高考化学一轮必刷题 专题24 金属腐蚀与防护

PAGEPAGE1专题24金属腐蚀与防护1．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是（）A．反应①②中电子转移数目相等B．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀C．反应①中氧化剂是氧气和水D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀2．下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA．全部 B．①③④⑤ C．①③⑤ D．②④3．研究生铁的锈蚀，下列分析不正确的是序号①②③实验现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2OC．③中正极反应：O2+4e−+2H2O==4OH−D．对比①②③，说明苯能隔绝O24．为使埋在地下的钢管不被腐蚀，所采取的下列措施错误的是A．向钢管外填埋干燥土壤，避开电解质溶液B．在钢管外镀上一层锌皮，此锌皮会作负极C．将钢管连接在直流电源的负极上，作阴极D．在钢管外涂上油漆、沥青等使与土壤隔绝5．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=2Fe2＋＋4OH－，以下说法不正确的是A．负极发生的反应为：Fe－2e－=Fe2＋B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．铁在上述情况下发生的腐蚀称之为电化学腐蚀D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀6．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A．钢铁闸门接在电源的负极上，此方法称为牺牲阳极的阴极保护法B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生7．下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有A．在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油B．在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新C．相同条件下，马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比，马口铁更为耐用D．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构起到保护作用8．利用下图装置，可以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应该置于M处B．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C．若X为碳棒，K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小D．若X为锌，K与N连接时，X电极产生气泡9．下列实验装置或操作设计正确、且能达到目的的是()A．实验①，设计铜银双液原电池B．实验②，将钢闸门与外接电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C．实验③，准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液D．实验④，蒸干氯化镁溶液制MgCl2·6H2O10．有关下图装置的说法中正确的是A．若两电极直接连接，a是食盐水，则发生析氢腐蚀B．若两电极直接连接，a是食盐水，则负极反应是：Fe-2e-=Fe2＋C．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧电极上析出的气泡比右侧电极上的多D．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁上有气泡11．下列关于金属保护的说法不正确的是()A．图1是牺牲阳极阴极保护法，图2是外加电流阴极保护法B．钢闸门均为电子输入的一端C．锌和高硅铸铁的电板反应均为氧化反应D．两图所示原理均发生了反应:12．某同学做了如下实验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转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13．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是A．图1中，铁钉不易被腐蚀B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成C．铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，负极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑D．图3装置的总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑14．如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()A．a中铁钉发生反应：Fe-3e-=Fe3+B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应：O2+2H2O+4e-=4OH-D．b中铝条附近有气泡产生15．2018年10月A．使用抗腐蚀性强的合金钢B．钢管桩附着铜以增强抗腐蚀性C．使用防止钢筋锈蚀的海工混凝土D．在钢筋表面覆盖一层高性能防腐涂料16．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器（含Cu、Sn等）在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是()A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B．潮湿环境中Cl-浓度大有利于多孔粉状锈的生成C．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48LD．环境中的Cl−与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2++3OH−+Cl−===Cu2(OH)3Cl↓17．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中错误的是A．此过程中铁被腐蚀B．此过程中电子从Fe移向CuC．正极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑D．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)318．如图装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U型管中盛有pH＝4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U型管中的液面。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，生铁片始终发生析氢腐蚀C．墨水液面回升时，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．U型管中溶液pH逐渐减小19．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸，各加入生铁块，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．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋C．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀D．红墨水柱两边的液面变为左低右高20．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C．③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D．①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质21．Ⅰ.（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。为减缓铁的腐蚀：①若X为碳棒，开关K应置于____(填字母)处，此时X极发生的电极反应式为__________________。②若X为锌，开关K置于M处，则此时铁极发生的电极反应式为________。（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁，电解质溶液均为NaCl溶液)。你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是______；c(Ⅱ)的总反应方程式是_______；若图d中接通电源，则平放的铁丝左侧附近产生的现象是________；请你为防止地下金属管道腐蚀提供一种策略_______________。Ⅱ.1L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2+Al3+Cl-物质的量浓度/(mol/L)214x用惰性电极电解该溶液。当电路中有5mol电子通过时，溶液的pH=____(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。22．回答下列问题：（1）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。①该电化学腐蚀称为______________。②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：________（3）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________。（4）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体23．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。（1）甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有________(填序号)。A．用纯氧气代替试管内空气B．用酒精灯加热试管提高温度C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末D．换成更细的导管，水中滴加红墨水（2）该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______________(填“加快”、“不变”、“减慢”)，你认为影响因素为_________________时间/min13579液柱高度/cm0.82.13.03.74.2（3）为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：实验操作实验现象实验结论向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂a点附近溶液出现红色a点电极反应为①___________________然后再滴加2~3滴②________________b点周围出现蓝色沉淀b点电极反应为③_______________根据以上实验探究，试判断____________(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。（4）设计下面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见下图，从图中可分析，t1~t2之间主要发生__________腐蚀(填吸氧或析氢)，原因是_______________________。（5）金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。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，试写出该阳极电极反应式________________________。24．某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、植物油各适量。实验温度为298K、308K，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管进行实验。（1）请在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K试管内取用液体实验目的①298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。②298碳酸水③308食盐水④298植物油（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层等防腐措施，所以不需要停放在遮雨的地方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，可降低铁闸门的腐蚀速率25．据美国、日本、加拿大等国统计，每年因金属腐蚀造成损失占国民经济总值1%，是地震、风灾、火灾损失的总和。下图是某研究小组的金属腐蚀探究实验装置图。（1）酸雨浸泡过的铁钉置于试管中（如图），一段时间后，如果U形管中红墨水液面左高右低，则铁钉发生了（_______）（填“A”或“B”），如果U形管内液面左低右高，则铁钉发生了（_______）（填“A”或“B”）。A.析氢腐蚀B．吸氧腐蚀研究小组发现开始一段时间，U形管内液面左低右高，再过一段时间右边液面不仅没有继续升高，反而有回落的趋势（装置气密性良好），造成这一现象的原因是___________。（2）若将铁钉换成含杂质炭的锌块，并在试管中加入少许氯化钠溶液，一段时间后，U形管内液面出现了左高右低的现象。试写出电极反应式，负极____________________,正极______________________________。（3）若将锌块换成铜块（含杂质炭），并加入少许0.1mol/L的硫酸溶液，_______（填“能”或“不能”）发生析氢腐蚀；但一段时间后铜块明显发生了腐蚀，试写出其电极反应式：负极_________________________，正极________________________。美国的“自由女神”是铜铸艺雕，表面因生铜绿而被腐蚀，写出空气中铜表面生成铜绿（Cu2(OH)2CO3）的化学方程式_______________________。专题24金属腐蚀与防护答案解析1．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是（）A．反应①②中电子转移数目相等B．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀C．反应①中氧化剂是氧气和水D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【答案】A【解析】A.分析反应前后元素化合价变化知，反应①、②中均转移4mole-，A项正确；B.铜、钢及水溶液构成原电池，铁做负极，铜做正极，加速了铁的腐蚀，B项错误；C.反应①中Fe元素化合价升高，氧气中氧元素化合价降低，故Fe失电子作还原剂，氧气得电子做氧化剂；水中氢氧元素化合价不变，故水既不是氧化剂也不是还原剂，C项错误；D.钢铁在潮湿的空气中极易发生吸氧腐蚀，它属于电化学腐蚀，D项错误。2．下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA．全部 B．①③④⑤ C．①③⑤ D．②④【答案】B【解析】①锌能够置换出硫酸铜中的铜单质，从而构成锌铜原电池，加快化学反应速率，①项正确；②锌比铁活泼，铁比锡活泼，所以镀层破坏后，马口铁比白口铁易腐蚀，②项错误；③电镀是电解池原理，因此电镀时应把镀件置于电解槽的阴极，电解质溶液中镀层金属的阳离子得电子还原成金属单质附着在镀件表面，③项正确；④冶炼铝时，液态冰晶石可以降低氧化铝的熔点，④项正确；⑤钢铁易发生电化学腐蚀，铁失去电子生成亚铁离子，与氢氧根离子结合为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，失水后生成氧化铁的水合物，⑤项正确；综上所述，B项正确，答案选B。3．研究生铁的锈蚀，下列分析不正确的是序号①②③实验现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2OC．③中正极反应：O2+4e−+2H2O==4OH−D．对比①②③，说明苯能隔绝O2【答案】D【解析】A.根据实验现象，③中1小时观察到明显锈蚀，说明NaCl溶液中溶解有O2，只是苯不能隔绝空气中的氧气进入氯化钠溶液，而①中由于是密闭体系，溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，故A正确；B.苯属于非电解质，②中无电解质溶液，不满足电化学腐蚀的条件，故B正确；C.根据现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应：O2+4e−+2H2O==4OH−，电极反应式合理，故C正确；D.根据现象，③中发生吸氧腐蚀，①③溶液中均溶解由氧气，③中观察到明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故D错误。4．为使埋在地下的钢管不被腐蚀，所采取的下列措施错误的是A．向钢管外填埋干燥土壤，避开电解质溶液B．在钢管外镀上一层锌皮，此锌皮会作负极C．将钢管连接在直流电源的负极上，作阴极D．在钢管外涂上油漆、沥青等使与土壤隔绝【答案】A【解析】A.土壤对材料的腐蚀主要源于土壤中的水、氧气和一些电解质，向钢管外填埋干燥土壤，避开电解质溶液措施并不能防止钢管被腐蚀，故A错误；B.与锌板相连，锌比铁活泼，为原电池的负极，失电子被腐蚀，钢管作正极被保护，故B正确；C.外加电流阴极保护法：把金属连接在电源的负极上，这样就能消除引起金属腐蚀的原电池反应，故C正确；D.在钢管外涂上油漆、沥青等使与土壤隔绝，防止腐蚀，故D正确。5．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=2Fe2＋＋4OH－，以下说法不正确的是A．负极发生的反应为：Fe－2e－=Fe2＋B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．铁在上述情况下发生的腐蚀称之为电化学腐蚀D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】D【解析】A、铁作负极，发生氧化反应，负极的反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A正确；B、碳作正极，氧气在正极上发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－，故B正确；C、钢铁在潮湿的空气中腐蚀时发生了原电池反应，属于电化学腐蚀，而且属于吸氧腐蚀，故C正确；D、氧气在水中的溶解度较小，在水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀，故D错误。6．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A．钢铁闸门接在电源的负极上，此方法称为牺牲阳极的阴极保护法B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【答案】D【解析】A.钢铁闸门接在电源的负极上，钢铁闸门为阴极，钢铁就不会失去电子，因而得到保护，此方法称为外接电流的阴极保护法，A错误；B.电化学腐蚀指在不纯金属与周围接触的电解质溶液构成原电池，而发生化学反应而损耗的过程，B错误；C.由于通常情况下电解质溶液为中性或弱酸性，钢铁腐蚀发生的最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，产物最终转化为铁锈，C错误；D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属失去电子被氧化而引起的腐蚀，因此本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生，而化学腐蚀没有电流产生，D正确。7．下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有A．在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油B．在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新C．相同条件下，马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比，马口铁更为耐用D．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构起到保护作用【答案】C【解析】A.在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油，阻止了铁与氧气和水接触，所以能防止铁被腐蚀，故不选A；B.在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新，铁、锌和海水构成原电池且锌作负极材料，所以能阻止铁被腐蚀，故不选B；C.相同条件下，马口铁中的铁作原电池负极，加快铁被腐蚀，白铁中的铁作原电池正极，能防止铁被腐蚀，所以白铁更为耐用，故选C；D.在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构起到保护作用，故不选D。8．利用下图装置，可以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应该置于M处B．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C．若X为碳棒，K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小D．若X为锌，K与N连接时，X电极产生气泡【答案】B【解析】A.若X为碳棒，开关K置于M处构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀，故A错误；B.当X为锌，K置于M处时，构成原电池，铁作正极被保护，故B正确；C.当X为碳棒，K置于M处时，仍构成原电池，铁作负极，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2↓，溶液的pH不会减小，故C错误；D.若X为锌，当K置于N处时，构成电解池，Zn作阳极，电极反应Zn-2e-=Zn2+，故D错误。9．下列实验装置或操作设计正确、且能达到目的的是()A．实验①，设计铜银双液原电池B．实验②，将钢闸门与外接电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C．实验③，准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液D．实验④，蒸干氯化镁溶液制MgCl2·6H2O【答案】B【解析】A.含有盐桥的原电池中，电极材料与其相对应的电解质具有相同的金属元素，所以要使该装置构成原电池，则两个电极应该互换，否则不能构成原电池，也就是Ag电极插入硝酸银溶液中构成正半电池，铜插入硫酸铜溶液，构成负半电池，故A错误；B.将钢闸门与外加电源负极相连，阴极上电解质溶液中阳离子得电子发生还原反应，此方法叫外加电源的阴极保护法，可防止钢闸门腐蚀，故B正确；C.K2Cr2O7具有强氧化性，可氧化橡胶管，应选酸式滴定管，故C错误；D.加热蒸干MgCl2饱和溶液，会促进氯化镁水解，生成的盐酸易挥发，不能得到氯化镁，所以应在HCl气流中蒸发，故D错误。10．有关下图装置的说法中正确的是A．若两电极直接连接，a是食盐水，则发生析氢腐蚀B．若两电极直接连接，a是食盐水，则负极反应是：Fe-2e-=Fe2＋C．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧电极上析出的气泡比右侧电极上的多D．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁上有气泡【答案】B【解析】A、中性或弱碱性条件下，发生吸氧腐蚀，因此若两电极直接连接，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀，A错误；B、活泼金属铁做负极，铁失去电子，则负极反应是：Fe-2e-＝Fe2＋，B正确；C、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，因此石墨阳极，氯离子放电生成氯气，铁电极是阴极，氢离子放电生成氢气，气体的体积为1:1，C错误；D、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，相当于惰性电极电解氯化铜，铁为阴极，生成铜，石墨电极产生氯气，D错误。11．下列关于金属保护的说法不正确的是()A．图1是牺牲阳极阴极保护法，图2是外加电流阴极保护法B．钢闸门均为电子输入的一端C．锌和高硅铸铁的电板反应均为氧化反应D．两图所示原理均发生了反应:【答案】D【解析】A项：图1将被保护的钢闸门与较活泼金属锌构成原电池，是牺牲阳极阴极保护法。图2将被保护的钢闸门、惰性电极分别与电源负极、正极相连构成电解池，是外加电流阴极保护，A项正确；B项：图1中，电子从锌经外电路转移向钢闸门。图2中，电子从电源负极转移向钢闸门，B项正确；C项：锌是原电池负极，本身发生失电子反应。高硅铸铁是电解池辅助阳极，其它物质在其表面发生失电子反应，C项正确；D项：图1中原电池正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-、图2中电解池阴极反应或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D项错误。12．某同学做了如下实验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转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【答案】A【解析】A.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，加热铁片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；B.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；C.形成原电池会加快反应速率，由于铁片III电解质溶液浓度大，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片I快，C错误；D.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，所以铁片I、铁片Ⅱ都发生了腐蚀，由于电解质溶液的浓度相同，所以铁片I、II腐蚀的速率相同，D错误。13．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是A．图1中，铁钉不易被腐蚀B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成C．铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，负极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑D．图3装置的总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑【答案】C【解析】A.题图1中，由于浓硫酸具有吸水性，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀，A正确；B.图2中Fe、Cu及3%的NaCl溶液构成原电池，金属活动性Fe>Cu，所以Fe为负极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与溶液中[Fe(CN)6]3-反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀，B正确；C.根据Cl-的迁移方向可判断出，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，C错误；D.图3装置中C为正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Al为负极，负极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，故总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成Al2O3，产生白斑，D正确。14．如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()A．a中铁钉发生反应：Fe-3e-=Fe3+B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应：O2+2H2O+4e-=4OH-D．b中铝条附近有气泡产生【答案】B【解析】A.a中构成的是铁铜原电池，铁作为负极，铁钉发生反应：Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B.b中构成铁铝原电池，铝作负极，铁钉上氧气得电子发生还原反应，故B正确；C.a中构成的是铁铜原电池，铁作为负极，a中铜丝上氧气得电子发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；D.b中构成铁铝原电池，铝作负极，铝条失电子发生氧化反应Al-3e－=Al3＋，没有气体生成，故D错误。15．2018年10月24日港珠澳大桥正式通车。深埋在海水中的钢管桩易发生腐蚀，但中科院金属研究所研发的技术能保障大桥120年耐久性。下列保护钢管桩的措施不合理的是A．使用抗腐蚀性强的合金钢B．钢管桩附着铜以增强抗腐蚀性C．使用防止钢筋锈蚀的海工混凝土D．在钢筋表面覆盖一层高性能防腐涂料【答案】B【解析】A.合金钢比钢管耐腐蚀性强，大大增加了钢管柱对外界侵蚀的抵抗力，故A项正确；B.钢管的金属活动性比铜强，会与铜构成原电池，钢管柱做负极，是腐蚀速率更快，故B项错误；C.海工混凝土防止钢筋锈蚀，故C项正确；D.表面覆盖一层高性能防腐涂料，可使钢管跟周围物质隔离开来，故D项正确。16．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器（含Cu、Sn等）在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是()A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B．潮湿环境中Cl-浓度大有利于多孔粉状锈的生成C．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48LD．环境中的Cl−与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2++3OH−+Cl−===Cu2(OH)3Cl↓【答案】C【解析】A项、根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是c，故A正确；B项、Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，潮湿环境中Cl-浓度大，有利于多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl的生成，故B正确；C项、未指明标准状态，无法计算消耗的O2体积，故C错误；D项、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，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2（OH）3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓，故D正确。17．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中错误的是A．此过程中铁被腐蚀B．此过程中电子从Fe移向CuC．正极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑D．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3【答案】C【解析】A、铁的活泼性大于铜，铁作负极，铁失电子发生氧化反应，故A正确；B.此过程中，铁作负极、铜作正极，电子从Fe移向Cu，故B正确；C.铁发生吸氧腐蚀，正极是氧气得电子发生还原反应，正极电极反应式为：O2＋4e－+2H2O===4OH-，故C错误；D.氢氧化亚铁易被氧化，所以此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，故D正确。18．如图装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U型管中盛有pH＝4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U型管中的液面。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，生铁片始终发生析氢腐蚀C．墨水液面回升时，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．U型管中溶液pH逐渐减小【答案】C【解析】具支试管内盛有一定量pH＝4的雨水和生铁片，开始时溶液酸性较强，发生析氢腐蚀，一段时间后，发生吸氧腐蚀，A．该装置中生铁片中的碳是原电池的正极，发生还原反应，错误；B．先发生析氢腐蚀后发生吸氧腐蚀，错误；C．吸氧腐蚀的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；D．随着酸性减弱，吸氧腐蚀的发生，具支试管中溶液pH逐渐升高，错误。19．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸，各加入生铁块，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．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋C．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀D．红墨水柱两边的液面变为左低右高【答案】D【解析】生铁在潮湿的环境中将发生电化学腐蚀，铁失电子发生氧化反应，铁为负极、碳为正极，故A正确；两试管中都是铁为负极，负极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋，故B正确；b试管溶液显酸性，发生析氢腐蚀，A试管溶液显中性，发生吸氧腐蚀，故C正确；b试管溶液显酸性，发生析氢腐蚀，生成氢气，导致右侧压强增大。A试管溶液显中性，发生吸氧腐蚀，左侧压强减小，所以红墨水水柱是左高右低，故D错误。20．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C．③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D．①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质【答案】C【解析】A.①是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根离子，而铁是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，故A错误；B.金属作电解池的阴极被保护，而铁与电源正极相连，是阳极，发生氧化反应，故B错误；C.锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，故C正确；D.海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，故D错误。21．Ⅰ.（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。为减缓铁的腐蚀：①若X为碳棒，开关K应置于____(填字母)处，此时X极发生的电极反应式为__________________。②若X为锌，开关K置于M处，则此时铁极发生的电极反应式为__________________。（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁，电解质溶液均为NaCl溶液)。你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是______；c(Ⅱ)的总反应方程式是_______；若图d中接通电源，则平放的铁丝左侧附近产生的现象是________；请你为防止地下金属管道腐蚀提供一种策略_______________。Ⅱ.1L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2+Al3+Cl-物质的量浓度/(mol/L)214x用惰性电极电解该溶液。当电路中有5mol电子通过时，溶液的pH=____(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。【答案】N2Cl--2e-Cl2↑O2+2H2O+4e-4OH-acdFe+2H2OFe(OH)2+H2↑铁丝左侧有无色的气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色，最后变为红褐色将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(塑料或油漆等)0【解析】（1）①为减缓铁的腐蚀，则Fe作电解池的阴极，故K接N；X作阳极，X是惰性电极，溶液中阴离子放电，失电子能力：Cl->OH-，则电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑；②若X为Zn，可形成原电池，则Zn作电池的负极，能保护Fe不被腐蚀，锌发生吸氧腐蚀，Fe极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；(2)a该装置为电解池，铁管作阳极，容易被腐蚀，可用作模拟管道腐蚀的原理，a正确；b装置不能形成闭合回路，金属不易被腐蚀，不可以模拟，b错误；c、d装置均为电解池，可用作模拟装置，c、d正确，故答案为acd；c(Ⅱ)Fe失电子，而溶液中的H+得电子，总反应方程式：Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑；装置d与c等效，铁丝的左侧为电解池的阴极，有氢气放出，阳极①产生亚铁离子，与阴极②产生的氢氧根离子结合产生白色的氢氧化亚铁沉淀，随后因被氧化而变为灰绿色，最终变为红褐色；可以用涂层保护法，在金属管道表面涂绝缘膜(塑料或油漆等)；Ⅱ根据溶液呈电中性，可得x=3，当有5mol电子转移时，阴极依次发生的反应有：Cu2++2e-Cu，2molCu2+消耗4mol电子，2H++2e-=H2↑；阳极依次发生的反应有：2Cl--2e-Cl2↑，3molCl-消耗3mol电子，2H2O-4e-=4H++O2↑。故电解共分三个阶段，第一阶段电解1.5molCuCl2，不产生氢离子；第二阶段，电解含0.05molCu（NO3）2的溶液，产生1mol氢离子，第三阶段电解水，总反应不生成氢离子，故共计产生1molH+，溶液为1L，c（H+）=1mol/L，pH=0。22．回答下列问题：（1）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。①该电化学腐蚀称为______________。②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：________（3）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________。（4）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体【答案】吸氧腐蚀BC④>②>①>③B【解析】（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧腐蚀。②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B，故答案为：B。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护，故答案为：C。（2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极，故答案为：。（3）①发生化学腐蚀，②发生电化学腐蚀，铁作负极，被腐蚀，③发生电化学腐蚀，铁作正极，被保护，④为电解池装置，Fe做阳极，腐蚀最快，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案为：④>②>①>③。（4）A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，正极附近有OH-生成导致溶液pH增大，故B正确；C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，因为有外加电源，所以属于外加电源的阴极保护法，故C错误；D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电极反应式知，电路中通过0.002NA个电子即0.002mol电子，阳极上生成n（Cl2）=0.002mol/2×1=0.001mol，阴极上生成n（H2）=0.002mol/2×1=0.001mol，所以两个电极共产生0.002mol气体，故D错误。23．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。（1）甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有________(填序号)。A．用纯氧气代替试管内空气B．用酒精灯加热试管提高温度C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末D．换成更细的导管，水中滴加红墨水（2）该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______________(填“加快”、“不变”、“减慢”)，你认为影响因素为___________________时间/min13579液柱高度/cm0.82.13.03.74.2（3）为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：实验操作实验现象实验结论向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂a点附近溶液出现红色a点电极反应为①___________然后再滴加2~3滴②________________b点周围出现蓝色沉淀b点电极反应为③___________根据以上实验探究，试判断____________(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。（4）设计下面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见下图，从图中可分析，t1~t2之间主要发生__________腐蚀(填吸氧或析氢)，原因是______________。（5）金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。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，试写出该阳极电极反应式________________________。【答案】ACD减慢氧气的浓度O2+4e—+2H2O=4OH—铁氰化钾溶液Fe-2e—=Fe2+b吸氧氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀3Fe-8e—+4H2O=Fe3O4+8H+【解析】（1）由影响化学反应速率的几大因素进行推导，其中a为浓度、b为温度、c为固体表面积，但b项直接加热会使具支试管内温度持续升高，导管一端只会产生气泡不会形成气柱，d项换成更细的导管旨在放大实验现象，以便于明显观察到水柱的上升，答案为ACD；（2）通过表格，间隔2分钟液面高度的变化，5~7，7~9变化趋势逐渐减小，则反应速率逐渐减慢，随着反应的进行，空气中的氧气浓度含量逐渐减小，反应速率逐渐减慢；答案为：减慢；氧气的浓度；（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b点则为Fe失电子生成二价铁或三价铁，b点周围出现蓝色沉淀则加入铁氰化钾验证二价铁的存在，电极反应：Fe-2e—=Fe2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；答案为：O2+4e—+2H2O=4OH—；铁氰化钾溶液；Fe-2e—=Fe2+；b；（4）从图中分析t1~t2之间氧气的体积分数逐渐减小，压强逐渐减小，可确定此时发生吸氧腐蚀；答案为：吸氧；氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀；（5）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