间内锥形瓶内压强增大，则0～t1时间内发生析氢腐蚀生成氢气，随着反应进行，容器内气体的压强降低，则酸不断消耗，溶液的酸性减弱，容器内发生了吸氧腐蚀，消耗氧气使容器内气体的压强降低，故答案为：吸氧；容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀；
(5)
Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe钝化形成致密Fe3O4，阳极反应式为3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+，故答案为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。
编号
实验目的
炭粉质量/g
铁粉质量/g
醋酸质量分数/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_________
36.0
③
______________
0.2
2.0
90.0
实验序号
①
②
③
④
实验内容
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
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