高中化学沪科技版（2020）选择性必修1金属的电化学防护优秀随堂练习题

这是一份高中化学沪科技版（2020）选择性必修1金属的电化学防护优秀随堂练习题，文件包含44金属的电化学腐蚀与防护分层练习原卷版docx、44金属的电化学腐蚀与防护分层练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。

课后分层练
1．下列防护措施中属于电化学保护法的是( )
A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B．在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭
D．在金属表面喷漆
[答案] C
[解析] 在轮船的船壳水线以下部分装上锌锭，能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。
2．我国国产航母顺利完成下水，有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀，因此船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是( )
A．海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极的阴极保护法防止金属腐蚀
C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀
D．外加电流，使需要保护的金属作阴极，可以起到保护金属的作用
[答案] A
[解析] 海上舰艇的腐蚀主要为电化学腐蚀，故A错误；在船舶外壳装上锌块，锌为负极，负极金属易被腐蚀，正极金属被保护，该保护金属的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀，故C正确；电解池中阳极金属易被腐蚀，使被保护的金属作阴极的保护金属的方法称为外加电流的阴极保护法，故D正确。
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。
4．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是( )
A．金属棒X的材料可能为铜
B．金属棒X的材料可能为钠
C．钢管附近土壤的pH可能会下降
D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
[答案] D
[解析] 图中没有外加电源，故为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；X的活泼性应强于铁的活泼性，但金属钠的活泼性太强，能与土壤中的H2O直接反应，故X的材料不可能是铜和钠，A、B项错误；O2在钢管处得电子，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故钢管附近土壤的pH可能会上升，C项错误。
5．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.②中铁没有被腐蚀，而③铁腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，故A正确；B.①②相比较，可知铁棒表面被氧化，但溶液中没有亚铁离子，可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化，故B正确；C.如铁不纯，也可形成原电池反应而被氧化，加入K3[Fe(CN)6]可在铁的表面生成蓝色沉淀，则验证Zn保护Fe时不能用①的方法，应用②的方法，故C正确；D.实验①可说明铁被氧化，说明方法存在缺陷，不能比较金属的活泼性，则换成铜，也不能证明金属的活泼性，故D错误。
6.如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是（ ）
A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B.正极为C，发生的反应为氧化反应
C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D.正极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
[答案] D
[解析] 钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极，从图中可以看出，空气中的O2参加反应，所以发生的是吸氧腐蚀，A项错误；碳作正极，发生的反应为还原反应，B项错误；在酸性条件下，原电池的正极上H＋得电子发生还原反应，析出H2，即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀，C项错误；发生吸氧腐蚀时，O2在正极发生得到电子的还原反应：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，D项正确。
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pH＞14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O
B.在pH＜4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
C.在pH＞6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
D.在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓
[答案] A
[解析] A项，pH＞14的溶液为碱性，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，符合题意；B项，pH＜4的溶液为酸性溶液，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－ H2↑，不符合题意；C项，pH＞6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，不符合题意；D项，在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后，腐蚀速率会减慢，不符合题意。
8.为探究金属的腐蚀情况，某同学将锌片和铜片置于浸有饱和食盐水和酚酞的滤纸上，并构成如图所示的装置。下列判断合理的是（ ）
A.左边铜片上有气体产生
B.右边锌片上的反应为2Cl－－2e－ Cl2↑
C.最先观察到红色的区域是②
D.两铜片质量均不发生变化
[答案] D
[解析] 题图中左边是原电池，锌作负极，Zn－2e－ Zn2＋，铜作正极，O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，A项错误；右边是电解池，锌作阳极，Zn－2e－ Zn2＋，铜作阴极，2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，B项错误；电解池有外加电流的作用，反应更快，故最先观察到红色的区域是④，C项错误；综合上述分析可知，两铜片的质量均不变，D项正确。
9.为探究金属腐蚀的条件和速率，某化学兴趣活动小组的同学用金属丝将三根大小相同的铁钉（无杂质）分别固定在如图所示的三个装置中，再放置玻璃钟罩里保存相同的时间，下列对实验结束时的现象描述不正确的是（ ）
A.实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面比装置Ⅱ左侧的低
C.实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
[答案] B
[解析] 装置Ⅰ中的铁钉发生化学腐蚀，产生H2使左侧液面下降，A项正确；装置Ⅱ与装置Ⅰ不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，Fe和Cu构成原电池，Fe作负极，会加快铁钉的腐蚀而产生更多的H2，使左侧液面下降更多，B项错误，C项正确；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性、无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的环境中，因而经过相同的时间铁钉几乎没有被腐蚀，D项正确。
10.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.发生化学腐蚀时的正极反应式为2H＋＋e－ H2↑
C.在化学腐蚀过程中没有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时的负极反应式为Fe－2e－ Fe2＋
[答案] C
[解析] 由酸雨的pH平均为3.2可知，铁制品在酸性条件下既发生化学腐蚀也发生电化学腐蚀，以电化学腐蚀为主，主要发生析氢腐蚀，腐蚀过程中，铁作原电池的负极，电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋，铁制品中的碳作正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋e－ H2↑。
11.钢铁在腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（ ）
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③产生H2 ④Fe（OH）3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质C被氧化除去
A.①② B.①②③④
C.③④ D.①②④⑤
[答案] B
[解析] 钢铁腐蚀的过程是金属铁发生了电化学腐蚀，铁为负极，发生失去电子的氧化反应：Fe－2e－ Fe2＋，正极上是氧气得到电子发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－ 4OH－，O2被还原，或是在酸性环境下，氢离子得到电子的过程，会产生氢气，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3，Fe由＋2价转化为＋3价，最后 Fe（OH）3 失水形成Fe2O3·xH2O，即为铁锈的成分；杂质碳不参加反应。
12.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＋
[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，发生析氢腐蚀时，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，氧气得到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。
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是（ ）
A.钢铁设施表面的电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋
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] 图中钢铁设施作原电池的正极，正极金属被保护不失去电子，A项错误；金属M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，B项错误；金属M失去电子，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，自身金属不再失去电子从而被保护，C项正确；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的快，D项错误。
14.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护，下列说法错误的是（ ）
A.若X为锌棒，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处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
[答案] B
[解析] 若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确，B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源的正极，作阳极，电极上发生氧化反应，D项正确。
15.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，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑
[答案] D
[解析] 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，铁片腐蚀加快，A正确；d为石墨，由于海水呈弱碱性，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，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，B 正确；若d为锌块，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，C正确；d为锌块，由于海水呈弱碱性，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，D 错误。
16.随着现代科学技术的快速发展，防腐蚀技术也在不断提高。
Ⅰ.金属的腐蚀原理
（1）中性环境中，金属多发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式为 。
（2）不同酸性介质中，金属腐蚀原理并不相同。如图是密闭容器中生铁在pH＝2和pH＝4的盐酸中气体压强随时间的变化过程。
图中代表pH＝2的曲线是 （填“a”或“b”）。
Ⅱ.金属的电化学防护
（3）富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是 。
（4）缓蚀剂是能明显减缓或阻止金属腐蚀的物质，钼酸钠（Na2MO4）和磷酸二氢锌[Zn（H2PO4）2]是常用自来水（pH范围6.5～8.8）介质碳钢缓蚀剂。钼酸钠（Na2MO4）在电极表面被还原为MO2形成保护膜，减缓腐蚀，该电极反应式为 ；
同时，MO42－能与Fe2＋反应生成难溶的Fe2O3和MO2，沉积在碳钢表面减缓腐蚀，写出MO42－与Fe2＋反应的离子方程式： 。
[答案] Ⅰ.（1）O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ （2）a
Ⅱ.（3）锌和铁形成原电池，锌失去电子作负极，铁作正极被保护
（4）MO42－＋2e－＋2H2O MO2＋4OH－
MO42－＋2Fe2＋＋2OH－ MO2＋Fe2O3＋H2O
[解析] Ⅰ.（1）中性环境中，溶液中H＋浓度较小，金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀，在正极上溶解在溶液中的氧气获得电子，生成OH－，所以正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。（2）盐酸的pH＝2时，金属处于强酸性环境中，发生的是析氢腐蚀，产生H2，使气体压强增大，曲线a表示随着反应的进行气体压强增大，说明金属发生的是析氢腐蚀。
Ⅱ.（3）由于金属活动性：Zn＞Fe，所以Zn、Fe及周围的电解质溶液构成原电池，Zn作负极，失去电子被氧化，而Fe作正极，被保护。
（4）在钼酸钠（Na2MO4）中M元素化合价为＋6，在阴极上获得电子生成MO2附着在电极上，在电极表面形成保护膜，电极反应式为MO42－＋2e－＋2H2O MO2＋4OH－；MO42－能与Fe2＋反应生成难溶的Fe2O3和MO2，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为MO42－＋2Fe2＋＋2OH－ MO2＋Fe2O3＋H2O。
1.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.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] 支撑海港码头基础的钢管桩应用电解原理防蚀，钢管桩作为电解池的阴极被保护、高硅铸铁作为惰性辅助阳极起传递电流的作用。通电后，外电路电子从阳极高硅铸铁流出，流入直流电源的正极，从直流电源的负极流出，流入阴极钢管桩，通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，通入的保护电流根据环境条件变化进行调整，表述不正确的是C选项。
2.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，防护原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.通电时，锌环为阳极，发生氧化反应
B.通电时，阴极上的电极反应：2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－
C.断电时，锌环上的电极反应：Zn2＋＋2e－ Zn
D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
[答案] C
[解析] 通电时，锌环连接电源正极，锌环为阳极，发生氧化反应，A正确；通电时，阴极上溶液中由水电离出的氢离子得到电子，所以发生的电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，B正确；断电时发生原电池反应，锌环失去电子作负极，电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋，C错误；断电时锌环作负极被腐蚀，铁帽作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，D正确。
3．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组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，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是( )
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
[答案] B
[解析] Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，左端液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁钉反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁钉在干燥空气中几乎不腐蚀。
4．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关的说法中错误的是( )
A．正极反应为SO eq \\al(\s\up12(2－),\s\d4(4))＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
[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(\s\up12(2－),\s\d4(4))＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；管道上刷富锌油漆，形成Zn－Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。
5．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )

图a 图b 图c 图d
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干电池发生放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
[答案] B
[解析] 海水表面O2浓度大，故铁棒在海水表面处腐蚀的程度最严重，A错误；由M改置于N后，锌作原电池的负极，Cu－Zn合金应充当原电池的正极，受到了一定的保护，腐蚀速率减小，B正确；接通开关时，锌作原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌(负极)上产生，而是在铂(正极)上产生，C错误；Zn－MnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。
6．某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是( )
A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀
B．负极反应为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氯气产生
D．白斑的主要成分可能是Al2O3
[答案] D
[解析] A.铝是活泼金属，应作负极，故A错误；B.铝作负极，故B错误；C.根据原电池的工作原理，阴离子应从正极移向负极，即移向铝箔表面区，但铝箔表面没有氯气产生，故C错误；D.反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，氢氧化铝进一步分解成氧化铝，因此白斑可能是氧化铝，故D正确。
7.港珠澳大桥设计使用寿命120年，需对桥体钢构件采取防腐措施。下列说法错误的是（ ）
A.采用外加电流保护钢构件时，需在钢构件上焊接锌块
B.防腐主要避免发生的反应是2Fe＋O2＋2H2O 2Fe（OH）2
C.钢构件若腐蚀，负极反应式为Fe－2e－ Fe2＋
D.采用外加电流保护钢构件时，铁作阴极
[答案] A
[解析] 采用外加电流保护钢构件时，需附加一个石墨电极，钢构件与外接电源的负极连接，作阴极，石墨电极与外接电源的正极连接，作阳极，A错误。
8.如图是我国在南极建设的第四个科学考察站——泰山站。为了延长科学考察站基础设施使用寿命，钢铁设备表面镶嵌一些金属块（M）。下列说法正确的是（ ）
A.金属块M可能是铜，发生氧化反应
B.钢铁设备在潮湿的空气中主要发生化学腐蚀
C.这种保护方法叫牺牲阳极的阴极保护法
D.若采用外加电流的阴极保护法，钢铁设备与电源正极相连
[答案] C
[解析] Fe比Cu活泼，若金属块M为铜，则会加快钢铁设备的腐蚀，A项错误；潮湿的空气中，金属发生的主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，B项错误；外加金属块的金属防护，是牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；外加电流的阴极保护法中，被保护的金属应连电源的负极，D项错误。
9.中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是（ ）
A.图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B.图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀
C.图3表示电镀
D.用图4装置表示精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
[答案] C
[解析] 电镀时待镀物品（镀件）应该与电源的负极相连作阴极，故图3表示电镀的正、负极连接错误，C错误。
10.中国科学院长春应用化学研究所通过模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.电子从M电极经导线流向N电极
B.N电极的电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋
C.正极区附近溶液的pH增大
D.电路中转移0.01 ml电子时，有0.08 g O2参与反应
[答案] A
[解析] 根据题意可知，该装置为原电池，通入氧气的电极为正极，即M电极为正极，N电极为负极，电子从N电极经导线流向M电极，A项错误；N电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－ Fe2＋，B项正确；正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，因此正极区附近溶液的pH增大，C项正确；电路中转移0.01 ml电子时，参与反应的O2的物质的量为0.01ml4＝0.002 5 ml，质量为0.002 5 ml×32 g·ml－1＝0.08 g，D项正确。
11.Ⅰ.钢铁容易被腐蚀而生锈，可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，如图所示是钢铁桥墩的防护原理示意图。
（1）K与M连接时，钢铁桥墩的电化学防护方法为
。
（2）K与N连接时，钢铁桥墩为 （填“正”或“负”）极，其电极反应式为 。
（3）下列各情况中，Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 （填序号）。
Ⅱ.如图所示为青铜器在潮湿的环境中发生电化学腐蚀的示意图。
（4）腐蚀过程中，负极是 （填“a”“b”或“c”）。
（5）环境中的Cl－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Cu2（OH）3Cl，其离子方程式为
。
（6）若生成4.29 g Cu2（OH）3Cl，则理论上消耗O2的体积（标准状况下）为 L。
[答案] Ⅰ.（1）外加电流的阴极保护法 （2）正 O2＋4e－＋2H2O 4OH－ （3）⑤②①③④
Ⅱ.（4）c （5）2Cu2＋＋3OH－＋Cl－ Cu2（OH）3Cl↓ （6）0.448
[解析]Ⅰ.（1）K与M连接时，钢铁桥墩连接外接电源的负极，故该防护方法为外加电流的阴极保护法。（2）由于Zn比Fe活泼，所以K与N连接时，锌板为负极，钢铁桥墩为正极，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O 4OH－。（3）①中未形成原电池，腐蚀速率较慢；②中Fe比Sn活泼，Fe为原电池的负极，加速腐蚀；③中Zn比Fe活泼，Fe被保护，不被腐蚀；④中Fe为电解池的阴极，被保护，不被腐蚀，且保护效果比③好；⑤中Fe为电解池的阳极，加速腐蚀，且比②中原电池的腐蚀更快。综上所述，Fe片腐蚀由快到慢的顺序为⑤②①③④。Ⅱ.（4）据图可知该腐蚀过程为铜的吸氧腐蚀，青铜基体为负极。（5）O2在正极被还原为OH－，Cu在负极被氧化为Cu2＋，OH－、Cu2＋和Cl－发生反应的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－ Cu2（OH）3Cl↓。（6）4.29 g Cu2（OH）3Cl的物质的量为4.29 g214.5 g·ml－1＝0.02 ml，则生成0.04 ml Cu2＋，转移0.08 ml电子，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O 4OH－，转移0.08 ml电子时消耗0.02 ml O2，其在标准状况下的体积为0.448 L。
12．某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理，设计如图实验装置：
已知：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。这是一种检验溶液中Fe2＋的常用方法。
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为______________________；铁棒上发生的电极反应为________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验Ⅰ________________(选填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是_________________、________________________。
(5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________________(选填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为_________________。
[答案] (1)2Zn－4e－===2Zn2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Fe2＋ (3)相反 (4)产生蓝色沉淀 溶液变红色 (5)不活泼 牺牲阳极的阴极保护法
[解析] 锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护。铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流计指针的偏转方向也相反。铁作负极时，Fe失去电子生成Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
13．探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在有雨遮的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
[答案] (1)
(2)A、C
[解析] (1)实验(Ⅰ)探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质溶液(选用碳酸水)。
实验(Ⅱ)探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质溶液不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。
实验(Ⅲ)探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。
(2)涂油漆保护铁门、铁窗，使铁门、铁窗与周围物质隔开，A正确；放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。
①
②
③
在Fe表面生
成蓝色沉淀
试管内无
明显变化
试管内生成
蓝色沉淀
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2＋
Fe3O4
Fe2O3
FeO2－
实验编号
T/K
试管内取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响；
(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响；
(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
实验编号
T/K
试管内取用液体
实验目的
①
(Ⅱ)③
(Ⅲ)④(只要与前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油