4.3 金属的腐蚀与防护-2024-2025学年高二化学讲义解题大招（人教版）

PAGE14.3金属的腐蚀与防护【两大必考点+三大秒杀招+四大题型+分层训练】课前预习课前预习+知识精讲知识点01金属的腐蚀1.概念：金属或合金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。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。2.根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：3．钢铁的电化学腐蚀类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性负极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·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍4.实验探究：电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀实验操作实验现象实验解释导管中液面上升装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀(2)电化学腐蚀与化学腐蚀速率比较实验操作实验现象实验解释①试管中产生气泡的速率快Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，发生电化学腐蚀，产生气泡的速率更快(3)结论：①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。知识点02金属的防护金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。1.金属的防护的本质阻止金属发生化学反应，基本思路是防止金属与化学物质直接接触，防止金属做原电池的负极。2.金属防护的几种重要方法（1）改变金属的内部组织结构合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如:不锈钢。在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。（2）在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;用化学方法使金属表面钝化，形成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。（3）电化学保护法:金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。①牺牲阳极法原理：原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。【实验探究1】如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。实验装置电流表阳极(负极区)阴极(正极区)现象指针偏转Zn溶解有气泡产生，无蓝色沉淀生成有关反应—Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑结论溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀【实验探究2】在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液混合均匀，取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。实验装置现象铁钉周围变红铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红结论铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀②外加电流法原理：电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。解题大招解题大招大招01金属腐蚀易错点金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。大招02电化学腐蚀总结（１）吸氧腐蚀和析氢腐蚀的本质都是被腐蚀金属做原电池的负极，发生氧化反应。（２）吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，按照金属活动性顺序，“Ｈ”前金属既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，“Ｈ”后金属只能发生吸氧腐蚀。（３）发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀主要由水膜酸碱性决定，酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱时发生吸氧腐蚀。大招03判断金属腐蚀快慢的规律：1.电解原理引起的腐蚀（做阳极）＞原电池原理引起的腐蚀（做负极）＞化学腐蚀＞有防护腐蚀措施的腐蚀（做正极）＞有防护腐蚀措施的腐蚀（做阴极）；2.同种金属的腐蚀在强电解质中＞弱电解质中＞非电解质中；3.活泼性不同的两金属组成原电池，活泼性差别越大，腐蚀越快；4.对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件。题型分类题型分类题型01金属的腐蚀【例1】下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是A．铝不易与氧气发生反应，具有很强的抗腐蚀能力B．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀C．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀D．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程【答案】A【解析】A．铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能饱和内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，故A错误；B．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀，故B正确；C．中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀，则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，故C正确；D．金属腐蚀时失电子生成阳离子，则金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，故D正确；故选A。【变式1-1】以下现象与电化学腐蚀无关的是A．生铁比软铁芯（纯铁）容易生锈 B．电工操作规定不能将铝线、铜线直接相连使用C．银质器皿久置后表面变暗 D．“暖宝宝”撕开包装迅速发热【答案】C【解析】A．生铁中含有碳，在电解质溶液中形成原电池反应，铁做原电池的负极发生氧化反应被腐蚀，所以容易生锈，与电化学腐蚀有关，故A不符合；B．铜、铝在潮湿的空气中能构成原电池，铝做原电池的负极被损耗，所以不能将铝线和铜线接在一起，则电工操作中不能将铝线和铜线接在一起与电化学腐蚀有关，故B不符合；C．银质器皿久置后表面变暗是因为金属银与空气中的氧气、硫化氢等反应生成了氧化银、硫化银等的结果，该反应属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C符合；D．“暖宝宝”撕开包装迅速发热是因为铁、碳在氯化钠溶液中构成了原电池，铁做原电池的负极发生吸氧腐蚀而放出热量的缘故，则“暖宝宝”撕开包装迅速发热与电化学腐蚀有关，故D不符合；故选C。【变式1-2】下列事实与电化学腐蚀无关的是A．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈B．黄铜(Cu―Zn合金)制的铜锣不易生锈C．铜、铝电线一般不直接连接起来作导线D．光亮的自行车钢圈不易生锈【答案】D【解析】A．生铁的成分中含有金属铁和碳，可以形成原电池，金属铁为负极，负极金属易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不选；B．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣中，金属铜做正极，是被保护的电极，不易生锈，与电化学腐蚀有关，故B不选；C．铜、铝电线连接易形成原电池，铝做负极被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故C不选；D．光亮的自行车钢圈说明镀层没有磨损，自行车钢圈只有镀层和外界接触，因而不会发生电化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故选D；故答案选D。题型02析氢腐蚀与吸氧腐蚀【例2】钢铁的电化学腐蚀(1)实验探究——钢铁的电化学腐蚀原理

①向铁粉中加入碳粉的目的是；②实验现象：a装置右边的小试管中液面；b装置中右边小试管中液面。(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钢铁的吸氧腐蚀：通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生腐蚀。负极反应式：；正极反应式：。总反应式：。Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3：，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。②钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液较强时，腐蚀过程中有放出。其中，Fe是极，C是极。负极反应式：；正极反应式：。总反应式：。随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。【答案】(1)碳作原电池的正极上升下降(2)吸氧2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3酸性H2负正Fe-2e-=Fe2+2H+＋2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑【解析】（1）①向铁粉中加入碳粉的目的是使得碳作为原电池的正极，和铁构成原电池；②酸性条件下，铁发生析氢腐蚀生成氢气，中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀消耗氧气；故实验现象：a装置右边的小试管中液面上升；b装置中右边小试管中液面下降；（2）①钢铁的吸氧腐蚀：通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，水膜为中性或弱酸性，将会发生吸氧腐蚀。负极铁失去电子生成亚铁离子，反应式2Fe-4e-=2Fe2+；正极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式O2+2H2O+4e-=4OH-。总反应为铁和氧气、水生成氢氧化亚铁：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。Fe(OH)2被空气中氧气进一步氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。②钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有氢气放出。其中，Fe失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，是负极，C极的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，是正极。负极反应式：Fe-2e-=Fe2；正极反应式：2H+＋2e-=H2↑。总反应式：Fe+2H+=Fe2++H2↑。随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。【变式2-1】如图装置中，有如下实验现象：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形管中的液面。以下解释不合理的是

A．雨水酸性较强时，生铁片开始发生析氢腐蚀B．一段时间后，往U形管中滴加溶液，会有蓝色沉淀产生C．导管内红墨水液面回升时，正极反应为D．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性【答案】D【解析】A．pH=4的雨水，其酸性较强，生铁片在该雨水中发生析氢腐蚀，故A合理；B．U形管中发生反应，所以滴加溶液，会有蓝色沉淀产生，故B合理；C．开始时正极反应为，由于生成，气体压强增大，开始时插在小试管中的导管内的液面下降；随着反应的进行，雨水的酸性逐渐减弱，最后发生了吸氧腐蚀，正极反应为，故导管内红墨水液面回升，故C合理；D．生铁片中以铁为负极，碳为正极，水膜为电解质溶液的大量小型原电池，则生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性，所以纯铁比生铁耐腐蚀，故D不合理；故选：D。【变式2-2】在潮湿的环境中，钢铁发生腐蚀的示意图如图所示。下列说法错误的是A．图甲、图乙描述的分别是钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀B．图甲、图乙中负极发生的反应均为Fe-3e-=Fe3+C．图甲、图乙中正极反应不同的原因是电解质溶液的酸碱性不同D．图甲、图乙中负极腐蚀的最终产物都是Fe2O3·xH2O【答案】B【解析】A．据图可知，图甲中Fe被腐蚀时生成氢气，为析氢腐蚀，图乙中Fe被腐蚀时吸收氧气，为吸氧腐蚀，A正确；B．原电池中，Fe参与电极反应时，反应式为Fe-2e-=Fe2+，B错误；C．一般情况下强酸性环境中铁发生析氢腐蚀，中性、碱性环境中发生吸氧腐蚀，即正极反应不同的原因是电解质溶液的酸碱性不同，C正确；D．Fe被氧化为Fe2+后，继而生成Fe(OH)2，然后在潮湿环境中被氧气氧化为Fe(OH)3，再进一步转化为Fe2O3·xH2O，D正确；综上所述答案为B。题型03金属的防护【例3】下列金属防腐的措施中，使用外加电流法的是A．汽车底盘喷涂高分子膜 B．金属护栏表面涂漆C．地下钢管连接镁块 D．水中的钢闸门连接电源的负极【答案】D【解析】A．汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，A不符合题意；B．金属护栏表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外加电源，B不符合题意；C．镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，C不符合题意；D．水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，D符合题意；故选D。【变式3-1】下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是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．改变金属的内部结构，将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀【答案】A【解析】A．有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀为形成原电池的电化学腐蚀，故A错误；B．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法，故B正确；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，故C正确；D．通过添加其他金属元素，改变金属的内部结构，将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀，故D正确；故选A。【变式3-2】牺牲阳极法是港珠澳大桥采用的重要防腐措施之一。下列说法错误的是A．可选用铝作为牺牲阳极B．牺牲阳极法利用了原电池原理C．钢铁在海水中易发生析氢腐蚀D．研制耐腐蚀的新型材料是解决金属腐蚀问题的重要途径【答案】C【解析】A．采用牺牲阳极法保护阴极时，铝作原电池的负极被氧化，铁被保护，A正确；B．牺牲阳极法保护阴极，参考选项A，铝作原电池的负极，即利用的是原电池原理，B正确；C．海水的pH一般在8.0~8.5，碱性条件下钢构件的腐蚀主要是吸氧腐蚀，C错误；D．金属在海水中更容易被腐蚀，研制耐腐蚀的新型材料是解决金属腐蚀问题的重要途径，D正确；故选C。题型04金属腐蚀快慢的比较【例4】下图所示装置的烧杯中均盛有溶液，其中铁片最易被腐蚀的是A． B． C． D．【答案】D【解析】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，A中Fe发生化学腐蚀，B中Fe作阴极被保护，C中Fe作正极被保护，D中Fe作负极加速被腐蚀，故选D。【变式4-1】下列装置中四块相同的锌片。放置一段时间后腐蚀速率由快到慢的顺序A．④①③② B．①②③④ C．①③②④ D．①④②③【答案】C【解析】①中锌作原电池的负极，被腐蚀；②中锌发生化学腐蚀；③中Cu为正极，锌作原电池的负极，被腐蚀；④中Zn与外接电源的负极相连为阴极，被保护；①③中锌都是作原电池的负极，被腐蚀，但是①中的氧化还原反应更容易发生，Zn腐蚀的更快；所以腐蚀速率由快到慢的顺序是①③②④；故选：C。【变式4-2】下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是A．①比②慢 B．③比④快 C．⑤比⑥快 D．①比③慢【答案】C【解析】A．②中是干燥、相对无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比②快，A错误；B．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则③比④慢，B错误；C．⑤中铁与铜丝构成原电池、铁为负极被氧化而腐蚀，⑥中铁与锌构成原电池、锌为负极被氧化而腐蚀、铁为正极被保护，则⑤比⑥快，C正确；D．③中是无氧环境，故不容易发生腐蚀，则①比③快，D错误；答案选C。分层训练分层训练【基础过关】1．化学与生产、生活息息相关，下列说法正确的是A．铁质菜刀镶嵌铜把手可以缓解菜刀的腐蚀 B．铜质雕像在酸雨中发生析氢腐蚀C．太阳能电池板可将电能转化为化学能 D．暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀【答案】D【详解】A．Fe、Cu和表面的水膜构成原电池，较活泼的铁易失电子而作负极，故加速菜刀的腐蚀，故A错误；B．铜与氢离子不反应，故铜不会发生析氢腐蚀，故B错误；C．太阳能电池板可将太阳能转化为电能，故C错误；D．暖气片表面刷油漆可将金属和空气中的氧气以及水蒸气隔绝，防止金属腐蚀，故D正确；答案选D。2．下列说法错误的是A．粗铜精炼时，粗铜应与电源的正极相连B．酸式或碱式滴定管在使用前需要检查是否漏液C．牺牲阳极保护法——在锅炉内壁安装若干锌块D．在酸性环境中，由于腐蚀过程中不断有放出，因此该过程被称为吸氧腐蚀【答案】D【详解】A．粗铜电解精炼时，粗铜为阳极，应与电源的正极相连，纯铜为阴极，粗铜被氧化，在阴极上析出铜，A正确；B．酸式或碱式滴定管在使用前需要检查是否漏液‌，这是因为滴定管带有活塞或瓶塞，如果存在漏水现象，会影响实验的准确性和可靠性，B正确；C．锌的活泼性比铁强，锅炉内壁装上若干锌块的防腐原理是利用了原电池的原理，称为牺牲阳极的阴极保护法，C正确；D．在酸性环境中，由于腐蚀过程中不断有放出，因此该过程被称为析氢腐蚀，D错误；故选D。3．在生产、生活中金属腐蚀所带来的损失非常严重。下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可有效保护铁锅不被腐蚀B．福建号航母使用高性能富锌底漆利用了牺牲阳极保护法防腐C．将海水中的钢闸门与外加直流电源的正极相连，使其受到保护D．右图中铁棒底端的腐蚀速率比中间部位腐蚀速率慢【答案】C【详解】A．铁锅表面加聚四氟乙烯涂层可以隔绝氧气和水，不利于铁发生吸氧腐蚀，可有效保护铁锅不被腐蚀，故A正确；B．福建号航母使用高性能富锌底漆的防腐原理是铁锌在海水中构成原电池时，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护，该保护方法为牺牲阳极保护法，故B正确；C．由外加直流电源的阴极保护法可知，将在海水中的钢闸门与外加直流电源的负极连接，作电解池的阴极而被保护，故C错误；D．越靠近海水底端氧气含量越少，铁棒腐蚀速率越慢，中间部位与海水接触且氧气含量较多，腐蚀速率较快，所以铁棒底端的腐蚀速率比中间部位腐蚀速率慢，故D正确；故选C。4．下列用于解释事实的方程式书写不正确的是A．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe-3e-=Fe3+B．电解精炼铜的阴极反应：Cu2++2e-=CuC．牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用，因为氟离子能与羟基磷灰石发生反应生成氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)D．Na2CO3溶液能去油污的原理：+H2O⇌+OH-【答案】A【详解】A．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，Fe作负极，C作正极，负极Fe失电子生成Fe2+，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，A错误；B．电解精炼铜时，阴极材料为纯铜，阴极溶液中的Cu2+得电子生成Cu，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；C．牙膏中添加氟化物，与牙齿中的羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH发生反应，生成更难溶的氟磷灰石Ca5(PO4)3F，能起到预防龋齿的作用，发生反应的离子方程式为：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)，C正确；D．Na2CO3在溶液中能发生水解反应：+H2O⇌+OH-，因此溶液呈碱性，碱性条件下有利于促进油脂的水解，达到去油污作用，D正确；故选A。5．下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是选项劳动项目化学知识A用硫酸铁处理污水Fe(OH)3胶体具有吸附性B用干燥的模具盛装熔融钢水铁与H2O高温下会反应C用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板Fe能从含Cu2+的溶液中置换出铜D用防锈漆涂刷钢铁护栏钢铁与潮湿空气隔绝可防止发生电化学腐蚀A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．亚铁离子易被氧化生成铁离子，铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能处理污水，A正确；B．铁与H2O高温下会反应，所以要用干燥的模具盛装熔融钢水，B正确；C．用FeCl3溶液刻蚀铜质电路板，是因为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，C错误；D．钢铁与潮湿空气可发生电化学腐蚀，所以用防锈漆涂刷钢铁护栏，使之与空气隔绝，D正确；故选C。6．下列叙述中错误的有几项①CO2、NO2、SiO2均为酸性氧化物②牺牲阳极法属于电解原理③30mL1mol·L-1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变④碳与二氧化碳的反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应均是吸热反应⑤下列过程均需要通电才可进行：电离、电解、电镀、吸氧腐蚀⑥苛性钠、次氯酸、氯气的分类依次为：强电解质、弱电解质、非电解质⑦ΔH<0，ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行A．4 B．5 C．6 D．全部【答案】C【详解】①酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物，则CO2、SiO2均为酸性氧化物，但NO2与碱反应时除了生成盐和水外，还会生成NO，不属于酸性氧化物，①错误；②牺牲阳极法是较活泼金属作负极发生氧化反应而被牺牲消耗，被保护的金属作正极，免于被腐蚀，属于原电池原理，②错误；③30mL1mol·L-1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液相当于稀释盐酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减小，③错误；④碳与二氧化碳的反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应均是吸热反应，④正确；⑤电离是电解质在溶于水或受热熔化时就能进行，不需要通电；吸氧腐蚀是钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的O2就能进行，不需要通电；但电解、电镀均需要通电才可进行，⑤错误；⑥氯气是非金属单质，单质既不是电解质也不是非电解质，⑥错误；⑦ΔH<0，ΔS>0的反应在任何温度下均有ΔH-TΔS＜0，都能自发进行，⑦错误；①②③⑤⑥⑦错误，故选C。7．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。下列说法不正确的是A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应式为C．把锌环换成锡环后，断电时，仍能防止铁帽被腐蚀D．断电时，正极上的电极反应式为【答案】C【分析】根据电源和直流电方向可知，锌环作阳极、铁帽作阴极，据此回答。【详解】A．通电时锌环与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，A正确；B．通电时铁作阴极，水中氢离子放电，电极反应式为，B正确；C．因铁比锡活泼，断电时构成原电池，锡作正极，而铁作负极被消耗，所以铁帽被腐蚀，C错误；D．断电时构成原电池，铁作正极氧气得电子，即正极上的电极反应式为，D正确；故选C。8．铜板上铁铆钉若较长时间浸没在海水中会生锈，其腐蚀原理如图所示。下列有关该过程的说法错误的是A．正极上的主要电极反应为B．该过程中铜被腐蚀C．该过程中会有微弱的电流从Fe流向CuD．该过程还涉及反应【答案】B【详解】A．正极上O2得到电子生成OH-，电极反应式为，A正确；B．由于活泼性：Fe>Cu，因此该过程中Fe被腐蚀，B错误；C．Fe为负极失去电子，Cu为正极，得到电子，C正确；D．该过程中生成的Fe2+被OH-沉淀生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中O2氧化生成Fe(OH)3，D正确；故选B。9．下列对如图所示的实验装置的判断中不正确的是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，为外加电流的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极未被保护【答案】C【详解】A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，A正确；B．若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，均可减缓铁的腐蚀，B正确；C．若X为锌棒，开关K置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；D．若X为碳棒，开关K置于B处时形成原电池，铁作负极未被保护，D正确；答案选C。10．防止钢铁腐蚀有利于节约资源﹑现采用如图所示的两种阴极保护法，其中高硅铸铁是惰辅助阳极。下列说法错误的是A．当K位于N时，该防护方法为牺牲阳极法B．当K位于M时，钢铁桥墩表面有大量电子C．高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【分析】由图可知，当K位于N时，该装置是原电池，锌板作负极，钢铁桥墩作正极被保护，当K位于M时，接通电源，该装置是电解池，钢铁桥墩表面有大量电子，作阴极，从而被保护。【详解】A．当K位于N时，该装置是原电池，该防护方法为牺牲阳极法，A正确；B．当K位于M时，该装置是电解池，钢铁桥墩表面有大量电子，起到保护作用，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确；故选C。11．（多选）如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图，下列说法正确的是A．若C处液面上升，A溶液是酸性溶液B．若A为NaCl溶液，B、C液面始终保持不变C．可能产生D．腐蚀的总反应式一定是【答案】AC【详解】A．C处液面上升，说明铁钉与A溶液反应生成了气体，根据铁的腐蚀原理知发生了析氢腐蚀，A溶液为酸性溶液，A正确；B．若A是NaCl溶液，铁会发生吸氧腐蚀，管内氧气被消耗，使B处液面高于C处液面，B错误；C．若铁钉发生吸氧腐蚀，经过一系列反应，生成铁锈，铁锈的主要成分是，C正确；D．铁的腐蚀有可能是吸氧腐蚀，也有可能是析氢腐蚀，因此腐蚀的总反应不一定是，D错误；故选AC。12．（多选）如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是A．碳表面发生还原反应B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主D．图②中，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】AD【分析】图①为钢铁的析氢腐蚀，图②为钢铁的吸氧腐蚀，无论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，Fe均做负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，据此分析；【详解】A．碳是正极，根据原电池工作原理，碳表面发生还原反应，故A正确；B．钢铁被腐蚀的最终产物为氧化铁，故B错误；C．图①为析氢腐蚀，电解质溶液呈酸性，生活中钢铁制品的腐蚀以图②吸氧腐蚀为主，故C错误；D．图②为吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e－+2H2O＝4OH－，故D正确。答案选AD。13．（多选）钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的防护方法描述正确的是A．a、b以导线连接，辅助电极发生还原反应B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有ZnC．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制流向钢铁闸门D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法【答案】BC【分析】若a、b以导线连接，则属于原电池原理的电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法的应用；若a、b分别连接直流电源，则属于电解原理的化学防护：外加电流的阴极保护法，两种防护原理不一样。【详解】A．a、b以导线连接，装置即为牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极活动性应该比铁强，作负极，发生氧化反应，A错误；B．a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化反应，Zn比较活泼，会失去电子，B正确；C．通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，使钢铁闸门得到保护，C正确；D．由于有外加电源，故此方法为外加电流的阴极保护法，D错误；故选BC。14．回答下列问题I.(1)下列事实中，与电化学腐蚀无关的是。A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀B．金属钠置于空气中表面变暗C．铁制器件附有铜制配件，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E．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈F．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀Ⅱ.(2)利用反应可制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。Ⅲ．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题：(3)甲烷燃料电池负极反应式是。(4)乙中C电极的电极反应式为。(5)X选择离子交换膜(填“阴”，“阳”)。(6)丙模拟粗铜(含Fe、Zn、Ag、Pt等杂质)的精炼，那么粗铜放在(填“A”，“B”)极，反应结束后硫酸铜溶液的浓度(填“变大”，“变小”，“不变”)。(7)若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为L。(8)写出图中电解饱和食盐水的总的化学反应方程式：。【答案】(1)B(2)(3)(4)(5)阳(6)B变小(7)2.24(8)【分析】甲池通入氧气一极为正极，通入甲烷一极为负极，则Fe为阴极生成氢气，C为阳极产生氯气，A为阴极，B为阳极，据此回答。【详解】（1）A．铁管中除了铁，还含有碳等，潮湿土壤可提供电解质溶液，故形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，与电化学腐蚀有关，A不符合；B．金属钠置于空气中表面变暗，是钠与氧气直接反应生成氧化钠，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，B符合；C．铁制器件附有铜制配件，形成原电池，铁作负极，故在接触处易生铁锈，与电化学腐蚀有关，C不符合；D．铜锌合金中，锌较活泼，作负极，铜被保护，故黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，与电化学腐蚀有关，D不符合；E．生铁含碳量高，形成原电池，铁作负极，故生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈，与电化学腐蚀有关，E不符合；F．镀银的铁制品，镀层部分受损后，形成原电池，铁作负极，故露出的铁表面更易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，F不符合；故选B。（2）正极发生还原反应，故氧气在正极得电子，正极电极反应式为；（3）甲烷失去电子转化为碳酸根，电极反应式为：；（4）乙中C电极为阳极生成氯气，电极反应式为：；（5）一方面阳离子交换膜允许阳离子通过，阻止阴离子和气体分子通过，从而避免阳极产生的氯气和阴极产生的氢气混合，防止爆炸，另一方面，阳离子交换膜阻止氯气进入阴极区，避免氯气与氢氧化钠反应，所以X应该为阳离子交换膜；（6）丙模拟粗铜(含Fe、Zn、Ag、Pt等杂质)的精炼，粗铜在阳极，即放在B电极，阳极粗铜中除了铜之外的其他Fe、Zn金属也会失去电子进入溶液，在阴极，只有Cu2+得到电子被还原成铜单质，阳极生成的Cu2+比阴极消耗的Cu2+少，从而使电解质溶液中Cu2+的浓度下降，所以反应结束后硫酸铜溶液的浓度变小；（7）若在标准状况下，有1.12L氧气参加反应，即0.05molO2被消耗，根据1molO2转移4mol电子可知，0.05molO2被消耗，转移0.2mol电子，乙装置中铁极上生成的气体为氢气，生成1molH2转移2mol电子，则转移0.2mol电子生成0.1mol氢气，在标准状况下的体积为2.24L；（8）电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，电解饱和食盐水的总的化学反应方程式：。15．铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。Ⅰ．生铁的腐蚀下图实验装置中，U形管内为红墨水，a、b试管中分别盛有氯化铵溶液和食盐水，各加入生铁片，一段时间后，红墨水柱两边的液面变为左低右高。(1)猜测a试管中生铁发生(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(2)b试管中正极上发生的电极反应为。Ⅱ．生铁的防护——电镀法i.用电解的方法制备CuSO4电镀液，如图所示。(3)与直流电源a端相连的电极材料是(填“铜片”或“石墨”)。(4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解释pH升高的原因是。ii.测定CuSO4溶液的浓度。实验操作为：准确量取V1mL待测液于锥形瓶中，调节溶液，加入过量的kI，用amol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL。上述过程中反应的离子方程式：2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2，。(5)CuSO4溶液的浓度是mol/L(用含a、V1、V2的代数式表示)。iii.生铁片上电镀铜。已知：Cu2+放电的速率缓慢且平稳，有利于得到致密、细腻的镀层。(6)生铁片应与电源的相连。(7)向CuSO4溶液中加入过量氨水，发生反应Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O，制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻。原因是。【答案】(1)析氢(2)O2+2H2O+4e-=4OH-(3)铜片(4)将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高(5)(6)负极(7)降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用【分析】酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀正极上2H++2e-=H2↑；钢铁保护方法有牺牲阳极的阴极保护法，以及外加电源的阴极保护法等措施。【详解】（1）导致U型管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强变大，右边试管内气体的压强减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵（显酸性），发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀；（2）b试管中是中性溶液食盐水，铁作负极，发生失电子的氧化反应，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；（3）由图可以看出，硫酸根离子向左侧移动，则左侧为阳极，右侧为阴极，则制备CuSO4电镀液，需要阳极自身放电，即选用Cu做电极；（4）将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4，则阴极的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极区c(OH-)＞c(H+)，氢氧根离子也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH比替换前升高；（5）根据方程式，有比例关系2Cu2+~I2~2Na2S2O3，则n(CuSO4)=n(Na2S2O3)=amol/L×V2×10-3L，CuSO4溶液的浓度是；（6）铁片渡铜时，阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，则铁片与电源负极相连；（7）制得铜氨溶液，可使镀层更加致密、细腻的原因是降低Cu2+的浓度，使得Cu2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Cu2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用。【能力提升】 1．下图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述错误的是A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点铁锈最多B．若X为食盐水，K与M连接，石墨附近pH最大C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，Fe腐蚀情况前者更慢D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上电极反应为：【答案】C【详解】A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点处水面上铁与空气及水蒸气接触，最易发生腐蚀，铁锈最多，A正确；B．若X为食盐水，K与M连接，形成原电池，碳棒为正极，发生吸氧腐蚀，，氢氧根离子浓度增大，pH最大，B正确；C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，都形成原电池，接M时铁为负极，腐蚀加快，而接N时铁为正极，被保护，Fe腐蚀情况前者更快，C错误；D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨上氢离子得电子产生氢气，电极反应为，D正确；故答案选C。2．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。下列说法正确的是A．a处不腐蚀，b处发生析氢腐蚀B．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+C．左侧的溶液pH增大，右侧的溶液pH减小D．一段时间后，左侧液面高于右侧液面【答案】D【详解】A．U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液，发生析氢腐蚀，故A错误；B．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负极上具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，故B错误；C．a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，生成氢气，溶液的pH值变大，故C错误；D．左边装置发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，故D正确；答案选D。3．下列有关电化学的装置与阐述正确的是A．图A是新型可充电双离子电池，充电时阴极区溶液增大B．图B是模仿氯碱工业验证溶液（含酚酞）的电解产物C．图C是阴极电保护法保护铁管道D．图D是工业上常采用电解熔融金属氯化物来冶炼活泼金属单质（如钠、镁、铝等）【答案】A【详解】A．根据图象信息可知，放电时，Zn失电子，与氢氧根离子反应生成[Zn(OH)4]2-，作负极，充电时，原负极接电源负极作阴极，对应阴极区[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn和OH-，pH增大，A正确；B．该装置目的为用碘化钾淀粉溶液检验生成的氯气，用小试管收集并检验生成的氢气，左侧电极附近溶液变红检验生成的氢氧化钠，因此左侧铁棒应作阴极，右侧电极作阳极，电流方向：阳极→阴极，图示装置电子方向有误，B错误；C．形成电解池，铁管道连接电源正极做阳极，铁失电子铁管道被腐蚀，C错误；D．氯化铝为共价化合物，熔融态不导电，电解熔融的氯化铝无法冶炼铝，工业电解熔融的氧化铝制取铝，D错误；故选：A。4．下列有关实验装置或操作正确，且能达到相应实验目的的是A．用图甲所示装置测NaClO溶液的pHB．用图乙验证铁的吸氧腐蚀C．图丙中，铁表面产生蓝色沉淀，证明Zn不能对Fe起到保护作用D．用图丁所示装置可构成铜锌双液原电池并持续供电【答案】B【详解】A．NaClO溶液具有强氧化性，能够漂白，不能用pH试纸测量，且测量pH时需要用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，A错误；B．由图可知，用食盐水浸泡过的铁钉在中性条件下发生吸氧腐蚀，插入水中的导气管会产生液柱，B正确；C．图丙所示的实验：Zn比Fe活泼，做负级，铁被保护，加入溶液后，在铁表面生成蓝色沉淀，说明溶液中并没有Fe2+存在，而在铁片表面形成的Fe2+，可能是因为中的Fe（Ⅲ）氧化了Fe单质生成的，因此不能得出Zn不能对Fe起到保护作用的结论，C错误；D．左侧烧杯中Zn与CuSO4溶液发生置换反应,应将两个烧杯中的电解质溶液应该互换，D错误；故选B。5．下列实验目的对应方案正确的是A．利用装置观察铁的吸氧腐蚀B．制备C．测定中和反应的反应热D．保护钢铁设施A．A B．B C．C D．D【答案】A【详解】A．利用装置观察铁的吸氧腐蚀，一段时间后，可以看到红墨水在导管内倒吸一段，证明前面试管氧气被消耗，与铁钉发生了吸氧腐蚀，A正确；B．制备NaHCO3,需向饱和食盐水中先通入氨气，饱和后再通入二氧化碳，该装置中氨气导气管插入液面以下发生倒吸，B错误；C．测定中和反应的反应热的装置中需要用到环形玻璃搅拌棒，该装置中没有环形玻璃搅拌棒，C错误；D．保护钢铁设施，钢铁设施需作原电池的正极才能被保护，金属铜活泼性差，做正极，加快了钢铁的腐蚀，D错误；故选A。6．城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是A．电流由经过导线流向钢铁制品B．块表面随着时间的进行，会有产生C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法D．应选用电阻率小的导体，比如来避免能量损耗【答案】B【分析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。【详解】A．钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向，A错误；B．由分可知，镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为，B正确；C．Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误；D．Fe比Ag活泼，若选用作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁制品作负极会被腐蚀，D错误；故选B。7．下列两组实验中，烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液，向图1烧杯中滴加溶液后有蓝色沉淀{}生成，向图2烧杯中滴加溶液后无现象。下列叙述正确的是A．图1中生成蓝色沉淀的离子方程式为Fe2++K3[Fe(CN)6]=KFe[Fe(CN)6]+2K+B．图2说明Zn保护了Fe，若把Zn换作Sn，现象相同C．图1说明可能将Fe氧化生成D．图2在Zn、Fe间接入电源时，Fe连在电源的正极上，现象相同【答案】C【详解】A．图1中生成蓝色沉淀的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓，A错误；B．图2说明Zn保护了Fe，若把Zn换作Sn，Fe比Sn活泼，铁是负极，失去电子，现象不相同，B错误；C．图1中Fe是正极，不参与反应，生成了亚铁离子，则说明可能将Fe氧化生成，C正确；D．图2中，Zn为负极失电子，若在Zn、Fe间接入电源时，Fe连在电源的正极上，则Fe失电子生成亚铁离子，现象不相同，D错误；故选C。8．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图，下列说法不正确的是A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多B．若X为食盐水，K与M连接，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C．若X为稀盐酸，K分别与M、N连接，后者Fe腐蚀得更快D．若X为稀盐酸，K与M连接，石墨电极周围的pH会增大【答案】C【详解】A．铁丝易被腐蚀的条件是：有氧气和水，C点没有氧气，所以腐蚀较慢，B中含有氧气和水，所以腐蚀较快，A中没有水所以腐蚀较慢，则B点腐蚀最快，铁锈最多，故A正确；B．若X为NaCl溶液，K与M链接，构成原电池，铁做负极，Fe上电极发生为Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e=4OH-，故B正确；C．若X为稀盐酸，K与M相连接，铁做负极，加快腐蚀，与N链接铁做正极被保护，所以Fe腐蚀情况前者更慢，故C错误；D．若X为稀盐酸，K与M链接，构成原电池，铁做负极，石墨电极做正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，石墨电极周围的pH会增大，故D正确；答案选C。9．下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是A．图①中往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中产生蓝色沉淀B．图②中铁丝不易生成C．图③中金属比铁活泼，防护过程中电子流入金属D．图④中钢铁闸门连接电源的正极可减缓其腐蚀速率【答案】B【详解】A．因为锌比铁活泼，所以锌为负极，失去电子生成Zn2+，铁为正极，铁被保护，故图①中往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液，不能产生蓝色沉淀，A错误；B．图②试管内为干燥的空气，铁不易发生腐蚀，B正确；C．图③金属M活泼为负极，铁为正极，防护过程中电子由金属M流入铁，C错误；D．图④钢闸门连接电源负极作阴极，可防止钢闸门失电子被腐蚀，减缓其腐蚀速率，D错误；故选B。10．用如下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。下列说法不正确的是A．压强增大主要是因为产生了B．整个过程中，负极电极反应式为：C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀D．时，正极电极反应式为：和【答案】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．根据分析可知，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，故A正确；B．锥形瓶中的Fe粉和Cu粉与酸溶液共同构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：，故B正确；C．若pH=4.0时，若只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，但图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，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，故C错误；D．由图可知，pH=2.0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增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，因此，正极反应式有：和，故D正确；故答案选C。11．（多选）我国有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，防护原理如下图所示。下列说法错误的是A．通电时，阳极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O-2e-=H2↑+2OH-C．通电时，该装置为牺牲阳极的阴极保护法D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀【答案】BC【分析】如图可知，通电时Zn与电池正极相连作为电解池阳极，失电子发生氧化反应，铁帽与电源负极相连做阴极，得电子发生还原反应。【详解】A．通电时，Zn作为电解池阳极，发生氧化反应，A正确，不符合题意；B．通电时，阴极得电子发生还原反应，B错误，符合题意；C．通电时该装置为电解池，为外接电流的阴极保护法，C错误，符合题意；D．断电时该装置为原电池，锌做负极，仍能防止铁帽被腐蚀，D正确，不符合题意；本题选BC。12．（多选）观察下列装置有关说法错误的是A．装置B与装置C一起组成铅酸原电池，电极为该电池的负极B．装置A中总反应的离子方程式为C．当装置A中电极质量改变时，装置D中产生的气体总体积为(标准状况下，不考虑气体的溶解)D．装置E中极板M金属比极板N金属更易腐蚀【答案】CD【分析】由图可知，装置B与装置C一起组成铅酸原电池，铅发生氧化反应为负极、氧化铅发生还原反应为正极；【详解】A．由分析可知，装置B与装置C一起组成铅酸原电池，电极为该电池的负极，故A正确；B．A中铜极为阳极，铜失去电子发生氧化反应，铂电极为阴极，氢离子放电生成氢气，故B正确；C．当装置A中电极质量改变（0.1mol）时，，则转移电子0.2mol；装置D中阴极反应为，生成氢气0.1mol；阳极反应为，氯离子共0.1mol，消耗0.1mol电子生成氯气0.05mol，同时另0.1mol电子放电生成0.025mol氧气；共生成气体0.175mol，产生的气体总体积为3.92L(标准状况下，不考虑气体的溶解)，故C错误；D．装置E中极板M金属做阴极，比极板N金属更不容易腐蚀，故D错误；故选CD。13．（多选）利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯(C2HCl3)进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、NO等粒子的存在会影响水体修复效果，设单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。下列说法不正确的是

A．增大单位体积水体中ZVI的投入量，可使nt增大B．反应①在负极反生，反应②③④在正极发生C．单位时间内，三氯乙烯脱去amol氯原子时，ne=amolD．反应④为NO+10H++8e-=NH+3H2O【答案】BC【详解】A．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使nt增大，故A正确；B．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为得电子的反应，所以应在正极发生，故B错误；C．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1molC2HCl3转化为1molC2H4时，得到6mol电子，脱去3mol氯原子，所以脱去amolCl时ne=2amol，故C错误；D．由示意图及N元素的化合价变化可写出如下转化NO+8e-→NH，由于生成物中有NH，所以只能用H+和H2O来配平该反应，而不能用H2O和OH-来配平，所以④的电极反应式为NO+10H++8e-=NH+3H2O，故D正确；答案选BC。14．氢能是具有广泛应用前景的新能源。(1)101kPa时，氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图如下：写出此反应的热化学方程式。(2)电解法制Na2FeO4，同时得到H2：Fe+2H2O+2OH-+3H2↑，工作原理如图。已知：若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质；Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。①电解时，Fe电极发生的电极反应式为：。电解时，OH-移向电极(填“Fe”或“Ni”)。②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，主要原因是。③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图，则分析M、N点c(Na2FeO4)均低于最高值的可能原因：M点，N点。(3)下图各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀