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第42讲　金属的腐蚀与防护
[复习目标]　1.了解金属发生电化学腐蚀的本质及危害。2.能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。3.能选择设计金属的防腐措施。
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，发生　　　　反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)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
(2)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
总反应式
联系 　　　　　　更普遍
3.金属腐蚀快慢的规律
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；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快
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；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快
[应用举例]
如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为　　　　。
4.金属的防护
1.干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　)
2.铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(　　)
3.纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(　　)
4.Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　)
5.钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3+(　　)
一、金属腐蚀现象与实验探究
1.(2025·河南平顶山高三模拟)下列实验描述正确的是(　　)
A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度
B.利用如图装置验证牺牲阳极法
C.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒
D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全
2.(2024·山东聊城模拟)恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法错误的是(　　)
A.AB段pH越大，析氢速率越大
B.AD段负极反应式为Fe-2e-Fe2+
C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+2H2O
D.DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同
3.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)该化学腐蚀属于　　　 腐蚀。
(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是　　　　　区域。
4.某同学进行下列实验：
操作 现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈
生铁片发生　　　　腐蚀，中心区域的电极反应式为 　　　　　　　　　　　　， 边缘处的电极反应式为　　　 　　　　，交界处发生的反应为 　　　　　　　　。
二、金属腐蚀的防护措施
5.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐蚀方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是(　　)
A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率
B.防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子
C.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2+4e-2O2-
D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
6.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(　　)
A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
三、金属腐蚀原理的应用
7.暖贴的主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等，下列说法正确的是(　　)
A.暖贴工作时发生了析氢腐蚀
B.负极反应式：O2+4e-+2H2O4OH-
C.暖贴使用后铁粉最终转化为Fe(OH)2
D.活性炭作正极材料
8.铝 空气燃料电池是一种新型高能量电池，具有能量密度大、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等优点。图1是一种盐水 铝 空气电池装置原理图，图2是石墨空气电极结构示意图。下列说法不正确的是(　　)
A.铝极为负极，发生氧化反应
B.该电池属于金属铝的吸氧腐蚀
C.石墨空气电极的电极反应式：O2+4e-+2H2O4OH-
D.在石墨空气电极中，OH-能穿过多孔防水透气层进入右侧
1.(2024·湖北，2)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　)
A.发蓝处理 B.阳极氧化
C.表面渗镀 D.喷涂油漆
2.(2024·浙江1月选考，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是(　　)
A.氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B.随着腐蚀的进行，溶液pH变大
C.铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-2N+H2↑
D.每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
3.(2024·浙江6月选考，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是(　　)
A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O4OH-
C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应
答案精析
整合必备知识
1.氧化
2.(2)2H++2e-H2↑　O2+2H2O+4e-4OH-
Fe+2H+Fe2++H2↑　2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2　吸氧腐蚀
3.应用举例
⑤④②①③⑥
4.负　正　阴　阳
易错辨析
1.×　2.√　3.×　4.×　5.×
提升关键能力
1.D
2.A　[图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH增大，体系压强减小，正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化。由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，pH越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A错误；AD段内发生铁的电化学腐蚀，负极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+，B正确；由图可知BC段pH增大、压强减小，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O，C正确；根据分析，DE段溶液pH基本不变的可能原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同，D正确。]
3.(1)吸氧　(2)B
4.吸氧　Fe-2e-Fe2+　2H2O+O2+4e-4OH-　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
5.C　6.B
7.D　[暖贴工作时发生了吸氧腐蚀，故A错误；负极发生氧化反应，负极反应式为Fe-2e-Fe2+，故B错误；暖贴使用后铁粉最终转化为Fe2O3，故C错误。]
8.D
练真题　明考向
1.D　2.C
3.B　[图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2+4e-+2H2O4OH-，B正确；图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确。](共76张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第九章　第42讲
金属的腐蚀与防护
复习目标
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质及危害。
2.能用电化学原理解释金属腐蚀的现象。
3.能选择设计金属的防腐措施。
1.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变为金属阳离子，发生　　　反应。
整合必备知识
氧化
2.金属腐蚀的类型
(1)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 (2)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 ________________ ____________________
总反应式 _____________________ ________________________
联系 __________更普遍 2H++2e-===H2↑
O2+2H2O+4e-===4OH-
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
吸氧腐蚀
3.金属腐蚀快慢的规律
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；外界条件相同时，电解质浓度越大，金属腐蚀越快
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；活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快
[应用举例]
如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为　　　 　。
⑤④②①③⑥
②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，活动性差别越大，腐蚀越快，故Fe Cu原电池中Fe被腐蚀的较快。⑤中Fe接电源正极作阳极，Cu作阴极，加快了Fe的腐蚀。⑥中Fe接电源负极作阴极，Cu作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥。
4.金属的防护
负
正
阴
阳
1.干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　)
2.铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀(　　)
3.纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(　　)
4.Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　)
5.钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3+ (　　)
×
√
×
×
×
提升关键能力
一、金属腐蚀现象与实验探究
1.(2025·河南平顶山高三模拟)下列实验描述正确的是
A.用酸碱中和滴定法可同时测定中和反应的反应热和待测液浓度
B.利用如图装置验证牺牲阳极法
C.用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，
　所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒
D.将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生氢
　气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全
√
酸碱中和滴定法是测定未知酸或碱溶液的浓度的，不能测定中和反应的反应热，故A错误；
为防止其他因素的影响，应用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，为了验证Fe未被腐蚀，不应该用KSCN溶液，而应该用铁氰化钾溶液，
用于检验Fe2+，故B错误；
用98%的浓硫酸配制10%的稀硫酸，需要的仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，故C错误；
锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，铁的活泼性小于锌，且只有铁时，不能构成原电池，所以生成氢气的速率减小，所以当产生氢气的速率突然减小时，可以判断锌镀层已反应完全，故D正确。
2.(2024·山东聊城模拟)恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法错误的是
A.AB段pH越大，析氢速率越大
B.AD段负极反应式为Fe-2e-===Fe2+
C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+===2H2O
D.DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时
　间内，2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+的
　量与4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+产
　生H+的量基本相同
√
图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH增大，体系压强减小，正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化。由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，pH越大，氢离子浓度越小，析氢速率越小，A错误；
AD段内发生铁的电化学腐蚀，负极的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，B正确；
由图可知BC段pH增大、压强减小，正极上氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，C正确；
根据分析，DE段溶液pH基本不变的可能原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+产生H+的量基本相同，D正确。
3.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)该化学腐蚀属于　　　腐蚀。
(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是
　 　区域。
吸氧
B
4.某同学进行下列实验：
操作 现象
取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈
生铁片发生　　　腐蚀，中心区域的电极反应式为 　　　 　，边缘处的电极反应式为　　　 　，交界处发生的反应为
　　　 　　　 　 。
吸氧
Fe-2e-===Fe2+
2H2O+O2+4e-===4OH-
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
二、金属腐蚀的防护措施
5.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐蚀方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是
A.防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率
B.防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子
C.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2+4e-===2O2-
D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除
√
钢是铁碳合金，表面接触空气、水蒸气易形成原电池，发生吸氧腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A项正确；
铝和锌的金属活动性大于铁，故铝和锌均作为负极，失去电子，保护了铁，B项正确；
钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，C项错误。
6.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是
A.若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
√
若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，发生氧化反应，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；
若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极，作阴极被保护，C项正确；
X连接电源正极，作阳极发生氧化反应，D项正确。
三、金属腐蚀原理的应用
7.暖贴的主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等，下列说法正确的是
A.暖贴工作时发生了析氢腐蚀
B.负极反应式：O2+4e-+2H2O===4OH-
C.暖贴使用后铁粉最终转化为Fe(OH)2
D.活性炭作正极材料
√
暖贴工作时发生了吸氧腐蚀，故A错误；
负极发生氧化反应，负极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故B错误；
暖贴使用后铁粉最终转化为Fe2O3，故C错误。
8.铝-空气燃料电池是一种新型高能量电池，具有能量密度大、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等优点。图1是一种盐水-铝-空气电池装置原理图，图2是石墨空气电极结构示意图。下列说法不正确的是
A.铝极为负极，发生氧化反应
B.该电池属于金属铝的吸氧腐蚀
C.石墨空气电极的电极反应式：O2+4e-
　+2H2O===4OH-
D.在石墨空气电极中，OH-能穿过多孔
　防水透气层进入右侧
√
LIANZHENTI　MINGKAOXIANG
练真题　明考向
1.(2024·湖北，2)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是
A.发蓝处理 B.阳极氧化
C.表面渗镀 D.喷涂油漆
√
发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A不符合题意；
阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B不符合题意；
表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C不符合题意；
喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面，并没有在其表面形成钝化膜，D符合题意。
2.(2024·浙江1月选考，13)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是
A.氨水浓度越大，腐蚀趋势越大
B.随着腐蚀的进行，溶液pH变大
C.铁电极上的电极反应式为：2NH3+2e-===2N+H2↑
D.每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn
√
氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A项正确；
电化学腐蚀的总反应为Zn+4NH3·H2O=== [Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-生成，溶液pH变大，B项正确；
该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上H2O电离的氢离子得电子生成氢气，铁电极上的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，C项错误；
根据得失电子守恒，每生成标准状况下224 mL H2，转移电子的物质的量为=0.02 mol，消耗0.010 mol Zn，D项正确。
3.(2024·浙江6月选考，13)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图：
下列说法正确的是
A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子
B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：
　O2+4e-+2H2O===4OH-
C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢
　闸门的防护效果
D.图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，
　钢闸门、阳极均不发生化学反应
√
图1为牺牲阳极法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，失去电子被氧化；图2为外加电流法，辅助阳极通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确；
图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生反应：O2+4e-+2H2O===4OH-，B正确；
图2为外加电流法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；
图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了Fe-2e-===Fe2+的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极发生了氧化反应，辅助阳极上也发生了氧化反应，D不正确。
KESHIJINGLIAN
课时精练
对一对
答案
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D C C D C C D
题号 9 10 11 12 　13 　14 答案 A D D C A 　D
答案
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15.
(1)2.0　炭粉含量的影响
(2)吸氧　　　　　　　还原　O2+2H2O+4e-===4OH-
(3)pH=3的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
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16.
(1)2H++2e-===H2↑
(2)2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O
(3)①负极　②通过反应Zn2++4CN-　　降低c(Zn2+)，使得Zn2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Zn2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用
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1.《本草纲目》中载有一药物，名“铜青[Cu2(OH)2CO3]”。铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。时珍曰：近时人以醋制铜生绿，取收晒干货之。下列说法正确的是
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.铜在O2、CO2、H2O存在时易发生电化学腐蚀
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜青，保护铜器
D.每生成111 g Cu2(OH)2CO3，转移1 mol电子
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答案
铜在空气中被腐蚀的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3，则铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，A错误、B正确；
铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜青，但也会损坏铜器，C错误；
由化学方程式可知，每生成1 mol Cu2(OH)2CO3，转移4 mol电子，则生成111 g Cu2(OH)2CO3(物质的量为0.5 mol)时，转移2 mol电子，D错误。
16
2.(2022·广东，11)为检验牺牲阳极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
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答案
将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成。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，故A不符合题意；
KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述过程中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
K3[Fe(CN)6]溶液是用于检测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，故D符合题意。
16
3.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，防护原理如图所示。下列说法错误的是
A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O+2e-===
　H2↑+2OH-
C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2++2e-===Zn
D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
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锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；
断电时，Zn作负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，C项错误。
4.研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况，如图所示，下列有关说法正确的是
A.约30 ℃时，低碳铬钢腐蚀严重
B.30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀
C.硫酸浓度≥50%，低碳铬钢发生钝化
D.超过70 ℃后，实验中有SO2生成
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实验中硫酸浓度变化为方形点曲线，因为高浓度硫酸会使金属钝化，温度变化为三角形点曲线，即70 ℃以前，氧化膜稳定，低碳铬钢不会被腐蚀，超过70 ℃后，氧化膜被破坏，腐蚀速率加快，A错误；
30%硫酸是强酸性环境，大量发生析氢腐蚀，B错误；
根据图像知，硫酸浓度≥50%，腐蚀速率接近为0，则低碳铬钢发生钝化，C正确。
5.(2024·广东湛江第二十一中学模拟)航母山东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.舰艇腐蚀是因为形成了电解池
B.图甲是海水环境下的腐蚀情况
C.腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+
D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
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舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；
海水中电解质的浓度大，腐蚀速率快，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，故B错误；
Fe比Sn活泼，Sn作正极被保护，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故C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，故D正确。
6.(2024·广州模拟)为研究金属的电化学腐蚀机理，某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是
A.碳粉作正极
B.负极电极反应式：Fe-2e-===Fe2+
C.若压强传感器显示压强升高，则以吸
　氧腐蚀为主
D.若将碳粉换成锌粉，则Fe可被保护
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铁作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式：Fe-2e-===Fe2+，B正确；
若压强传感器显示压强升高，说明装置内有气体生成，发生析氢腐蚀，C错误；
由于金属活动性：Zn>Fe，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应，从而使铁得到保护，D正确。
7.(2024·湖北襄阳四中一模)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：
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下列说法不正确的是
A.青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应式为Cu+Cl--e-===CuCl
B.青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大
C.青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的化学方程式为Cu2O+HCl+2H2O===Cu2(OH)3Cl
　+H2↑
D.青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久
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青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，Cu在负极失去电子生成CuCl，电极反应式为 Cu+Cl--e-===CuCl，Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大，故A、B正确；
青铜锈蚀Ⅲ过程中Cu2O和空气中的O2、HCl发生氧化还原反应生成Cu2(OH)3Cl，化学方程式为2Cu2O+O2+2HCl+2H2O===2Cu2(OH)3Cl，故C错误；
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青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，可使Cu2(OH)3Cl转化为结构致密的Cu2(OH)2CO3，能使其保存更长久，D正确。
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H2O
C.③中正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
D.对比①②③，说明苯能隔绝O2
8.关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是
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答案
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序号 ① ② ③
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
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答案
①是密闭体系，NaCl溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，A项正确；
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，B项正确；
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序号 ① ② ③
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
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答案
根据③中现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O
===4OH-，C项正确；
根据现象可知，③中发生吸氧腐蚀，③中观察到明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，D项错误。
16
序号 ① ② ③
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
9.(2025·安阳模拟)中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图，下列叙述错误的是
A.电子从M电极经导线流向N电极
B.N电极的电极反应式为Fe-2e- ===Fe2+
C.正极区附近溶液的pH增大
D.电路中转移0.01 mol电子时，有0.08 g O2参与反应
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答案
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M电极为正极，N电极为负极，电子从N电极经导线流向M电极，A错误；
正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- ===4OH-，因此正极区附近溶液的pH增大，C正确；
电路中转移0.01 mol电子时，有=0.002 5 mol氧气反应，质量为0.002 5 mol×32 g·mol-1=0.08 g，D正确。
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-===Fe+2H2O
10.在一定条件下，某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
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答案
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pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 1
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答案
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不正确；
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不正确；
pH=14时，在负极，Fe失电子的产物与OH-反应生成Fe等，电极反应式为4OH-+Fe-3e-=== Fe+2H2O，D正确。
16
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 11.验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。
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答案
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① ② ③

在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
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答案
对比②③，②中Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液无明显变化，说明Fe附近的溶液中不含Fe2+，③中Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，说明Fe附近的溶液中含Fe2+，对比②③可知，②中Fe被保护，A项正确；
①中加入K3[Fe(CN)6]溶液，在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；
对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，因此不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；
由实验可知，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu，不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误。
16
12.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是
A.原理图可理解为两个串联电解装置
B.溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产
　生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C.溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D.地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将
　埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
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由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；
左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe-2e-===Fe2+，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，OH-浓度增大，与阳极产生的Fe2+结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确、C项错误；
为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。
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13.硫酸盐还原菌(SRB)在地球上分布很广泛，在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下的腐蚀机理如图所示。下列对于该反应机理相关信息分析错误的是
①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；
②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；
③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成Fe2O3·xH2O；
④电化学腐蚀中负极电极反应为 Fe-2e-===Fe2+；
⑤当1 mol S在SRB的作用下转化为S2-时，理论
上正极反应会消耗8 mol水
A.①②③ B.①②⑤
C.②③④ D.②③⑤
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答案
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高温条件下蛋白质容易变性，因此升高温度不利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀，①错误；根据示意图可判断硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在无
氧环境下进行的，②错误；
在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成FeS，③错误；
电化学腐蚀中负极铁失去电子，电极反应为 Fe-2e-===Fe2+，④正确；
当1 mol S在SRB的作用下转化为硫离子时需要8 mol [H]，1 mol水能产生1 mol [H]，所以理论上正极反应会消耗8 mol水，⑤正确。
14.为增强铝的耐腐蚀性，现以铅酸蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
原电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池：2Al+3H2O　 　Al2O3+3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是
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答案
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选项 原电池 电解池
A H+移向Pb电极 H+移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O 阳极：2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
D
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答案
原电池中，Pb为负极：Pb-2e-+S===PbSO4，PbO2为正极：PbO2+2e-+S+4H+===PbSO4+2H2O，所以H+向PbO2极移动。电解池中，Pb为阴极：2H++2e-===H2↑，Al为阳极：3H2O+2Al-6e-===Al2O3+6H+，所以H+向Pb电极移动，A、C错误；
每消耗3 mol Pb时转移6 mol e-，每生成2 mol Al2O3时，转移12 mol e-，B错误；
原电池中随时间增长，Pb变为PbSO4，质量增加，电解池中Pb极产生H2，Pb电极质量不变，D正确。
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答案
15.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
16
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0
③ 0.2 2.0 90.0
2.0
炭粉含量的影响
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答案
(2)实验①测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了______
(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，炭粉表面发生了
　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是　　　 　。
16
吸氧
答案　
还原
O2+ 2H2O+4e-===4OH-
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答案
(3)图4中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是_____________________________________________________　　　　　 　　
__________。
16
pH=3的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内
压强增大
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答案
16.(2024·上海浦东模拟)铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。
Ⅰ.研究铁的腐蚀
实验步骤如下：
16
步骤1：将铁粉放置于0.002 mol·L-1 CuSO4溶液中浸泡，过滤后用水洗涤。
步骤2：向15.00 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液(用盐酸调至pH=1.78)中加入浸泡过的Fe粉。
步骤3：采集溶液pH随时间变化的数据。
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答案
16
(1)第一阶段，主要发生析氢腐蚀，Cu上发生的电极反应为　　　　　 。
(2)第二、三阶段主要发生吸氧腐蚀。
选取b点进行分析，经检验溶液中含有Fe2+，写出Fe被腐蚀的总反应的离子方程式：　　　　 　　。
2H++2e-===H2↑
2Fe+O2+4H+===2Fe2++2H2O
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答案
16
Ⅱ.研究铁的防护
(3)在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀
已知：Zn2+放电的速率缓慢且平稳时有利于得到致密、细腻的镀层。
①镀件Fe应与电源的　　　相连。
②向ZnSO4电解液中加入NaCN溶液，将Zn2+转化为，电解得到的镀层更加致密、细腻，原因是_________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
负极
通过反应Zn2++4CN- 　降低c(Zn2+ )，使得Zn2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Zn2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用第九章　第42练　金属的腐蚀与防护
分值：100分
(选择题1~10题，每小题5分，11~14题，每小题6分，共74分)
1.《本草纲目》中载有一药物，名“铜青[Cu2(OH)2CO3]”。铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。时珍曰：近时人以醋制铜生绿，取收晒干货之。下列说法正确的是(　　)
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.铜在O2、CO2、H2O存在时易发生电化学腐蚀
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜青，保护铜器
D.每生成111 g Cu2(OH)2CO3，转移1 mol电子
2.(2022·广东，11)为检验牺牲阳极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
3.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，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2++2e-===Zn
D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
4.研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况，如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A.约30 ℃时，低碳铬钢腐蚀严重
B.30%硫酸，大量发生吸氧腐蚀
C.硫酸浓度≥50%，低碳铬钢发生钝化
D.超过70 ℃后，实验中有SO2生成
5.(2024·广东湛江第二十一中学模拟)航母山东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.舰艇腐蚀是因为形成了电解池
B.图甲是海水环境下的腐蚀情况
C.腐蚀时负极反应为Fe-3e-===Fe3+
D.焊点附近可用锌块打“补丁”延缓腐蚀
6.(2024·广州模拟)为研究金属的电化学腐蚀机理，某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是(　　)
A.碳粉作正极
B.负极电极反应式：Fe-2e-===Fe2+
C.若压强传感器显示压强升高，则以吸氧腐蚀为主
D.若将碳粉换成锌粉，则Fe可被保护
7.(2024·湖北襄阳四中一模)古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中Cu2(OH)2CO3结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：
下列说法不正确的是(　　)
A.青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应式为Cu+Cl--e-===CuCl
B.青铜锈蚀Ⅰ过程中Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大
C.青铜锈蚀Ⅲ生成Cu2(OH)3Cl的化学方程式为Cu2O+HCl+2H2O===Cu2(OH)3Cl+H2↑
D.青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久
8.关于研究生铁的锈蚀实验，下列分析不正确的是(　　)
序号 ① ② ③
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H2O
C.③中正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
D.对比①②③，说明苯能隔绝O2
9.(2025·安阳模拟)中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速率比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速率大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置如图，下列叙述错误的是(　　)
A.电子从M电极经导线流向N电极
B.N电极的电极反应式为Fe-2e- ===Fe2+
C.正极区附近溶液的pH增大
D.电路中转移0.01 mol电子时，有0.08 g O2参与反应
10.在一定条件下，某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(　　)
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 Fe
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-===Fe+2H2O
11.验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是(　　)
A.对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
12.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A.原理图可理解为两个串联电解装置
B.溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色
C.溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D.地下管道被腐蚀后不易被发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)
13.硫酸盐还原菌(SRB)在地球上分布很广泛，在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下的腐蚀机理如图所示。下列对于该反应机理相关信息分析错误的是(　　)
①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；
②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；
③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成Fe2O3·xH2O；
④电化学腐蚀中负极电极反应为 Fe-2e-===Fe2+；
⑤当1 mol S在SRB的作用下转化为S2-时，理论上正极反应会消耗8 mol水
A.①②③ B.①②⑤
C.②③④ D.②③⑤
14.为增强铝的耐腐蚀性，现以铅酸蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
原电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池：2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是(　　)
选项 原电池 电解池
A H+移向Pb电极 H+移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O 阳极：2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
D
15.(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0
③ 0.2 2.0 90.0
(2)实验①测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了　　　　　(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向；此时，炭粉表面发生了　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是　　　　。
(3)图4中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是　　　　　　　。
16.(12分)(2024·上海浦东模拟)铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。
Ⅰ.研究铁的腐蚀
实验步骤如下：
步骤1：将铁粉放置于0.002 mol·L-1 CuSO4溶液中浸泡，过滤后用水洗涤。
步骤2：向15.00 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液(用盐酸调至pH=1.78)中加入浸泡过的Fe粉。
步骤3：采集溶液pH随时间变化的数据。
(1)第一阶段，主要发生析氢腐蚀，Cu上发生的电极反应为　　　　　。
(2)第二、三阶段主要发生吸氧腐蚀。
选取b点进行分析，经检验溶液中含有Fe2+，写出Fe被腐蚀的总反应的离子方程式：　　　　　　　。
Ⅱ.研究铁的防护
(3)在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀
已知：Zn2+放电的速率缓慢且平稳时有利于得到致密、细腻的镀层。
①镀件Fe应与电源的　　　　　相连。
②向ZnSO4电解液中加入NaCN溶液，将Zn2+转化为，电解得到的镀层更加致密、细腻，原因是　　　 　　　　。
答案精析
1.B　2.D
3.C　[锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn作负极，电极反应为Zn-2e-Zn2+，C项错误。]
4.C　[实验中硫酸浓度变化为方形点曲线，因为高浓度硫酸会使金属钝化，温度变化为三角形点曲线，即70 ℃以前，氧化膜稳定，低碳铬钢不会被腐蚀，超过70 ℃后，氧化膜被破坏，腐蚀速率加快，A错误；30%硫酸是强酸性环境，大量发生析氢腐蚀，B错误；根据图像知，硫酸浓度≥50%，腐蚀速率接近为0，则低碳铬钢发生钝化，C正确。]
5.D　[舰艇被腐蚀是因为形成了原电池，故A错误；海水中电解质的浓度大，腐蚀速率快，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，故B错误；Fe比Sn活泼，Sn作正极被保护，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-Fe2+，故C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，故D正确。]
6.C　7.C
8.D　[①是密闭体系，NaCl溶液中溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，A项正确；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，B项正确；根据③中现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-，C项正确；根据现象可知，③中发生吸氧腐蚀，③中观察到明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，D项错误。]
9.A　[M电极为正极，N电极为负极，电子从N电极经导线流向M电极，A错误；正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-，因此正极区附近溶液的pH增大，C正确；电路中转移0.01 mol电子时，有=0.002 5 mol氧气反应，质量为0.002 5 mol×32 g·mol-1=0.08 g，D正确。]
10.D　11.D
12.C　[由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe-2e-Fe2+，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-，OH-浓度增大，与阳极产生的Fe2+结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确、C项错误；为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。]
13.A
14.D　[原电池中，Pb为负极：Pb-2e-+SPbSO4，PbO2为正极：PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O，所以H+向PbO2极移动。电解池中，Pb为阴极：2H++2e-H2↑，Al为阳极：3H2O+2Al-6e-Al2O3+6H+，所以H+向Pb电极移动，A、C错误；每消耗3 mol Pb时转移6 mol e-，每生成2 mol Al2O3时，转移12 mol e-，B错误；原电池中随时间增长，Pb变为PbSO4，质量增加，电解池中Pb极产生H2，Pb电极质量不变，D正确。]
15.(1) 2.0　炭粉含量的影响　(2)吸氧　　还原　O2+ 2H2O+4e-4OH-　(3)pH=3的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
16.(1)2H++2e-H2↑　(2)2Fe+O2+4H+2Fe2++2H2O　(3)①负极　②通过反应Zn2++4CN-降低c(Zn2+)，使得Zn2+放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的Zn2+，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用

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