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高中苏教版 (2019)专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护精品测试题
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这是一份高中苏教版 (2019)专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护精品测试题，文件包含13金属的腐蚀与防护知识清单+分层练习原卷版docx、13金属的腐蚀与防护知识清单+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。
一、金属的电化学腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质。
金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为M－ne－===Mn＋。
(3)金属腐蚀的类型。
①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
二、金属的电化学防护
1．本质
阻止金属发生氧化反应。
2．方法
(1)加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。
(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。
(3)电化学防护
三．不同条件下金属腐蚀快慢的比较
(1)影响金属腐蚀的因素。
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：
①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。
②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。
③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
(2)不同条件下金属腐蚀快慢的判断。
课后分层练
1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋ eq \f(n,2)H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
[答案]C
[解析] 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：M－ne－===Mn＋，A项错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀，则铁先被腐蚀，B项错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C项正确，D项错误。
2．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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下。
eq \a\vs4\al(图a：pH＝2时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图) eq \a\vs4\al(图b：pH＝4时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图)
分析图像，以下结论错误的是( )
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋
[答案]A
[解析]根据锥形瓶中气体压强与时间关系图可知，pH＝2的醋酸溶液和pH＝4的醋酸溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者所用时间长，这说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，A项错误；醋酸溶液的pH＝4时，锥形瓶中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中生铁也可能发生吸氧腐蚀，B项正确；根据醋酸溶液的pH＝2时，锥形瓶中压强与时间的关系知，随着反应的进行压强逐渐增大，说明发生的是析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，C项正确；根据以上分析可知两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应均为Fe－2e－===Fe2＋，D项正确。
7．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀
D．此过程中电流从Fe流向Cu
[答案]B
[解析]铁铆钉吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过导线流向正极。
8.如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2 ml电子发生转移，下列说法正确的是( )
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．有2.8 g铁被腐蚀
C．钢铁表面出现气体
D．消耗气体体积约为1.12 L(标准状况)
[答案]D
[解析]从题图中看出，空气中的氧气在正极放电，所以发生了吸氧腐蚀，A错误；原电池中，铁失电子为负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，所以有0.2 ml电子发生转移时，有5.6 g铁被腐蚀，B错误；铁失电子为负极，发生氧化反应生成Fe2＋，所以钢铁表面不会出现气体，C错误；吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以有0.2 ml电子发生转移，消耗标准状况的气体体积约为eq \f(0.2,4) ml×22.4 L/ml＝1.12 L，D正确。
9．表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌片的铁钉(图B)放置其中，如图所示，一段时间后b处和c处出现变红现象。
已知：Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀。下列说法不正确的是( )
A．发生氧化反应的是a处和d处
B．图A中a处出现蓝色沉淀
C．b处和c处电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．对铁钉腐蚀起防护作用的是图B
[答案]C
[解析]由分析可知b、c处发生还原反应，则说明发生氧化反应的是a处和d处，故A正确；a处是铁失去电子变为亚铁离子，Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故B正确；b处和c处电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C错误；A中铁为负极，铜为正极，对铁有腐蚀性，而B中铁为正极，锌为负极，因此对铁钉腐蚀起防护作用的是图B，是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。
10．图甲是用压强传感器探究生铁在c(H＋)＝10－2 ml/L和c(H＋)＝10－4 ml/L的醋酸溶液中腐蚀过程的装置；图乙是根据压强传感器所得数据绘制的图像。下列说法错误的是( )
A．在上述两种腐蚀过程中，生铁中的碳作正极且电极反应相同
B．上述探究过程中吸氧腐蚀速率比析氢腐蚀速率快
C．生铁发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与溶液中的c(H＋)大小有关
D．日常生活中钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
[答案]A
[解析]根据图示可知，当溶液c(H＋)＝10－2 ml/L时，锥形瓶中气体压强逐渐增大，生铁发生析氢腐蚀，碳作正极且电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，而在c(H＋)＝10－4 ml/L时，气体压强逐渐减小，生铁发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O，A错误；根据压强与时间关系图知，c(H＋)＝10－2 ml/L的溶液和c(H＋)＝10－4 ml/L的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，B正确；c(H＋)＝10－2 ml/L时，生铁发生析氢腐蚀，在c(H＋)＝10－4 ml/L时，生铁发生吸氧腐蚀，则生铁发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与溶液中的c(H＋)大小有关，C正确；日常生活中介质一般为中性或碱性，钢铁被腐蚀主要是因为铁能与空气中的氧气和水反应，则钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，D正确。
11．硫酸盐还原菌SRB在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力。但在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关信息分析错误的是( )
①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；
②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；
③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成Fe2O3•xH2O；
④电化学腐蚀中负极电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋；
⑤当1 ml SOeq \\al(2－,4)在SRB的作用下转化为硫离子时，理论上正极反应会消耗8 ml水
A．①②③B．①②⑤
C．②③④D．②③⑤
[答案]A
[解析]①高温下容易使蛋白质发生变性，因此升高温度不利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀，①错误；②根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的，②错误；③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，③错误；④电化学腐蚀中负极铁失去电子，电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋，④正确；⑤当1 ml SOeq \\al(2－,4)在SRB的作用下转化为硫离子时需要8 ml [H]，1 ml水能产生1 ml [H]，所以理论上正极反应会消耗8 ml水，⑤正确。故选A。
12．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。
13．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。
14．下列有关金属腐蚀的说法，正确的是( )
A．化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多
B．化学腐蚀和电化学腐蚀不可能同时发生
C．化学腐蚀比电化学腐蚀的腐蚀速度要快得多
D．电化学腐蚀过程伴随有电流产生，而化学腐蚀过程没有
[答案]D
[解析]A项，金属一般都不纯，电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，错误；B项，化学腐蚀和电化学腐蚀可能同时发生，错误；C项，电化学腐蚀比化学腐蚀的腐蚀速度要快得多，错误。
15．海水是一种腐蚀性很强的天然电解质溶液，沿垂直方向，海洋环境可分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海泥区。其中海水全浸区根据海水位置分为深海区和浅海区。根据钢铁桥梁在海洋区域建设的位置，下列说法错误的是( )
A．热带地区桥梁比寒带海域桥梁腐蚀更严重
B．海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般高于海水全浸区
C．浅海区溶氧量较高，存在着大量的微生物，钢铁在浅海区主要发生电化学腐蚀
D．在浪花飞溅区，海水的冲击不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，所以浪花飞溅区桥梁腐蚀最严重
[答案]B
[解析]铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般低于海水全浸区，故B错误。
16．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下：
下列说法错误的是( )
A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－===H2↑
B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀
C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀
D．若将该铜板与直流电源的负极相连，则铁、铜均难被腐蚀
[答案]A
[解析]根据题图可知，右侧铜极上的反应是2H＋＋2e－===H2↑，左侧铜极上的反应是O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A错误；若水膜中溶有食盐，增强了吸氧腐蚀介质的导电性，将加快铁铆钉的腐蚀，B正确；在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，C正确；若将该铜板与直流电源的负极相连，相当于电解池的阴极，铁、铜均受到保护而不易被腐蚀，D正确。
17．下图是青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是( )
A．腐蚀过程中，青铜基体是正极
B．若有64 g Cu被腐蚀，理论上消耗氧气的体积为22.4 L(标准状况)
C．多孔催化层加速了青铜器的腐蚀，是因为改变了反应的焓变
D．青铜器发生的是吸氧腐蚀
[答案]D
[解析]根据图示可知，青铜基体电极有Cu2＋产生，Cu化合价升高，发生氧化反应，作负极，A错误；在该反应中，铜失去电子变成Cu2＋，64 g Cu腐蚀转移2 ml电子，在标况下，理论上耗氧气体积为eq \f(1,2)×22.4 L＝11.2 L，B错误；反应的焓变只与反应物、生成物的状态有关，故反应焓变不变，C错误；由题图可知，青铜器发生的是吸氧腐蚀，D正确。故选D。
18．家用的一种储水式电热水器的结构如图所示，其中a、b为水管口。下列说法正确的是( )
A．电热水器通电时，可将少量的水电解
B．镁棒因提供电子而作阴极，保护了钢制外壳
C．镁棒因表面生成Mg(OH)2而得到有效保护
D．电热水器可将电能转化为热能
[答案]D
[解析]电热水器通电时，加热棒工作，电路不和水接触，不会电解水，A错误；利用原电池原理保护金属，更活泼的金属镁作阳极(负极)，不断被腐蚀，钢铁外壳作阴极(正极)得到保护，B错误；镁棒作阳极(负极)，失去电子生成Mg2＋，阴极(正极)上O2放电生成的OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2，该设计是牺牲阳极的阴极保护法，故镁棒表面生成Mg(OH)2并非为了保护镁棒，反而影响了对钢制外壳的保护，C错误；电热水器是用电能加热，使水温升高，该过程电热水器将电能转化为热能，D正确。故选D。
19.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀，下列说法不正确的是( )
A．金属棒的材料可能为镁
B．钢管附近土壤的c(OH－)增大
C．这种方法称为外加电流的阴极保护法
D．镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍耐腐蚀的原理与此相同
[答案]C
[解析]地下的钢管被保护，应作正极，金属棒X为负极。金属棒比Fe活泼才能保护钢管，故A正确；钢管作正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，c(OH－)增大，故B正确；此为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍为牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。故选C。
20．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惰性阳极材料和传递电流
D．该金属防护的方法是牺牲阳极的阴极保护法
[答案]D
[解析]解析：该金属防护的方法是外加电流的阴极保护法，D错误。
21．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
B．在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
C．铁制品应保存在温度较高的地方
D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
[答案]B
[解析]解析：钢管与铜管露天堆放在一起，金属铁和金属铜形成原电池，铁为负极，易被腐蚀，A错误；金属腐蚀速率顺序：电化学腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀，Ⅰ中金属铁作原电池的负极，Ⅱ中金属铁作原电池的正极，所以腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B正确；高温下金属铁和氧气的反应速率会加快，铁制品应该放在低温干燥环境中保存，C错误；在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，D错误。
22．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图所示。下列说法正确的是( )
A．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．这种情况下，土壤的c(OH－)增大
D．管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀
[答案]C
[解析]由题图可知，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为SOeq \\al(2－,4)＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－。铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参与反应，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；硫酸盐还原菌的酶在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；由正、负极的电极反应可知，铁管道腐蚀过程中，OH－浓度增大，故C正确；管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作负极，会加快管道的腐蚀，故D错误。
1．相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
A B C D
[答案]C
[解析]在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，易形成原电池发生电化学腐蚀。
2．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处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
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↑
[答案]D
[解析]若X为碳棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，铁作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于B处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。
3．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\up11(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\up11(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。
4．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。
5．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。
6．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有c(H＋)＝10－4 ml/L的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )
A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大
[答案]C
[解析]生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液c(H＋)都减小，D错误。
7．利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极
B．缝隙内溶液c(OH－)增大，加快了缝隙内腐蚀速率
C．为了维持电中性，海水中大量Cl－进入缝隙
D．正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
[答案]B
[解析]根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确；金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液c(OH－)增大，加快了缝隙内腐蚀速率，B错误；阴离子由正极向负极移动，所以大量Cl－进入缝隙维持电中性，C正确；正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
8．我国航母特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某钢材腐蚀情况与溶液中c(H＋)的关系如表所示，下列说法正确的是( )
A.当c(H＋)>10－6.5 ml•L－1时，碳钢主要发生化学腐蚀
B．当c(H＋)>10－4 ml•L－1和c(H＋)<10－13.5 ml•L－1时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C．c(H＋)不同的情况下，正极反应均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．c(H＋)＝10－14 ml•L－1时，负极反应为Fe－3e－＋4OH－===FeOeq \\al(－,2)＋2H2O
[答案]D
[解析] c(H＋)>10－6.5 ml•L－1时，主要发生电化学腐蚀，c(H＋)为10－2～10－4 ml•L－1时发生析氢腐蚀，c(H＋)为10－6～10－6.5 ml•L－1时发生吸氧腐蚀，A错误；当c(H＋)>10－4 ml•L－1时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当c(H＋)<10－13.5 ml•L－1，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B错误；c(H＋)<10－6 ml•L－1情况下，正极反应均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，c(H＋)为10－2～10－4 ml•L－1时发生析氢腐蚀正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；c(H＋)＝10－14 ml•L－1时，在负极，Fe失电子的产物与OH－反应生成FeOeq \\al(－,2)等，电极反应式为4OH－＋Fe－3e－===FeOeq \\al(－,2)＋2H2O，D正确。故选D。
9．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：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。
手术刀采用的防腐蚀方法是 (填字母，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐蚀方法是 。
[答案]④ 电化学腐蚀 Fe－2e－===Fe2＋ 铁接触空气和电解质溶液(合理答案均可) F B
[解析](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，一半接触空气，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，与水构成了原电池，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(或铁与潮湿空气接触)。(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蚀方法是覆盖油漆，故选B。
10．对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。
(3)利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法：若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置
于 (填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为 。
[答案](1)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
[解析](1)活泼金属铝作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。(2)镀铜时阴极上铜离子放电，因此用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流的阴极保护法减缓铁的腐蚀，此时开关K应置于N处，铁与电源的负极相连作阴极被保护。若X为Zn，K置于M处，构成原电池，锌是负极，铁是正极，铁被保护，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。
类别
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
条件
水膜酸性较强
水膜酸性较弱或呈中性
负极
Fe－2e－===Fe2＋
正极
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
后续反应
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3•nH2O)，反应如下：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3•nH2O＋(3－n)H2O
联系
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
方法
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
原理
原电池原理
电解原理
被保护金属
作正极
作阴极
构成
被保护金属、比被保护金属活泼的金属等
被保护金属、惰性电极及直流电源等
优、缺点
无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属
无需更换电极，但消耗电能
示意图
牺牲阳极的阴极保护法示意图
外加电流的阴极保护法示意图
联系
被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀
条件
快慢顺序
腐蚀类型不同
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护)
同种金属
强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液
活泼性不同的两金属
活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快
同种电解质溶液
电解质溶液浓度越大，腐蚀越快
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
c(H＋)/(ml •L－1)
10－2
10－4
10－6
10－6.5
10－8
10－13.5
10－14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2＋
Fe3O4
Fe2O3
FeOeq \\al(－,2)
实验
①
②
③
④
内容
一、金属的电化学腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质。
金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为M－ne－===Mn＋。
(3)金属腐蚀的类型。
①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
二、金属的电化学防护
1．本质
阻止金属发生氧化反应。
2．方法
(1)加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。
(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。
(3)电化学防护
三．不同条件下金属腐蚀快慢的比较
(1)影响金属腐蚀的因素。
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：
①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。
②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。
③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
(2)不同条件下金属腐蚀快慢的判断。
课后分层练
1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋ eq \f(n,2)H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
[答案]C
[解析] 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：M－ne－===Mn＋，A项错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀，则铁先被腐蚀，B项错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C项正确，D项错误。
2．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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下。
eq \a\vs4\al(图a：pH＝2时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图) eq \a\vs4\al(图b：pH＝4时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图)
分析图像，以下结论错误的是( )
A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋
[答案]A
[解析]根据锥形瓶中气体压强与时间关系图可知，pH＝2的醋酸溶液和pH＝4的醋酸溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者所用时间长，这说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，A项错误；醋酸溶液的pH＝4时，锥形瓶中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中生铁也可能发生吸氧腐蚀，B项正确；根据醋酸溶液的pH＝2时，锥形瓶中压强与时间的关系知，随着反应的进行压强逐渐增大，说明发生的是析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，C项正确；根据以上分析可知两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应均为Fe－2e－===Fe2＋，D项正确。
7．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀
D．此过程中电流从Fe流向Cu
[答案]B
[解析]铁铆钉吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过导线流向正极。
8.如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2 ml电子发生转移，下列说法正确的是( )
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．有2.8 g铁被腐蚀
C．钢铁表面出现气体
D．消耗气体体积约为1.12 L(标准状况)
[答案]D
[解析]从题图中看出，空气中的氧气在正极放电，所以发生了吸氧腐蚀，A错误；原电池中，铁失电子为负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，所以有0.2 ml电子发生转移时，有5.6 g铁被腐蚀，B错误；铁失电子为负极，发生氧化反应生成Fe2＋，所以钢铁表面不会出现气体，C错误；吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以有0.2 ml电子发生转移，消耗标准状况的气体体积约为eq \f(0.2,4) ml×22.4 L/ml＝1.12 L，D正确。
9．表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌片的铁钉(图B)放置其中，如图所示，一段时间后b处和c处出现变红现象。
已知：Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀。下列说法不正确的是( )
A．发生氧化反应的是a处和d处
B．图A中a处出现蓝色沉淀
C．b处和c处电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．对铁钉腐蚀起防护作用的是图B
[答案]C
[解析]由分析可知b、c处发生还原反应，则说明发生氧化反应的是a处和d处，故A正确；a处是铁失去电子变为亚铁离子，Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故B正确；b处和c处电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C错误；A中铁为负极，铜为正极，对铁有腐蚀性，而B中铁为正极，锌为负极，因此对铁钉腐蚀起防护作用的是图B，是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。
10．图甲是用压强传感器探究生铁在c(H＋)＝10－2 ml/L和c(H＋)＝10－4 ml/L的醋酸溶液中腐蚀过程的装置；图乙是根据压强传感器所得数据绘制的图像。下列说法错误的是( )
A．在上述两种腐蚀过程中，生铁中的碳作正极且电极反应相同
B．上述探究过程中吸氧腐蚀速率比析氢腐蚀速率快
C．生铁发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与溶液中的c(H＋)大小有关
D．日常生活中钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
[答案]A
[解析]根据图示可知，当溶液c(H＋)＝10－2 ml/L时，锥形瓶中气体压强逐渐增大，生铁发生析氢腐蚀，碳作正极且电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，而在c(H＋)＝10－4 ml/L时，气体压强逐渐减小，生铁发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O，A错误；根据压强与时间关系图知，c(H＋)＝10－2 ml/L的溶液和c(H＋)＝10－4 ml/L的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，B正确；c(H＋)＝10－2 ml/L时，生铁发生析氢腐蚀，在c(H＋)＝10－4 ml/L时，生铁发生吸氧腐蚀，则生铁发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与溶液中的c(H＋)大小有关，C正确；日常生活中介质一般为中性或碱性，钢铁被腐蚀主要是因为铁能与空气中的氧气和水反应，则钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，D正确。
11．硫酸盐还原菌SRB在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力。但在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关信息分析错误的是( )
①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；
②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；
③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成Fe2O3•xH2O；
④电化学腐蚀中负极电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋；
⑤当1 ml SOeq \\al(2－,4)在SRB的作用下转化为硫离子时，理论上正极反应会消耗8 ml水
A．①②③B．①②⑤
C．②③④D．②③⑤
[答案]A
[解析]①高温下容易使蛋白质发生变性，因此升高温度不利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀，①错误；②根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无氧环境下进行的，②错误；③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，③错误；④电化学腐蚀中负极铁失去电子，电极反应为 Fe－2e－===Fe2＋，④正确；⑤当1 ml SOeq \\al(2－,4)在SRB的作用下转化为硫离子时需要8 ml [H]，1 ml水能产生1 ml [H]，所以理论上正极反应会消耗8 ml水，⑤正确。故选A。
12．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。
13．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。
14．下列有关金属腐蚀的说法，正确的是( )
A．化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多
B．化学腐蚀和电化学腐蚀不可能同时发生
C．化学腐蚀比电化学腐蚀的腐蚀速度要快得多
D．电化学腐蚀过程伴随有电流产生，而化学腐蚀过程没有
[答案]D
[解析]A项，金属一般都不纯，电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，错误；B项，化学腐蚀和电化学腐蚀可能同时发生，错误；C项，电化学腐蚀比化学腐蚀的腐蚀速度要快得多，错误。
15．海水是一种腐蚀性很强的天然电解质溶液，沿垂直方向，海洋环境可分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海泥区。其中海水全浸区根据海水位置分为深海区和浅海区。根据钢铁桥梁在海洋区域建设的位置，下列说法错误的是( )
A．热带地区桥梁比寒带海域桥梁腐蚀更严重
B．海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般高于海水全浸区
C．浅海区溶氧量较高，存在着大量的微生物，钢铁在浅海区主要发生电化学腐蚀
D．在浪花飞溅区，海水的冲击不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，所以浪花飞溅区桥梁腐蚀最严重
[答案]B
[解析]铁的吸氧腐蚀中，氧气的浓度越大，其腐蚀速率越快，海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般低于海水全浸区，故B错误。
16．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下：
下列说法错误的是( )
A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－===H2↑
B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀
C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀
D．若将该铜板与直流电源的负极相连，则铁、铜均难被腐蚀
[答案]A
[解析]根据题图可知，右侧铜极上的反应是2H＋＋2e－===H2↑，左侧铜极上的反应是O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A错误；若水膜中溶有食盐，增强了吸氧腐蚀介质的导电性，将加快铁铆钉的腐蚀，B正确；在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，C正确；若将该铜板与直流电源的负极相连，相当于电解池的阴极，铁、铜均受到保护而不易被腐蚀，D正确。
17．下图是青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是( )
A．腐蚀过程中，青铜基体是正极
B．若有64 g Cu被腐蚀，理论上消耗氧气的体积为22.4 L(标准状况)
C．多孔催化层加速了青铜器的腐蚀，是因为改变了反应的焓变
D．青铜器发生的是吸氧腐蚀
[答案]D
[解析]根据图示可知，青铜基体电极有Cu2＋产生，Cu化合价升高，发生氧化反应，作负极，A错误；在该反应中，铜失去电子变成Cu2＋，64 g Cu腐蚀转移2 ml电子，在标况下，理论上耗氧气体积为eq \f(1,2)×22.4 L＝11.2 L，B错误；反应的焓变只与反应物、生成物的状态有关，故反应焓变不变，C错误；由题图可知，青铜器发生的是吸氧腐蚀，D正确。故选D。
18．家用的一种储水式电热水器的结构如图所示，其中a、b为水管口。下列说法正确的是( )
A．电热水器通电时，可将少量的水电解
B．镁棒因提供电子而作阴极，保护了钢制外壳
C．镁棒因表面生成Mg(OH)2而得到有效保护
D．电热水器可将电能转化为热能
[答案]D
[解析]电热水器通电时，加热棒工作，电路不和水接触，不会电解水，A错误；利用原电池原理保护金属，更活泼的金属镁作阳极(负极)，不断被腐蚀，钢铁外壳作阴极(正极)得到保护，B错误；镁棒作阳极(负极)，失去电子生成Mg2＋，阴极(正极)上O2放电生成的OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2，该设计是牺牲阳极的阴极保护法，故镁棒表面生成Mg(OH)2并非为了保护镁棒，反而影响了对钢制外壳的保护，C错误；电热水器是用电能加热，使水温升高，该过程电热水器将电能转化为热能，D正确。故选D。
19.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀，下列说法不正确的是( )
A．金属棒的材料可能为镁
B．钢管附近土壤的c(OH－)增大
C．这种方法称为外加电流的阴极保护法
D．镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍耐腐蚀的原理与此相同
[答案]C
[解析]地下的钢管被保护，应作正极，金属棒X为负极。金属棒比Fe活泼才能保护钢管，故A正确；钢管作正极，发生反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－，c(OH－)增大，故B正确；此为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍为牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。故选C。
20．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惰性阳极材料和传递电流
D．该金属防护的方法是牺牲阳极的阴极保护法
[答案]D
[解析]解析：该金属防护的方法是外加电流的阴极保护法，D错误。
21．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
B．在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
C．铁制品应保存在温度较高的地方
D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
[答案]B
[解析]解析：钢管与铜管露天堆放在一起，金属铁和金属铜形成原电池，铁为负极，易被腐蚀，A错误；金属腐蚀速率顺序：电化学腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀，Ⅰ中金属铁作原电池的负极，Ⅱ中金属铁作原电池的正极，所以腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B正确；高温下金属铁和氧气的反应速率会加快，铁制品应该放在低温干燥环境中保存，C错误；在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，D错误。
22．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图所示。下列说法正确的是( )
A．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．这种情况下，土壤的c(OH－)增大
D．管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀
[答案]C
[解析]由题图可知，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为SOeq \\al(2－,4)＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－。铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参与反应，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；硫酸盐还原菌的酶在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；由正、负极的电极反应可知，铁管道腐蚀过程中，OH－浓度增大，故C正确；管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作负极，会加快管道的腐蚀，故D错误。
1．相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
A B C D
[答案]C
[解析]在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，易形成原电池发生电化学腐蚀。
2．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处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
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↑
[答案]D
[解析]若X为碳棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，铁作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于B处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。
3．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\up11(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\up11(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。
4．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。
5．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。
6．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有c(H＋)＝10－4 ml/L的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )
A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大
[答案]C
[解析]生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液c(H＋)都减小，D错误。
7．利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A．金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极
B．缝隙内溶液c(OH－)增大，加快了缝隙内腐蚀速率
C．为了维持电中性，海水中大量Cl－进入缝隙
D．正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
[答案]B
[解析]根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确；金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液c(OH－)增大，加快了缝隙内腐蚀速率，B错误；阴离子由正极向负极移动，所以大量Cl－进入缝隙维持电中性，C正确；正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D正确。
8．我国航母特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某钢材腐蚀情况与溶液中c(H＋)的关系如表所示，下列说法正确的是( )
A.当c(H＋)>10－6.5 ml•L－1时，碳钢主要发生化学腐蚀
B．当c(H＋)>10－4 ml•L－1和c(H＋)<10－13.5 ml•L－1时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C．c(H＋)不同的情况下，正极反应均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．c(H＋)＝10－14 ml•L－1时，负极反应为Fe－3e－＋4OH－===FeOeq \\al(－,2)＋2H2O
[答案]D
[解析] c(H＋)>10－6.5 ml•L－1时，主要发生电化学腐蚀，c(H＋)为10－2～10－4 ml•L－1时发生析氢腐蚀，c(H＋)为10－6～10－6.5 ml•L－1时发生吸氧腐蚀，A错误；当c(H＋)>10－4 ml•L－1时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当c(H＋)<10－13.5 ml•L－1，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B错误；c(H＋)<10－6 ml•L－1情况下，正极反应均为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，c(H＋)为10－2～10－4 ml•L－1时发生析氢腐蚀正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；c(H＋)＝10－14 ml•L－1时，在负极，Fe失电子的产物与OH－反应生成FeOeq \\al(－,2)等，电极反应式为4OH－＋Fe－3e－===FeOeq \\al(－,2)＋2H2O，D正确。故选D。
9．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：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。
手术刀采用的防腐蚀方法是 (填字母，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐蚀方法是 。
[答案]④ 电化学腐蚀 Fe－2e－===Fe2＋ 铁接触空气和电解质溶液(合理答案均可) F B
[解析](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，一半接触空气，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，与水构成了原电池，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(或铁与潮湿空气接触)。(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蚀方法是覆盖油漆，故选B。
10．对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。
(3)利用下图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法：若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置
于 (填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为 。
[答案](1)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
[解析](1)活泼金属铝作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。(2)镀铜时阴极上铜离子放电，因此用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流的阴极保护法减缓铁的腐蚀，此时开关K应置于N处，铁与电源的负极相连作阴极被保护。若X为Zn，K置于M处，构成原电池，锌是负极，铁是正极，铁被保护，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。
类别
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
条件
水膜酸性较强
水膜酸性较弱或呈中性
负极
Fe－2e－===Fe2＋
正极
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
后续反应
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3•nH2O)，反应如下：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3•nH2O＋(3－n)H2O
联系
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
方法
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
原理
原电池原理
电解原理
被保护金属
作正极
作阴极
构成
被保护金属、比被保护金属活泼的金属等
被保护金属、惰性电极及直流电源等
优、缺点
无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属
无需更换电极，但消耗电能
示意图
牺牲阳极的阴极保护法示意图
外加电流的阴极保护法示意图
联系
被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀
条件
快慢顺序
腐蚀类型不同
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护)
同种金属
强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液
活泼性不同的两金属
活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快
同种电解质溶液
电解质溶液浓度越大，腐蚀越快
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
c(H＋)/(ml •L－1)
10－2
10－4
10－6
10－6.5
10－8
10－13.5
10－14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2＋
Fe3O4
Fe2O3
FeOeq \\al(－,2)
实验
①
②
③
④
内容
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