易错专题15 金属的腐蚀与保护（解析版）-2024-2025学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）

易错专15金属的腐蚀与保护聚焦易错点：►易错点一金属的腐蚀►易错点二金属的保护典例精讲易错点一金属的腐蚀【易错典例】例1（2024·福建·厦门英才学校高二期中）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，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降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【解析】装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；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而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。答案：B【解题必备】1.金属腐蚀(1)定义：金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(2)分类：类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。②电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。2．钢铁的电化学腐蚀：根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极：Fe－2e－=Fe2＋；正极：2H＋＋2e－=H2↑；总反应：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极：2Fe－4e－=2Fe2＋；正极：2H2O＋O2＋4e－=4OH－；总反应：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2。最终生成Fe2O3·xH2O，是铁锈的主要成分。3.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和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。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。4.钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。5．判断金属腐蚀快慢的规律(1)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)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(3)活泼性不同的两种金属，构成原电池活动性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，一般是电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。【变式突破】1．（2023·贵州·清华中学高二阶段练习）相同材料的铁制品在下图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()【解析】A中，铁作负极，腐蚀加快；B中，铁内含杂质碳，形成原电池，加快腐蚀；C中，铁受铜的保护，不发生腐蚀；D中，铁做原电池的负极，腐蚀加快。答案：C易错点二金属的保护【易错典例】例2（2023·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）下列对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处均可减缓铁的腐蚀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↑【解析】若X为碳棒，开关K置于A处，Fe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，Fe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，K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，K置于B处时，Fe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。答案：D【解题必备】金属的防护金属防护改变金属内部结构而增强抗腐蚀能力——不锈钢金属表面覆盖保护层涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜，金属的钝化电化学保护法外加电流的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法金属的防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化。从金属腐蚀的反应实质、影响因素等方面分析，确定金属防护的方法。根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀，如在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力；在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属气腐蚀性质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料，采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属；电化学保护是金属腐蚀防护的重要方法之一,其原理是利用外部电流使被腐蚀金属电位发生变化从而减缓或抑制金属腐蚀，电化学保护可分为阳极保护和阴极保护两种方法，牺牲阳极的阴极保护法的核心是正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属，外加电流的阴极保护法的实质阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。【变式突破】2．（2023·山东枣庄·高二期中）某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是__________________________。②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，正极电极反应式为_______________________________________________________________。③实验B所用的水要经过______处理；植物油的作用是_______________________________。④实验C中碱石灰的作用是__________________________________。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是____________________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。【答案】(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)②吸氧腐蚀O2＋4e－＋2H2O=4OH－③煮沸(或“除去氧气”)隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)④吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内环境干燥”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体体积减少不能【解析】铁钉内部含有碳，在铁发生电化学腐蚀时作正极，如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀；A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀，所以正极上发生的反应是氧气得到电子；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸。习题精练1．（2023上·河北保定·高二校联考期中）下列事实中，主要是吸氧腐蚀引起的是A．煤气灶炉头生锈 B．装浓硝酸的铁桶内部变黑C．纯银手链长时间佩戴后变黑 D．炒完菜的铸铁锅长时间用水浸泡导致生锈2．（2023上·河北沧州·高二校联考期中）下列现象与电化学腐蚀无关的是A．铝片可以露置在空中保存 B．铜线和铝线不能直接对接C．固定铜板的铁螺丝易生锈 D．“暖宝宝”撕开包装迅速发热3．（2023上·山东青岛·高二山东省青岛第五十八中学校考期中）下列说法正确的是A．铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀B．纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理不一样C．采用催化转换技术能提高汽车尾气中有害气体的平衡转化率D．“天宫”空间站使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转成电能4．（2023上·河北·高二校联考阶段练习）下列防止钢铁腐蚀的方法中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是A． B．C． D．5．（2023上·福建福州·高二福州高新区第一中学（闽侯县第三中学）校联考期中）北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于西汉的“长信宫灯”。下列说法正确的是A．青铜的熔点大于纯铜B．铜锈的主要成分是C．镏金层破损后，金作负极可以继续保护破损处的铜，此法称为牺牲阳极的阴极保护法D．铝合金表面氧化物薄膜可保护内部金属不被腐蚀6．（2023上·江苏苏州·高二苏州中学阶段练习）某小相同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验：将饱和食盐水与琼脂(凝固剂，不参与反应)的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和溶液，混合均匀，分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现象如表。已知：遇到能产生蓝色沉淀，对有关实验现象及分析不正确的是变红变蓝变红ⅰ．包裹铜片的铁钉ⅱ．包裹锌片的铁钉A．两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度ⅰ快B．该实验证明，若给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属，则破损后依旧可以防护C．培养皿ⅱ中对铁钉的防护是牺牲阳极的阴极保护法D．随着反应的进行，培养皿ⅰ和ⅱ中均出现红褐色浑浊7．（2023上·江苏苏州·高二江苏省苏州第一中学校阶段练习）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Na2SO4溶液代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀8．（2023上·山东青岛·高二校考期中）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．铁粉发生反应：B．时碳粉上发生了还原反应C．时压强增大的原因一定是铁发生了析氢腐蚀D．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9．（2023上·福建·高二福建省罗源第一中学校联考期中）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。下列说法正确的是A．pH=6.0时，正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH–B．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–3e-=Fe3+C．pH=4.0时，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀D．将铁换成铜进行实验，pH=2.0时，压强随时间变化的曲线走势与铁基本相同10．（2023上·辽宁·高二校联考期中）关于下列各装置图的叙述中不正确的是A．用装置①精炼铜，则b极为粗铜，电解质溶液为溶液B．装置②的总反应是C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀11．（2023上·江苏苏州·高二阶段练习）如图是模拟电化学反应的装置图。下列说法正确的是A．开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀B．开关K置于M处，电子从碳棒经开关K流向铁捧C．开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为D．开关K置于N处，则铁电极的电极反应式为12．（2023上·河北唐山·高二统考期中）下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是A．图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈B．图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀D．图③，若金属比活泼，可防止输水管腐蚀13．（2023上·河南郑州·高二郑州市第四十七高级中学校联考期中）关于下列各装置图的叙述正确的是A．图①装置实现铜的电解精炼，a极为精铜，离子导体为硫酸酸化溶液B．图②装置中电子由电极流向电极，盐桥中的移向溶液C．图③装置中钢闸门应与外接电源的正极相连获得保护D．图④两个装置中电流计指针偏转方向相同，正极上均产生氢气14．（2023上·河北保定·高二校联考期中）青铜器的腐蚀产物粉状锈的主要成分是碱式氯化铜［］。青铜器电化学腐蚀过程中，表面的粉状锈构成的电极与金属基体组成的电极构成原电池，原理如图，下列说法正确的是A．在酸性较强的溶液中易发生析氢腐蚀B．潮湿的空气中，粉状锈上的电极反应为C．将青铜长时间浸泡在稀硝酸中是除去青铜表面粉状锈的一种有效方法D．青铜基体与外接电源正极相连可以减缓青铜的腐蚀15．（2023上·北京海淀·高二统考期中）用如下装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法正确的是A．铁发生的电极反应：B．铁腐蚀过程中，化学能转化为热能C．炭粉的存在对铁腐蚀的速率无影响D．导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀16．（2023上·山东济南·高二山东师范大学附中校考阶段练习）研究金属腐蚀及防护的装置如图所示.下列有关说法不正确的是（

）图1

图2A．图1：a点溶液变红 B．若图2中为铜，海水换成稀硫酸，则铜棒产生C．图2：若为锌，则铁不易被腐蚀 D．图1：点产生的铁锈比点的少17．（2023上·江苏苏州·高二苏州中学阶段练习）电化学是化学研究重要分支，请回答下列问题：(1)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。①放电时，电解质溶液中硫酸的浓度(填“增大”“减小”或“不变”)，当外电路通过时，理论上负极板的质量增加g。②用该蓄电池作电源，进行铁钉镀锌，电解一段时间后，电解质溶液的浓度。(填“增大”“减小”或“不变”)，若电解一段时间后将电源正负极反接，则铁钉(填“能”“否”)复原。(2)以燃料电池为电源电解法制取，二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。①图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取，阳极产生的反应式为。②电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多时(标准状况，忽略生成的气体溶解)，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为(精确到小数点后两位)。(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_______。A．④>②>③>① B．②>①>③>④ C．④>②>①>③ D．③>②>④>①18．（2023上·江苏苏州·高二江苏省苏州第一中学校阶段练习）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为。(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为。(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。①图2电池负极区的电极反应为。②若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现色，c位置的电极反应式为。③若用KI-淀粉常液漫湿速纸，用导线将b与A．B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的填"A"或“B")电极。19．（2023上·福建漳州·高二校联考期中）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，完成表格空白(已知铁氰化钾溶液遇亚铁离子显蓝色，常用于亚铁离子的检验)；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滴铁氰化钾溶液b点周围出现蓝色沉淀b点电极反应为②根据以上实验探究，试判断③(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。(4)图丙中钢闸门应与外接电源的相连(填“正极”或“负极”)钢闸门不会被腐蚀，属于保护法。(5)金属阳极钝化是另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，写出该阳极电极反应式是。20．（2023上·福建福州·高二校联考期中）某小组学生研究常见的金属腐蚀现象，分析其原理。按要求回答下列问题。实验①②③④浓度50mL4mol/L溶液50mL2mol/L溶液50mL4mol/L溶液50mL4mol/L溶液温度/℃20202040固体形状块状Zn块状Zn粉末状Zn块状Zn(1)化学反应速率由快到慢的顺序为。(填序号，下同)探究浓度对化学反应速率影响的是；探究温度对化学反应速率影响的是；①③探究对化学反应速率影响。某同学查资料得知向上面的实验体系中加入硫酸铜固体能加快反应速率，其原因为。(2)乙同学将锥形瓶内壁用酸化的饱和食盐水润洗后，放入混合均匀的铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时用压强传感器测得锥形瓶内压强的变化，如图所示。

①0~时，碳粉表面生成的气体为。②~时，碳粉表面发生的电极反应式为。③0~电化学腐蚀过程中，铁极的电极反应式为。(3)丙同学研读如下一次性保暖贴说明书，并分析暖贴工作原理。品名：一次性保暖贴主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂产品性能：平均温度55，最高温度63，发热时间12小时以上①暖贴工作时，铁粉发生的反应为(填“氧化反应”或“还原反应”)。②暖贴发热时，正极材料为；食盐的作用为。③当暖贴放热结束时，铁粉转化成的物质中可能含有。(填两种物质)参考答案1．D【详解】A．燃气灶使用中会受到空气中的氧气的侵蚀，长时间使用后可能导致燃气灶表面生锈，主要是因为化学腐蚀，A项不符合题意；B．装浓硝酸的铁桶变黑是因为发生钝化，不是吸氧腐蚀引起的，B项不符合题意；C．银单质化学性质较稳定，纯银不能形成原电池，C项不符合题意；D．炒完菜的铸铁锅长时间存留盐液时出现锈斑，发生吸氧腐蚀，酸性条件下发生析氢腐蚀，故D符合题意；故选D。2．A【详解】A.铝片在空气中易形成致密的氧化物保护膜，与电化学无关，A项符合题意；B.铜、铝、潮湿的空气构成原电池，属于电化学腐蚀，B项不符合题意；C.铁、铜、潮湿的空气构成原电池，属于电化学腐蚀，C项不符合题意；D.“暖宝宝”中铁粉、碳粉、氯化钠、水构成原电池，反应放热，属于电化学腐蚀，D项不符合题意；故选A。3．B【详解】A．Cu不能置换酸中的氢离子，所以铜制品不能发生析氢腐蚀，故A错误；B．纯银器表面在空气中因发生化学腐蚀生成Ag2O而变暗，不是电化学腐蚀，钢铁表面生锈腐蚀原理是Fe和C在电解质溶液中形成原电池，是电化学腐蚀，故B正确；C．催化剂不能提高平衡转化率，只能改变反应速率，故C错误；D．太阳能电池阵是将太阳能转变为电能，锂离子电池组是将化学能转变成电能，故D错误；故选：B。4．B【详解】A．牺牲阳极的阴极保护法属于原电池保护，选项中铁管道为阴极，该方法属于外加电源保护法，A错误；B．选项中Mg作负极，对作正极的钢铁水管起到保护作用，属于牺牲阳极的阴极保护法，B正确；C．钢闸门在阳极发生氧化反应，加快钢闸门腐蚀，C错误；D．喷油漆属于隔绝氧气保护方法，D错误；故答案为：B。5．D【详解】A．青铜是铜的合金，合金熔点低于成分金属，青铜的熔点低于纯铜，A错误；B．铜锈的主要成分为碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3，B错误；C．铜比金活泼，镏金层破损后，铜作负极会导致铜被加速锈蚀，C错误；D．铝合金表面氧化物薄膜，性质稳定，阻止合金和空气接触发生反应，可以保护内部金属不被腐蚀，D正确；故选D。6．D【分析】由图可知，培养皿ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，铁为原电池的负极、铜为正极，铁钉的腐蚀速率加快，培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀，锌为原电池的负极、铁为正极，铁钉被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，所以培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速度快。【详解】A．由分析可知，培养皿ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀，培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速度快，故A正确；B．由分析可知，该探究实验证明若给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属，则破损后依旧可以防护，所以金属的防护需要给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属，故B正确；C．由分析可知，培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀，铁为正极，铁钉被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；D．由分析可知，随着反应的进行，培养皿ⅱ中铁收到了保护，锌为负极，铁为正极，不会出现红褐色浑浊，培养皿ⅰ中铁为负极变为亚铁离子，后面亚铁离子和氢氧根反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和氧气反应生活才能氢氧化铁，因此会出现红褐色浑浊，故D错误；故选D。7．C【详解】A．该装置中发生吸氧腐蚀，Fe作负极，失电子得到Fe2+，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；B．铁腐蚀过程中发生电化学反应，部分化学能转化为电能，放热，所以还存在化学能转化为热能的变化，故B错误；C．Fe、C和电解质溶液构成原电池，Fe易失电子被腐蚀，加速Fe的腐蚀，故C正确；D．用Na2SO4代替NaCl溶液，溶液呈中性，是强电解质溶液，Fe发生吸氧腐蚀，故D错误；故答案为：C。8．C【分析】由图2可知，0—t1时锥形瓶中气体压强增大，说明铁与醋酸溶液反应生成氢气使锥形瓶内气体的物质的量增大，反应生成的氢气可能是铁直接与醋酸发生化学腐蚀而得，也可能是铁、碳在醋酸溶液中构成原电池，铁发生析氢腐蚀而得；t1以后，锥形瓶内气体压强减小，说明溶液pH减小，铁、碳在溶液中构成原电池，铁发生吸氧腐蚀导致容器内氧气的物质的量减小；t2时，锥形瓶中压强明显小于起始压强，说明铁、碳在溶液中构成原电池，铁发生了吸氧腐蚀。【详解】A．由分析可知，实验中铁可能发生化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀，腐蚀过程中，铁均是失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，反应式为，故A正确；B．由分析可知，时铁、碳在溶液中构成原电池，碳为原电池的正极，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，故B正确；C．由分析可知，时压强增大说明铁与醋酸溶液反应生成氢气使锥形瓶内气体的物质的量增大，反应生成的氢气可能是铁直接与醋酸发生化学腐蚀而得，也可能是铁、碳在醋酸溶液中构成原电池，铁发生析氢腐蚀而得，故C错误；D．由分析可知，t2时，锥形瓶中压强明显小于起始压强，说明铁、碳在溶液中构成原电池，铁发生了吸氧腐蚀，故D正确；故选C。9．C【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=6.0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减小，也说明有吸氧腐蚀；因此正极电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O，A错误；B．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+，B错误；C．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，C正确；D．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，D错误；故答案为：C。10．A【详解】A．根据电流的方向可知a为电解池的阳极，则用来精炼铜时，a极为粗铜，A错误；B．铁比铜活泼，为原电池的负极，负极反应为，铜为原电池的正极，正极反应为，故总反应是，B正确；C．装置③为外加电流保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电子从电源负极流出，防止铁被氧化，C正确；D．浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁难以被腐蚀，D正确；故选A。11．A【详解】A．开关K置于N处，构成外加电源的阴极保护法，铁受到保护，可以减缓铁的腐蚀，A正确；B．开关K置于M处，构成原电池，活泼金属铁是负极，电子从铁棒经开关K流向碳捧，B错误；C．开关K置于M处，构成原电池，铁为负极，则铁电极的电极反应式为Fe-2e‑=Fe2+,C错误；D．开关K置于N处，铁为阴极，发生得电子还原反应，D错误；答案选A。12．C【详解】A．潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀；干燥空气中无水，不能发生吸氧腐蚀，铁钉不易生锈，A正确；B．断开电源后，该装置为原电池装置，铁钉作负极，失电子被氧化，在海水中发生吸氧腐蚀，B正确；C．应该将钢铁闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀，防腐蚀原理为外加电源的阴极保护法，C错误；D．若金属M比铁活泼，将M与铁相连，为牺牲阳极的阴极保护法，可保护铁，D正确；故选C。13．D【详解】A．根据电流判断a为阴极，因此a为精铜，离子导体为溶液，故A错误；B．做负极做正极，电子由负极流向正极，在电解质溶液中阳离子向正极移动，故B错误；C．要保护钢闸门，应与电源的负极相连，故C错误；D．两个装置中左边都是负极，右边都是正极因此电流计指针偏转方向相同，正极都是氢离子的电子，因此都产生氢气，故D正确；故选D。14．B【详解】A．的活动性比H弱，不能发生析氢腐蚀，A项错误；B．由图可知，潮湿的空气中，O2在粉状锈上得到电子生成OH-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电解方程式为：，B项正确；C．稀硝酸会和Cu反应，将青铜损坏，C项错误；D．青铜作阳极会加快青铜的腐蚀，D项错误；故选B。15．B【详解】A．铁发生的电极反应：，故A错误；B．铁腐蚀过程中，试管发热，说明化学能转化为热能，故B正确；C．铁粉、炭粉、氯化钠溶液构成原电池，炭粉的存在加快铁腐蚀的速率，故C错误；D．铁腐蚀过程中，试管内温度升高，气体膨胀，导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀，故D错误；选B。16．D【分析】食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀；【详解】A．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，反应式：，则a点处有氢氧根离子生成，即a点溶液变红，故A正确；B．若为铜，海水换成稀硫酸，则Fe作负极，Cu作正极，在正极发生得电子的还原反应：，故B正确；C．Fe与Zn形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，故C正确；D．食盐水的边缘处，与空气中的氧气接触，氧气得电子，即a为正极，b点为负极，负极被腐蚀，生成的Fe2+移动到a极形成铁锈，所以a点产生的铁锈比b点的多，故D错误；答案选D。17．(1)减小24不变否(2)(3)C【分析】放电时铅蓄电池电解质溶液中硫酸浓度减小；放电时，负极板上增加的质量是硫酸根的质量；图示装置以燃料电池为电源电解法制取，阳极反应式为，阴极反应式为；各容器中均盛有海水，④中铁做电解池的阳极，最快被腐蚀，②中铁做原电池的负极，腐蚀速率次之，③中铁做电解池的正极，腐蚀速率小于①，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③。【详解】（1）放电时，正极上二氧化铅得电子，与电解质中的硫酸生成硫酸铅，负极上铅失电子，与电解质中的硫酸生成硫酸铅，故随着反应进行，电解质溶液中硫酸的浓度减小；当外电路通过时，则硫酸根离子参与反应生成硫酸铅，理论上负极板的质量增加；②用该蓄电池作电源，进行铁钉镀锌，电解质溶液的浓度不变；若电解一段时间后将电源正负极反接，镀锌后的铁钉做阳极失电子，铁钉不能复；（2）阳极产生的反应式为阴极上，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多，其物质的量为，由电极反应式可知，当转移电子时，阴极收集到的气体比阳极收集到气体多，则阴极收集到的气体比阳极收集到气体多时转移电子，通过阳离子交换膜的阳离子为或；（3）④中铁做电解池的阳极，最快被腐蚀，②中铁做原电池的负极，腐蚀速率次之，③中铁做电解池的正极，腐蚀速率小于①，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③。18．(1)②③(2)(3)红B【分析】钢铁的腐蚀常用牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法防护；燃料电池的电极方程式书写要注意电解质溶液，如CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计的燃料电池，负极甲醇失去电子同时结合氢氧根离子生成碳酸盐，结合原电池和电解池原理碱性分析即可。【详解】（1）为防止金属Fe被腐蚀，可以采用②装置，选择比铁更活泼的金属锌做负极失电子，从而铁作为正极被保护；或者选用③装置，连接外接电源，将被保护的铁和电源负极相连做阴极；③铁做阴极材料，石墨做阳极材料，相当于电解食盐水，故总反应方程式为：；（2）以CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计成燃料电池，甲醇失去电子同时结合氢氧根离子生成碳酸根离子，则负极的电极反应式为：；（3）据图分析，A为原电池的负极，NaBH4在此电极失去电子；B为原电池的正极，H2O2在正极得到电子。故电池负极区的电极反应为：；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则负极为锌失去电子，正极则为，故溶液呈现碱性，酚酞溶液变红；若用KI-淀粉常液漫湿速纸，用导线将b与A，B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，说明c点发生了碘负离子失去电子变成碘单质的反应，则b为阳极，则b接的是电源的正极即B电极。19．(1)ACD(2)减慢NaCl溶液中溶解氧的浓度(3)b(4)负极外加电流的阴极(5)【分析】要加快原电池反应的进行，一方面可以增大负极金属与电解质的接触面积，另一方面可增大电解质的浓度；要阻止金属失电子，从而保护金属不被腐蚀，需设法阻止金属失电子。【详解】（1）A．用纯氧气代替试管内空气，反应速率加快，O2的浓度减小快，容器内气体的压强减小快，液柱上升明显，A符合题意；B．用酒精灯加热试管提高温度，水中溶解的氧气量减少，氧气的消耗量反而减少，另外，气体的体积膨胀，液柱难以上升，B不符合题意；C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，铁粉与电解质的接触面积增大，反应速率加快，氧气的消耗量增多，液柱上升明显，C符合题意；D．换成更细的导管，水中滴加红