1.4金属的腐蚀与防护

第一章化学反应与能量转化第四节金属的腐蚀与防护板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．了解原电池的工作原理。2．能写出电极反应式和电池反应方程式。3．学会设计简单原电池装置。。重点：金属的腐蚀。难点：析氢腐蚀与吸氧腐蚀。一、金属的腐蚀1、化学腐蚀（1）反应类型：普通的化学反应（2）特点：无电流产生，电子直接转移给氧化剂2、电化腐蚀（1）反应类型：原电池反应（2）特点：有电流产生，电子间接转移给氧化剂3、普遍性：两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍二、电化学腐蚀的类型1、析氢腐蚀（1）形成条件：水膜酸性较强（2）特点：在密闭容器中气体压强增大2、吸氧腐蚀（1）形成条件：形成条件：水膜酸性很弱或呈中性甚至碱性（2）特点：在密闭容器中气体压强减小（3）特殊性：在酸性条件下，氢前的活泼金属发生析氢腐蚀，氢后的不活泼金属发生吸氧腐蚀（4）普遍性：吸氧腐蚀更为普遍三、钢铁吸氧腐蚀的过程（1）腐蚀过程①负极反应：Fe－2e－Fe2+②正极反应：2H2O+O2+4e－4OH－③电池反应：2Fe+2H2O+O22Fe（OH）2（2）后续反应①氧化反应：4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3②部分分解：2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O+（3－x）H2O（3）铁锈成分：Fe2O3的复杂水合物（Fe2O3·nH2O）（4）铁在无氧条件下的生锈过程：FeFe2+Fe(OH)2四、金属的防护1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)（1）金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑。()（2）马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化。()（3）金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。()（4）常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀。()（5）钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的正极反应式相同。()（6）干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀()（7）铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀()（8）纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样（）（9）Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物（）（10）钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋【答案】（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×(7)√(8)×(9)×(10)×2．如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。（1）铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于______腐蚀(填“化学”或“电化学”)。（2）若试管内液面上升，则原溶液呈________，发生________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为______________，正极为______________________。（3）若试管内液面下降，则原溶液呈________，发生________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为__________________________，正极为_____________________________。（4）若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在______(填“甲”或“乙”)溶液中腐蚀的速率较快。【答案】（1）电化学（2）碱性、弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－=2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－（3）较强的酸性析氢Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑（4）乙►问题一金属的腐蚀【典例1】下列关于金属腐蚀的说法中正确的是()A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．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】金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水或其他腐蚀性物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A项错误；化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要外加电流，B项错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，C项错误。【解题必备】化学腐蚀与电化学腐蚀：类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的干燥气体或非电解质液体直接发生化学反应不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋现象金属被腐蚀较活泼的金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重【变式11】以下现象与电化学腐蚀无关的是A．生铁比纯铁容易生锈B．银质物品久置表面变暗C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿【答案】B【解析】生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，A不符合题意；银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B符合题意；铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，C不符合题意；黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，D不符合题意。【变式12】（2024辽宁省沈阳市第二中学第五次模拟）2012年9月25日开始服役的我国首艘航母辽宁舰采用模块制造再焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是A．舰艇腐蚀主要是因为发生了化学腐蚀 B．图甲是海水环境下的腐蚀情况C．腐蚀时负极反应为： D．焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀【答案】D【解析】由图可知，该腐蚀过程是因为形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e+2H2O=4OH。舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，发生了电化学腐蚀，A项错误；海水中含有电解质浓度大，腐蚀速度快，故乙为海水环境下的腐蚀情况，甲为淡水环境下的腐蚀情况，B项错误；Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e+2H2O=4OH，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2+，C项错误；焊点附近用锌块打“补丁”，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极被保护，可延缓腐蚀，D项正确。►问题二金属腐蚀快慢的比较【典例2】如图所示，装置中都盛有0.1mol·L－1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()A．①②③④B．①②④③C．③①④②D．②①④③【答案】D【解析】①②装量中加快Zn的腐蚀，③装置中Zn被保护，④装置中Zn为自然腐蚀。【解题必备】判断金属腐蚀快慢的规律（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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。（2）对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。（3）活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。【变式21】（2024福建省福州第二中学高二上学期10月月考）图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是A．④＞②＞①＞③B．②＞①＞③＞④C．③＞②＞④＞① D．④＞②＞③＞①【答案】A【详解】在金属的腐蚀中，电解池中阳极为活性电极时腐蚀最快，其次是原电池的负极金属，原电池的正极得到保护，电解池的阴极被保护最好，所以金属铁被腐蚀由快到慢的顺序是④＞②＞①＞③，A项正确。【变式22】利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是A．铁丝的腐蚀速率：a>bB．a、b管溶液的pH值都增大C．一段时间后，a管液面低于b管D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe3e=Fe3+【答案】B【解析】a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率，A项错误；a中产生OH，pH会变大；b中消耗氢离子，pH也会变大，B项正确；a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少；b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，C项错误；金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为，D项错误。►问题三析氢腐蚀与吸氧腐蚀【典例3】金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。（1）请写出有关电极反应式：①铁棒上电极反应式：________________________________。②碳棒上电极反应式：________________________________。（2）该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。（3）若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为________棒。【答案】（1）①2Fe－4e－=2Fe2＋②O2＋2H2O＋4e－4OH－（2）吸氧（3）析氢锌(或其他比Fe活泼的金属)【解析】电解质是氯化钠溶液，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，负极反应是2Fe－4e－=2Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－4OH－。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。【解题必备】析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－=Fe2＋正极2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍【变式31】研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是（）。A．0~t1时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀B．铁粉发生反应：Fe－3e－＝Fe3+C．碳粉上发生了还原反应D．t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀【答案】B【解析】0~t1时压强增大的原因可能是醋酸与铁直接反应产生了氢气，也可能是形成铁－C原电池，Fe发生析氢腐蚀，还可能是醋酸与铁反应放热，使体系温度升高，压强增大，即不一定是铁发生了析氢腐蚀，A项正确；无论发生化学腐蚀还是析氢腐蚀，铁粉均发生反应：Fe－2e－＝Fe2+，B项错误；Fe发生电化学腐蚀，Fe作负极，发生氧化反应，C作正极，C表面发生还原反应，C项正确；结合分析可知，t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀，D项正确。【变式32】在一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示，下列说法正确的是（）。pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO2－A．当pH＜6.5时，碳钢主要发生化学腐蚀B．当pH＜4和pH＞13.5时，碳钢主要发生析氢腐蚀C．pH越大，碳钢的腐蚀速率越慢D．pH＝14时，负极反应为4OH－+Fe－3e－＝FeO2－+2H2O【答案】D【解析】当pH＜4时，碳钢主要发生化学腐蚀，当4＜pH＜6.5时，主要发生电化学腐蚀，A项错误；当pH＜4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当pH＞13.5，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B项错误；从表中信息可以得出，pH在6~8之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但pH＞8时，碳钢的腐蚀速率加快，C项错误；pH＝14时，在负极，Fe失电子的产物与OH－反应生成FeO2－等，电极反应式为4OH－+Fe－3e－＝FeO2－+2H2O，D项正确。►问题四金属的防护【典例4】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是（）。A．加入AgNO3溶液产生沉淀B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C．加入KSCN溶液无红色出现D．加入K3［Fe（CN）6］溶液无蓝色沉淀生成【答案】D【解析】氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，A不符合题意；淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可碘化钾发生反应，B不符合题意；KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，C不符合题意；K3［Fe（CN）6］是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3［Fe（CN）6］溶液就不会出现蓝色沉淀，D符合题意。【解题必备】金属的防护：电化学防护牺牲阳极保护法外加电流阴极保护法原理原电池原理电解原理措施被保护的金属作正极(阴极)，以一种活动性较强的金属作负极(阳极)被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源应用如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等示意图【变式41】下列关于金属的电化学腐蚀与防护的说法正确的是A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀B．钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C．金属M比铁活泼，电子由钢铁输水管流出D．阴极的电极反应式为【答案】B【解析】铜板打上铁铆钉后，铁、铜与水膜形成原电池，铜做正极被保护，则铜板不易被腐蚀，A项错误；钢闸门与电源的负极相连防止钢闸门腐蚀的方法为外加直流电源的阴极保护法，B项正确；金属M比铁活泼，在潮湿的环境中M与铁构成原电池，M做负极被损耗，则电子由金属M流出，C项错误；由图可知，与电源负极相连的铁管道为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—=2OH—+H2↑，D项错误。【变式42】利用如图装置探究铁的腐蚀与防护，下列说法错误的是A．装置Ⅰ中铁发生析氢腐蚀B．装置Ⅱ中铁电极上发生还原反应C．装置Ⅰ中石墨电极附近溶液pH上升D．装置Ⅱ模拟了牺牲阳极的阴极保护法【答案】A【解析】装置Ⅰ中电解质溶液为中性，活泼金属铁作负极，发生氧化反应，正极反应为：O2+2H2O+4e=4OH，称为吸氧腐蚀，A项错误；装置Ⅱ中活泼金属锌作负极，则铁作正极，电极上发生还原反应，B项正确；装置Ⅰ中石墨电极作正极，电极反应为O2+2H2O+4e=4OH，则附近溶液pH上升，C项正确；装置Ⅱ中锌作负极，发生氧化反应，被腐蚀，铁作正极，没有被腐蚀，模拟了牺牲阳极的阴极保护法，D项正确。1．相同材质的铁在下列四种情况下不易被腐蚀的是()ABCD【答案】C【解析】A项，铁、铜和醋酸构成原电池，铁易失电子作负极，则铁加速被腐蚀；B项，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池的形成条件，铁作负极，碳作正极，则铁加速被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，铁不易被腐蚀；D项，符合原电池的形成条件，酸雨作电解质溶液，铁作负极，则铁加速被腐蚀。2．下列有关金属的腐蚀与防护叙述正确的是A．铁管上镶嵌锌块，采用的是牺牲阳极法使铁不易被腐蚀B．用锡焊接的铁质品，焊接处不易腐蚀C．用铁电极电解饱和食盐水：D．用外加电流法保护钢铁设备时，将设备连接电源正极【答案】A【解析】铁块上镶嵌锌块，锌金属活动性强于铁，作负极起到保护铁管的作用，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，A项正确；铁的金属活动性强于锡，用锡焊接的铁制品，焊接处铁作负极较易被腐蚀，B项错误；C．用铁作电极电解饱和食盐水，阳极上铁失电子而不是氯离子失电子，C项错误；用外加电流法保护钢铁设备，设备连接电源负极，D项错误。3．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4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pH逐渐减小【答案】C【解析】由题意可知，生铁片中的铁和碳在pH为4的雨水中构成原电池，生铁片开始发生析氢腐蚀，铁做负极发生氧化反应，碳做正极，氢离子在正极发生还原反应，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，铁做负极发生氧化反应，碳做正极，氧气在正极发生还原反应。由分析可知，生铁片腐蚀过程中碳是原电池的正极，A项错误；由分析可知，生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，B项错误；由分析可知，墨水回升时，生铁片发生吸氧腐蚀，碳做正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—，C项正确；生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片发生吸氧腐蚀，整个过程中溶液的酸性是逐渐降低的，具支试管中溶液pH逐渐增大，D项错误。4．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为Fe－2e－==Fe2＋，A错误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，B错误；活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，C项正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，D项错误。5．为防止铁管道腐蚀分别采取了如下甲、乙两种方法，下列有关说法错误的是（）。A．方法甲叫作牺牲阳极保护法，R可以选择Zn、Cu等金属B．方法乙叫作外加电流阴极保护法C．两种方法的实质均是阻止铁发生氧化反应而腐蚀D．在潮湿的酸性土壤中，铁管道主要发生析氢腐蚀【答案】A【解析】方法甲是将铁管道与金属R相连，因此叫作牺牲阳极保护法，R可以选择Zn，但不能选择Cu，因为铜放热金属性弱于铁，A项错误；方法乙与外接电源负极相连，叫作外加电流阴极保护法，B项正确；铁失去电子被氧化而被腐蚀，则两种方法的实质均是阻止铁发生氧化反应而腐蚀，C项正确；在潮湿的酸性土壤中氢离子浓度较大，铁管道主要发生析氢腐蚀，D项正确。6．某小组同学研究84消毒液（主要成分为NaClO）对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉（铁碳合金）和纯铁粉分别浸没于10mL84消毒液中，记录现象如下：1小时2小时5小时铁钉无明显现象铁钉表面出现少量红褐色物质铁钉表面“生长”出大量红褐色物质纯铁粉无明显现象无明显现象无明显现象下列说法正确的是（）。A．铁钉主要发生的是化学腐蚀B．铁钉腐蚀后的溶液中c（Cl－）增大C．铁粉的腐蚀速率慢主要是由于其表面积大D．84消毒液有强氧化性，因此Fe被腐蚀时发生：Fe－3e－＝Fe3+【答案】B【解析】铁钉为铁碳合金，主要发生的是电化学腐蚀，A说法错误；铁钉腐蚀后，次氯酸根离子生成为氯离子，溶液中c（Cl－）增大，B项正确；铁粉的腐蚀速率慢主要是铁粉与次氯酸钠不发生化学腐蚀，C项错误；84消毒液有强氧化性，铁钉发生电化学腐蚀，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+，D项错误。7．（2024重庆市鲁能巴蜀中学校高二上学期1月期末）铜丝缠绕在铁钉上，进行如图所示的实验，下列对实验现象的解释合理的是A．向铜丝周围滴加两滴酚酞出现红色：2H2O+2e—=H2↑+2OH—B．铁钉溶解：Fe—3e—=Fe3+C．向铁钉周围滴加两滴铁氰化钾出现蓝色：Fe2++K++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓D．电流方向是从铁钉到铜丝【答案】C【解析】由图可知，铁钉和铜丝在氯化钠溶液中构成原电池，金属性强于铜的铁钉做原电池的负极被损耗生成亚铁离子，铜丝做正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子。由分析可知，铜丝做正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，放电生成的氢氧根离子使滴入的酚酞溶液变红色，A项错误；由分析可知，金属性强于铜的铁钉做原电池的负极被损耗生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e﹣=Fe2+，B项错误；由分析可知，金属性强于铜的铁钉做原电池的负极被损耗生成亚铁离子，放电生成的亚铁离子与滴入的铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓，C项正确；由分析可知，金属性强于铜的铁钉做原电池的负极，铜丝做正极，则电流方向是从铜丝到铁钉，D项错误。8．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。（1）请写出有关电极反应式：①铁棒上电极反应式：___________________。②碳棒上电极反应式：___________________。（2）该图所表示的是________（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀。（3）若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示________（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀原理；若用牺牲阳极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为________棒。【答案】（1）①2Fe－4e－2Fe2+②O2+2H2O+4e－4OH－（2）吸氧（3）析氢；锌（或其他比Fe活泼的金属）【解析】电解质是氯化钠溶液，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，负极反应是2Fe－4e－2Fe2+，正极反应是O2+2H2O+4e－4OH－。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。1．镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是（）。A．褪色原因为I2被Fe还原B．液体分层后，上层呈紫红色C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈D．溶液恢复棕色的原因为I－被氧化【答案】D【解析】Zn比Fe活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与I2发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A项错误；液体分层后，I2在CCl4层，CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误；若镀层金属活泼性大于Fe，则Fe不易生锈，反之，若Fe活泼性大于镀层金属，则Fe更易生锈，由于活泼性：Zn＞Fe＞Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误；漂白粉的有效成分为Ca（ClO）2，其具有强氧化性，可将I－氧化，D项正确。2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A．在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀B．金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原C．轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法D．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：，继而形成铁锈【答案】C【解析】在酸性环境下，钢铁也可能直接发生化学腐蚀，A项错误；金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化的过程，B项错误；锌的金属性强于铁，与铁构成原电池时，锌是负极，铁是正极被保护，因此轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；在原电池中铁只能失去2个电子，转化为亚铁离子，D项错误。3．支撑海港码头基础的防腐技术，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述正确的是

A．高硅铸铁作用为传递电流和损耗阳极材料B．通电后外电路电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁C．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零D．该防腐技术为牺牲阳极的阴极保护法【答案】C【解析】高硅铸铁为惰性辅助阳极，作用为传递电流，没有作损耗阳极材料，A项错误；高硅铸铁为阳极，通电后，电子从阳极（高硅铸铁）经导线流向电源正极，负极流向阴极（钢管柱），B项错误；钢管桩为电解池的阴极，没有被损耗，其表面腐蚀电流接近为零，C项正确；在电流的作用下，该装置为外接电源的阴极保护法，D项错误。4．下列说法中错误的是A．图1表示钢铁发生吸氧腐蚀B．图2表示钢铁发生析氢腐蚀C．图3表示将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D．图4表示钢闸门作为阴极而受到保护【答案】C【解析】当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，A项正确；当钢铁表面的水膜显酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，B项正确；在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜做正极被保护，钢闸门做负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，C项错误；在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门做电解池的阴极，D项正确。5．用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下：分析图象，以下结论错误的是（

）A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快，D．两溶液中负极反应均为Fe2e→Fe2+【答案】C【解析】由图可知pH=2时压强随着反应的进行而增大，产生了大量气体，发生了析氢腐蚀，溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，A项正确；pH=4时压强随着反应的进行而减小，气体的量减少，发生了吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中生铁可能发生析氢腐蚀也可能发生吸氧腐蚀，B项正确；由两幅图可知变化相同的压强所用的时间不同，析氢腐蚀所用时间长而吸氧腐蚀所用的时间短，因而吸氧腐蚀的速率比析氢腐蚀快，C项错误；析氢腐蚀和吸氧腐蚀负极反应均为，D项正确。6．（2024陕西省西安市蓝田县城关中学大学区联考）学校化学兴趣小组模拟铝的电化学腐蚀实验从而探究铝制品表面出现白斑的原因，装置如图所示，下列说法错误的是A．铝在发生腐蚀的过程中将化学能转变成电能和热能B．电流从铝箔通过电流表流向活性炭C．活性炭粉的存在加速了铝箔的腐蚀D．该反应总反应为，生成的进一步脱水形成白斑【答案】B【解析】由图可知，该腐蚀为电化学腐蚀，该过程将化学能转变成电能和热能，铝箔作负极，活性炭作正极，电流从正极流向负极；铝在发生腐蚀的过程中将化学能转变成电能和热能，A项正确；电流应该从活性炭通过电流表流向铝箔，B项错误；活性炭粉的存在使铝箔发生电化学腐蚀，加速了铝箔的腐蚀，C项正确；由分析可知，铝为负极，空气中氧气得到电子，则该反应总反应为，生成的进一步脱水形成白斑，D项正确。7．（2024广东省揭阳市二模考试）某同学进行以下实验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法正确的是A．腐蚀过程中有生成B．边缘处红色说明：C．反应后中心区域溶液的pH>7D．反应过程中化学能完全转化为电能【答案】C【解析】取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和的食盐水，铁皮发生吸氧腐蚀，没有生成，A项错误；铁片发生吸氧腐蚀，Fe电极方程式为：，边缘处红色得原因是二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁，B项错误；铁片发生吸氧腐蚀，反应后中心区域溶液呈碱性，pH>7，C项正确；铁皮发生吸氧腐蚀得原理是原电池，但化学能不能完全转化为电能，D项错误。8．（2024河南省南阳市高二下学期期终质量评估）电化学理论在钢铁防腐、废水处理中有着重要应用价值。请按要求回答下列问题（1）下图为探究金属Fe腐蚀的