考點(diǎn)21金屬的腐蝕與防護(hù)-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)核心考點(diǎn)歸納與分層測試（人教版2019選擇性必修1）（解析版）

考點(diǎn)21金屬的腐蝕與防護(hù)【核心考點(diǎn)梳理】一、金屬的腐蝕1．金屬腐蝕(1)概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。(2)由于與金屬接觸的氣體或液體物質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同，一般金屬腐蝕可分為兩類：①化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響很大。②電化學(xué)腐蝕：當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。2．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕由于條件不同，鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型。析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖水膜環(huán)境在酸性環(huán)境中水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋2Fe－4e－=2Fe2＋正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑O2＋4e－＋2H2O=4OH－總反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，速率也大得多危害更大。(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。(3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵，失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋?！竞诵臍w納】1．金屬腐蝕快慢比較(1)在同一電解質(zhì)溶液中：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。(2)同一種金屬在相同濃度不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)閺?qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)有無保護(hù)措施的腐蝕快慢順序：無保護(hù)措施的金屬腐蝕>有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕>犧牲陽極的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕>有外加電流的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕速率越快。二、金屬的防護(hù)1．改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。例如，把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品。2．在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開。(1)在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。(2)用電鍍的方法，在鋼鐵制品表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。(3)工業(yè)上常利用一些溶液的氧化作用，在機(jī)器零件、精密儀器、槍炮等鋼鐵制件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜。(4)利用陽極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化。(5)采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。3．電化學(xué)保護(hù)法(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法：應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬做正極，一種活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極，用導(dǎo)線相連。(2)外加電流法：利用電解原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極。在電解質(zhì)溶液里，接外加直流電源。【核心歸納】【必備知識(shí)基礎(chǔ)練】1．（2022·四川成都·高二期中）北京冬奧會(huì)火種燈的外形設(shè)計(jì)靈感來自于河北博物院的“長信宮燈”。下列說法錯(cuò)誤的是A．青銅的硬度大于純銅B．鎦金層破損后生成銅銹的主要成分為CuOC．鋁合金表面氧化物薄膜可以保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕D．兩燈所用的燃料充分燃燒后的產(chǎn)物均為CO2和H2O【答案】B【解析】A．青銅屬于合金，一般來說合金的硬度大于純金屬的硬度，因此青銅的硬度大于純銅，A正確；B．鎦金層破損后生成銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3，B錯(cuò)誤；C．鋁合金表面氧化物薄膜是致密的氧化膜，因此可以保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕，C正確；D．丙烷含C、H兩種元素，動(dòng)物油脂含C、H、O三種元素，因此兩燈所用的燃料充分燃燒后的產(chǎn)物均為CO2和H2O，D正確。綜上所述，答案為:B。2．（2022·浙江省東陽中學(xué)高二期末）將銅片與石墨連接浸入到稀硫酸溶液中(如圖)，過了較長時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)溶液出現(xiàn)藍(lán)色，下列說法正確的是A．銅發(fā)生了析氫腐蝕B．石墨電極發(fā)生O2+4e—+2H2O=4OH-C．電池總反應(yīng)是：2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2OD．石墨電極附近Cu2+濃度增加，H+濃度增加【答案】C【分析】由題意可知，該裝置為原電池，銅為原電池的負(fù)極，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，電極反應(yīng)式Cu—2e—=Cu2+，石墨為正極，酸性條件下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成生成水，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+=2H2O，電池總反應(yīng)為2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O?！窘馕觥緼．由分析可知，電池總反應(yīng)為2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，則溶液出現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)殂~發(fā)生了吸氧腐蝕，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，石墨為正極，酸性條件下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成生成水，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+=2H2O，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，電池總反應(yīng)為2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O，故C正確；D．由分析可知，銅為原電池的負(fù)極，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，電極反應(yīng)式Cu—2e—=Cu2+，則銅電極附近銅離子濃度增大，故D錯(cuò)誤；故選C。3．（2022·福建泉州·高二期末）下列試管所盛的溶液中的鐵腐蝕速度說法正確的是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、相對(duì)無氧環(huán)境，故不容易發(fā)生腐蝕，則①比②快，A錯(cuò)誤；B．③中是無氧環(huán)境，故不容易發(fā)生腐蝕，則③比④慢，B錯(cuò)誤；C．⑤中鐵與銅絲構(gòu)成原電池、鐵為負(fù)極被氧化而腐蝕，⑥中鐵與鋅構(gòu)成原電池、鋅為負(fù)極被氧化而腐蝕、鐵為正極被保護(hù)，則⑤比⑥快，C正確；D．③中是無氧環(huán)境，故不容易發(fā)生腐蝕，則①比③快，D錯(cuò)誤；答案選C。4．（2022·安徽亳州·高二期末）下列四個(gè)裝置中都用到了金屬銅，下列有關(guān)說法正確的是A．用圖甲裝置可在鐵件上鍍銅B．用圖乙裝置可證明活潑性：C．用圖丙裝置可實(shí)現(xiàn)犧牲Cu電極保護(hù)鋼鐵設(shè)施D．用圖丁裝置可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，且C極的電極反應(yīng)式是【答案】D【解析】A．在鐵件上鍍銅，鐵件作陰極、銅棒作陽極，故A錯(cuò)誤；B．鋁在濃硝酸中鈍化，圖乙裝置，Cu是負(fù)極、Al是正極，不能證明活潑性：，故B錯(cuò)誤；C．鐵的活潑型大于銅，銅、鐵構(gòu)成原電池，鐵為負(fù)極，圖丙裝置不能犧牲Cu電極保護(hù)鋼鐵，故C錯(cuò)誤；D．銅和Fe3+反應(yīng)生成Cu2+、Fe2+，圖丁裝置構(gòu)成原電池，可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，Cu是負(fù)極、C極是正極，正極的電極反應(yīng)式是，故D正確；選D。5．（2022·四川省綿陽南山中學(xué)高二階段練習(xí)）下列關(guān)于金屬的腐蝕和防護(hù)說法不正確的是A．一般情況下，金屬主要發(fā)生吸氧腐蝕B．在輪船的船體上鑲嵌鋅塊屬于外加電流的陰極保護(hù)法C．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后不會(huì)導(dǎo)致鐵迅速銹蝕D．家用菜刀切完咸菜后應(yīng)沖洗干凈并擦干水漬【答案】B【解析】A．一般情況下，金屬通常是合金容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，在堿性電解質(zhì)或中性介質(zhì)或弱酸性介質(zhì)中均發(fā)生吸氧腐蝕，只有在強(qiáng)酸性介質(zhì)中才發(fā)生析氫腐蝕，故吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍，故A正確；B．金屬鐵和鋅形成的原電池中，鋅是負(fù)極，鐵是正極，鐵被保護(hù)，所以為保護(hù)輪船的外殼，常在外殼上鑲?cè)脘\塊，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故B不正確；C．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，由于鋅比鐵更活潑，被腐蝕時(shí)首先是鋅層被氧化不會(huì)導(dǎo)致鐵迅速銹蝕，故C正確；D．家用菜刀切完咸菜后應(yīng)沖洗干凈并擦干水漬，則缺少電解質(zhì)溶液難以構(gòu)成原電池、難以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故D正確；答案選B。6．（2022·廣西桂林·高二期末）電化學(xué)在生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。下列說法正確的是A．氯堿工業(yè)指的是電解熔融的NaClB．電解精煉銅時(shí)，用粗銅作陰極C．在鍍件上鍍銀時(shí)可用純銀作陰極D．可用犧牲陽極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵進(jìn)行防護(hù)【答案】D【解析】A．電解飽和NaCl溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉溶液，氯氣和氫氧化鈉為重要的化工原料，可生產(chǎn)鹽酸、次氯酸鹽、氯化物等物質(zhì)，則氯堿工業(yè)指的是電解飽和NaCl溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，精銅作陰極，含有Cu2+的電解質(zhì)溶液作電解液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．在鍍件上鍍銀時(shí)可用純銀作陽極，鍍件作陰極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．原電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得電子的反應(yīng)，利用原電池原理，用導(dǎo)線將鋼鐵與鋅、Mg等金屬連接構(gòu)成原電池，鋅、Mg等金屬作負(fù)極，鋼鐵作正極被保護(hù)，這種防止金屬銹蝕的方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，D項(xiàng)正確；答案選D。7．（2022·四川資陽·高二期末）下列有關(guān)電化學(xué)原理的說法中，不正確的是A．二次電池在充電時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能B．鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入幾滴硫酸銅溶液，產(chǎn)生氣泡速率加快C．工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法冶煉金屬鋁D．水庫里鋼閘門與電源負(fù)極相連的方法叫做外加電源的陰極保護(hù)法【答案】C【解析】A．由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，二次電池在充電時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，A項(xiàng)正確；B．鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入幾滴硫酸銅溶液，可形成鋅銅原電池，加快反應(yīng)速率，產(chǎn)生氣泡更快，B項(xiàng)正確；C．由于氯化鋁為共價(jià)化合物，工業(yè)上通常采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉金屬鋁，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．水庫里鋼閘門與電源負(fù)極相連作陰極，被保護(hù)，該方法叫做外加電源的陰極保護(hù)法，D項(xiàng)正確；故答案選C。8．（2022·安徽阜陽·高二期末）下列有關(guān)電化學(xué)原理及應(yīng)用的說法正確的是A．純鐵比鋼鐵更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕B．鐵制品表面鍍鋅時(shí)，鐵制品應(yīng)與電源正極相連C．電解精煉銅時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極質(zhì)量增加64gD．如圖裝置中正極反應(yīng)式為【答案】C【解析】A．鋼鐵中含有雜質(zhì)，可以構(gòu)成原電池，更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，A錯(cuò)誤；B．鐵制品應(yīng)與電源負(fù)極相連，B錯(cuò)誤；C．陰極為銅離子得電子生成銅，轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，生成銅1mol，質(zhì)量為64g，C正確；D．鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，D錯(cuò)誤；故選C?！娟P(guān)鍵能力提升練】9．（2022·遼寧撫順·高二期末）關(guān)于化學(xué)原理的應(yīng)用，下列說法不正確的是A．用熱的純晠溶液清洗油污，因?yàn)橛臀劭膳c純堿在加熱條件下直接反應(yīng)B．配制飽和溶液時(shí)，可將固體溶于較濃的鹽酸再加水稀釋C．實(shí)驗(yàn)室利用的水解反應(yīng)制取，方程式為。為得到較多的，操作時(shí)可將緩慢加入大量水中，反應(yīng)后期還要加入少量氨水D．為了減少鋼管因銹蝕造成的損失，某城市擬用如圖方法保護(hù)埋在酸性土壤中的鋼管：M為比鐵活潑的金屬，金屬棒M與鋼管用導(dǎo)線連接后可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零【答案】A【解析】A．純堿水解顯堿性，碳酸鈉水解生成氫氧化鈉和碳酸氫鈉，油脂與NaOH溶液發(fā)生水解反應(yīng)，并不是油污與純堿在加熱條件下直接反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．溶于較濃鹽酸可抑制鐵離子的水解，再加水稀釋可配制稀溶液，故B正確；C．操作時(shí)要將SbCl3徐徐加入大量水中，反應(yīng)后期還要加入少量氨水，可使生成物濃度降低，平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)生成HCl，加入氨氣，發(fā)生中和反應(yīng)，平衡正向移動(dòng)，利于生成Sb2O3，故C正確；D．為了減少鋼管的損失，金屬棒M、鋼管在酸性土壤中形成原電池，其中金屬M(fèi)做負(fù)極，失去電子，失去的電子通過導(dǎo)線流向鋼管，鋼管做正極被保護(hù)，金屬棒比鋼管活潑，故鋼管被保護(hù)，幾乎不再被腐蝕，故其腐蝕電流的速率接近于0，故D正確；故選A。10．（2022·湖北·高二階段練習(xí)）硫酸鹽還原菌SRB在地球上分布很廣泛，通過多種相互作用發(fā)揮諸多潛力。但在水體中，會(huì)促使許多金屬及合金發(fā)生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖所示。對(duì)于該反應(yīng)機(jī)理相關(guān)信息分析錯(cuò)誤的是①升高溫度有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕；②硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕作用是在有氧環(huán)境下進(jìn)行的；③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會(huì)生成Fe2O3·xH2O；④電化學(xué)腐蝕中負(fù)極電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；⑤當(dāng)1mol在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為硫離子時(shí)，理論上正極反應(yīng)會(huì)消耗8mol水A．①②③B．①②⑤C．②③④D．②③⑤【答案】A【解析】①高溫下容易使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，因此升高溫度不有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕，①錯(cuò)誤；②根據(jù)示意圖可判斷硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕作用是在無氧環(huán)境下進(jìn)行的，②錯(cuò)誤；③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會(huì)生成FeS，③錯(cuò)誤；④電化學(xué)腐蝕中負(fù)極鐵失去電子，電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，④正確；⑤當(dāng)1mol在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為硫離子時(shí)需要8mol[H]，1mol水能產(chǎn)生1mol[H]，所以理論上正極反應(yīng)會(huì)消耗8mol水，⑤正確；答案選A。11．（2022·四川省綿陽南山中學(xué)高二期中）下列有關(guān)說法正確的是A．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式：B．用Pt電極電解一定量的稀硫酸溶液，電解一段時(shí)間后溶液的PH值不變C．電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液中均保持不變D．金屬Cu無論在酸性條件下，還是在堿性條件下發(fā)生的都是吸氧腐蝕【答案】D【解析】A．鋼鐵腐蝕時(shí)鐵失去電子生成亞鐵離子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電解稀硫酸實(shí)際是電解水，電解一段時(shí)間后硫酸的濃度增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電解精煉銅時(shí)開始時(shí)陽極是其他比銅活潑的金屬失去電子進(jìn)入溶液中，陰極是銅離子得到電子生成銅，故電解質(zhì)溶液中的銅離子濃度稍微減少，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．銅的活動(dòng)性比氫弱，不能發(fā)生析氫腐蝕，D項(xiàng)正確。故選D。12．（2022·浙江溫州·高二期中）表面皿都中裝有混合了飽和食鹽水、酚酞和鐵氰化鉀溶液的瓊脂，分別將纏有銅絲的鐵釘(圖A)和纏有鋅片的鐵釘(圖B)放置其中，如圖所示，一段時(shí)間后b處和c處出現(xiàn)變紅現(xiàn)象已知：和鐵氰化鉀溶液會(huì)生成藍(lán)色沉淀。下列說法不正確的是A．發(fā)生氧化反應(yīng)的是a處和d處B．圖A中a處出現(xiàn)藍(lán)色沉淀C．b處和c處電極反應(yīng)式為D．對(duì)鐵釘腐蝕起防護(hù)作用的是圖B【答案】C【分析】一段時(shí)間后b處和c處出現(xiàn)變紅現(xiàn)象，說明b、c處生成氫氧根離子即b、c處發(fā)生還原反應(yīng)。【解析】A．根據(jù)前面分析b、c處發(fā)生還原反應(yīng)，則說明發(fā)生氧化反應(yīng)的是a處和d處，故A正確；B．a(chǎn)處是鐵失去電子變?yōu)閬嗚F離子，和鐵氰化鉀溶液會(huì)生成藍(lán)色沉淀，因此圖A中a處出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，故B正確；C．根據(jù)前面分析b、c處發(fā)生還原反應(yīng)即b處和c處電極反應(yīng)式為，故C錯(cuò)誤；D．A中鐵為負(fù)極，銅為正極，對(duì)鐵有腐蝕性，而B中鐵為正極，鋅為負(fù)極，因此對(duì)鐵釘腐蝕起防護(hù)作用的是圖B，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故D正確。綜上所述，答案為C。13．（2022·重慶巴蜀中學(xué)高二期末）下列有關(guān)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕及防護(hù)描述正確的是A．可利用右圖裝置保護(hù)鋼閘門B．鍍層破壞后，白鐵(鍍鋅鐵)比馬口鐵(鍍錫鐵)的腐蝕速率更快C．陰極保護(hù)法中的犧牲陽極法和外加電流法都要采用軸助陽極，兩種方法中的輔助陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)類型相同D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為：Fe-3e-=Fe3+【答案】C【解析】A．該裝置為電解池，鋼閘門連接電源正極做電解池的陽極，鐵失電子生成亞鐵離子，加速腐蝕，不能保護(hù)鋼閘門，A錯(cuò)誤；B．鍍層破壞后，白鐵(鍍鋅鐵)中鋅的活潑性比鐵的強(qiáng)，鐵做正極被保護(hù)，馬口鐵(鍍錫鐵)中鐵的活潑性比錫強(qiáng)，鐵做負(fù)極被腐蝕，則馬口鐵的腐蝕速率更快，B錯(cuò)誤；C．犧牲陽極法是原電池原理，將被保護(hù)的金屬作為正極，被保護(hù)，外加電流法是電解池原理，將被保護(hù)的金屬作為陰極，被保護(hù)，都是發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極鐵單質(zhì)失去電子生成亞鐵離子，負(fù)極的反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+，D錯(cuò)誤；故選：C。14．（2022·江蘇徐州·高二期末）“孔蝕”是一種集中于金屬表面極小范圍并能深入到金屬內(nèi)部的電化學(xué)腐蝕。某鐵合金表面鈍化膜破損后，發(fā)生“孔蝕”的電化學(xué)腐蝕過程如題圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A．負(fù)極反應(yīng)：Fe-3e-=Fe3+B．氧化0.2molFe，需消耗3.36LO2C．鐵合金腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe(OH)3D．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負(fù)極與金屬相連【答案】D【分析】在Fe原電池反應(yīng)引起的腐蝕中，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+；在合金中另外一種金屬上溶解的O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生OH-，F(xiàn)e2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2再被氧化產(chǎn)生Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3部分失去水分變?yōu)殍F銹Fe2O3?xH2O?！窘馕觥緼．Fe易失電子作負(fù)極，另外的金屬電極為正極，負(fù)極上Fe失電子生成Fe2+，則電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，A錯(cuò)誤；B．溫度和壓強(qiáng)未知，氣體摩爾體積無法確定，所以無法計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，B錯(cuò)誤；C．鐵合金腐蝕時(shí)先生成Fe2+，F(xiàn)e2+和OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2再被氧化生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水生成Fe2O3?xH2O，所以最終產(chǎn)物為Fe2O3?xH2O，C錯(cuò)誤；D．為防止孔蝕發(fā)生，可以將被保護(hù)的金屬作電解池陰極，所以應(yīng)該將金屬連接原電池的負(fù)極，D正確；故合理選項(xiàng)是D。15．（2022·河南·高二階段練習(xí)）金屬腐蝕會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至引起安全事故。某同學(xué)為探究鐵釘腐蝕的條件，設(shè)計(jì)了如圖①②③三組實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后，該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是①中鐵釘生銹；②中鐵釘不生銹；③中鐵釘不生銹。下列說法錯(cuò)誤的是A．①中發(fā)生的腐蝕為電化學(xué)腐蝕，發(fā)生腐蝕時(shí)，鐵釘中的炭作正極B．①中鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-C．此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：鐵釘生銹需要和水以及空氣接觸D．②所用的水要經(jīng)過煮沸處理，植物油可以用CCl4代替【答案】D【解析】A．①中不純的鐵釘、水和氧氣環(huán)境中，鐵發(fā)生的腐蝕電化學(xué)腐蝕，發(fā)生腐蝕時(shí)，鐵活潑為負(fù)極、鐵釘中的炭不活潑作正極，A正確；B．①中鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極上氧氣得到電子被還原，正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，B正確；C．與①相比②中植物油隔絕了氧氣、③中堿石灰吸收了水分，一段時(shí)間后，該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是①中鐵釘生銹；②中鐵釘不生銹；③中鐵釘不生銹，則說明①中鐵發(fā)生腐蝕②③中鐵未發(fā)生腐蝕，則此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：鐵釘生銹需要和水以及空氣接觸，C正確；D．②所用的水要經(jīng)過煮沸處理以除去溶解氧，但植物油密度小于水、CCl4密度大于水，故植物油不可以用CCl4代替，D錯(cuò)誤；答案選D。16．（2022·云南·玉溪師范學(xué)院附屬中學(xué)高二期末）鋼鐵在自然界中的腐蝕比較普遍。(1)遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的_____腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的____(填“正”或“負(fù)”)極相連。(2)若用鋼鐵(含F(xiàn)e、C)制品盛裝NaClO溶液會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀，溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效。該電化腐蝕過程中的正極反應(yīng)式為____。(3)鐵器深埋地下，也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，原因是一種稱為硫酸鹽還原菌的細(xì)菌，能提供正極反應(yīng)的催化劑，將土壤中的還原為S2-，試寫出該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式____。(4)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_____處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為____?！敬鸢浮?1)

吸氧腐蝕

負(fù)(2)ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-(3)+8e-+4H2O=S2-+8OH-(4)

N

犧牲陽極的陰極保護(hù)法【解析】（1）遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕；原電池中的正極和電解池中的陰極得到電子，被保護(hù)，所以為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的負(fù)極相連；故答案為：吸氧腐蝕；負(fù)；（2）若用鋼鐵(含F(xiàn)e、C)制品盛裝NaClO溶液構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，碳作正極，正極上次氯酸根離子得電子生成氯離子和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-，故答案為：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-；（3）將土壤中的還原為S2-，可知得到電子，該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為+8e-+4H2O=S2-+8OH-；（4）若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此進(jìn)K應(yīng)置于N處；若X為Zn，K置于M處，其保護(hù)原理稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。17．（2022·北京石景山·高二期末）電化學(xué)原理在能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成、防止金屬腐蝕等方面應(yīng)用廣泛。(1)下圖是常見電化學(xué)裝置圖①負(fù)極材料為Zn，其在此裝置中的作用是___________。②若用一根銅絲代替鹽橋插入兩燒杯中，電流計(jì)指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，推測：其中一個(gè)為原電池，一個(gè)為電解池，寫出a端發(fā)生的電極反應(yīng)___________。(2)下圖是氯堿工業(yè)電解飽和NaCl溶液的示意圖①電解飽和NaCl溶液的離子方程式是___________。②NaOH溶液從___________(填b或c)口導(dǎo)出。結(jié)合化學(xué)用語解釋NaOH在此區(qū)域生成的原因___________。③電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3，用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用___________。(3)下圖探究金屬Fe是否腐蝕的示意圖在培養(yǎng)皿中加入一定量的瓊脂和飽和NaCl溶液混合，滴入5~6滴酚酞溶液，混合均勻，將纏有銅絲的鐵釘放入培養(yǎng)皿中。溶液變紅的部位為___________端(填“左”或“右”)，結(jié)合化學(xué)用語解釋變紅的原因___________?！敬鸢浮?1)

做還原劑(或失電子)，失電子的場所，電子導(dǎo)體

Cu?2e?=Cu2+(2)

2Cl?+2H2O2OH?+Cl2↑+H2↑

c

c口為陰極區(qū)，陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e-=O2↑+2OH?，OH?在陰極生成，陽極的Na+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極，因此NaOH在c口導(dǎo)出

Cl2+H2O?HCl+HClO，用鹽酸控制陽極的pH，增大氫離子濃度，平衡逆向移動(dòng)，有利于氯氣逸出收集(3)

左

銅、鐵和溶液構(gòu)成原電池，銅為正極，發(fā)生吸氧腐蝕，反應(yīng)為O2+4e?+2H2O=4OH?，使左端附近溶液c(OH?)>c(H+)，溶液呈堿性【解析】(1)①負(fù)極材料為Zn，即Zn做還原劑(或失電子)，失電子的場所，同時(shí)Zn也是導(dǎo)電，可以作為電子導(dǎo)體；②若用一根銅絲代替鹽橋插入兩燒杯中，則左側(cè)燒杯中發(fā)生鋅的吸氧腐蝕，為原電池，右側(cè)燒杯為電解池，a電極與原電池的正極相連，為陽極，電極反應(yīng)為Cu?2e?=Cu2+；(2)①電解飽和NaCl溶液時(shí)，陽極氯離子被氧化為氯氣，陰極水電離出的氫離子被還原生成氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧根，離子方程式為2Cl?+2H2O2OH?+Cl2↑+H2↑；②c口為陰極區(qū)，陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e-=O2↑+2OH?，OH?在陰極生成，陽極的Na+通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極，因此NaOH在c口導(dǎo)出；③陽極產(chǎn)生的氯氣會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)：Cl2+H2O?HCl+HClO，用鹽酸控制陽極的pH，增大氫離子濃度，平衡逆向移動(dòng)，有利于氯氣逸出收集；(3)銅、鐵和溶液構(gòu)成原電池，銅為正極，整個(gè)體系中發(fā)生Fe的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為O2+4e?+2H2O=4OH?，使左端附近溶液c(OH?)>c(H+)，溶液呈堿性，所以左端變紅?！緦W(xué)科素養(yǎng)拔高練】18．（2022·山東菏澤·高二期末）化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)高鐵電池因其具有眾多的優(yōu)點(diǎn)而成為電動(dòng)汽車首選的動(dòng)力電池，其工作原理