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第22讲 金属的腐蚀与防护
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模块一
金属的腐蚀
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1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的 发生 反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子 电子变为阳离子，金属发生 反应。
(2)根据与金属接触的 不同，金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而 。
②电化学腐蚀：当 的金属与 溶液接触时会发生 反应， 的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．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
负极反应式
正极反应式
总反应
联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
3．实验探究
实验操作 实验现象 实验解释
导管中 装置中铁、碳和饱和食盐水构成 ，铁钉发生 腐蚀
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 ，发生 腐蚀，产生气泡的速率更
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。
【例1】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
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题型归纳
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【题型1 金属的腐蚀】
1.1铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀
D．此过程中电流从Fe流向Cu
1.2宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极
B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成
C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 L
D．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
1.3铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
1.4 (2024·浙江1月卷，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-=H2↑＋2NH2-
D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn
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模块
二
金属的防护
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1．加防护层
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。
2．电化学保护法
(1)牺牲阳极法
①原理：原电池原理，被保护的金属作 ，活泼性更强的金属作 。
②应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。
【例1】在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂溶液，并滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀，取两个2～3 cm长的铁钉，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 铁钉周围生成 ，铜丝周围
结论 铁作负极时易被腐蚀，铁作正极时未被腐蚀
(2)外加电流法
原理：电解池原理，被保护的金属作为 ，与电源的 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。
【例2 】防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法，如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
（1）钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为 ，正极反应为 。
（2）钢铁表面常电镀一层铜达到防腐蚀的目的，电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连，把镀层金属铜作 极(填“阳”或“阴”)。电解质溶液中一定含有的离子是 。镀层破损后， (填“能”或“不能”)起到保护钢铁的作用。
（3）利用如图装置，可以模拟铁的电化学保护。
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处(填“M”或“N”)。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式： 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为 。
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题型归纳
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【题型2 金属的防护】
2.1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_______________。
2.2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 在Fe表面生成蓝色沉淀
② 试管内无明显变化
③ 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
2.3 2021年7月20日，郑州遭遇特大暴雨，导致贾鲁河下游水位上涨，周口市进行开闸放水，闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对钢闸门进行保护。下列说法不正确的是(　　)
A．a、b间用导线连接时，则X可以是锌
B．a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上
C．X应定期更换
D．a、b间用导线连接时，则X发生还原反应
2.4在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　)
A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管
B.图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑
C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁
D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并在铝箔上发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
2.5化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验I 实验Ⅱ
实验
下列说法错误的是
A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色
B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化
C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e =2H2O
D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
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模块
三
分层训练
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1．下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜制灯架天长日久表面变黑
B．铸铁锅中水未擦干容易生锈
C．在船舶外壳安装若干锌块使船体不易被腐蚀
D．用铁屑与稀硫酸制氢气，滴加硫酸铜溶液时产气速率加快
2．下列说法正确的是
A．电解精炼铜时，阳极只发生
B．如图为外加电流法保护钢闸门不被腐蚀
C．测定中和反应的反应热应使用玻璃棒搅拌
D．增大反应物浓度，单位体积内的活化分子数增多，反应速率加快
3．金属被腐蚀会影响其本身的强度及使用而造成巨大损失，采取相应的防护措施具有重要意义。下列关于金属防护的说法不正确的是
A．在钢铁表面进行发蓝处理来防止腐蚀
B．在船体外镶嵌铜块以减缓船身的腐蚀
C．将钢闸门与直流电源的负极相连以防腐蚀
D．在普通钢中加入铬、镍等制成不锈钢可延缓腐蚀
4．下列有关金属腐蚀和保护的说法，不正确的是
A．生铁比纯铁容易生锈
B．铁被氧化腐蚀的电极反应式为
C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀
D．铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀
5．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Cu
D．该过程还涉及反应
6．宋代钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是
A．钱币表面绿色物质的主要成分是Cu2(OH)2CO3
B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀
C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化
D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等
7．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
8．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
（1）经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。正常情况下舰体发生的电化学腐蚀主要是 (析氢/吸氧)腐蚀。
（2）为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极法”对舰船进行了处理。
①下列说法不正确的是 。
A．锌块发生氧化反应
B．电子由舰体流入锌块
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极法”后，锌块上的电极反应式为 。
（3）电镀不仅能让铁制品更美观还能保护其不被腐蚀，下图装置中电极a、b分别为纯Ag电极和铁制品，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两个电极上收集到气体如图。请回答下列问题。
①直流电源中，M为 极。
②电极(b)的电极反应式为 。
③通电一段时间后AgNO3溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
9．青铜是金属冶炼史上最早的合金，我国出土了大量青铜器，体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节。
（1）查阅高中教材得知铜锈为，俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。铜绿难溶于水，可用稀盐酸除去，写出发生反应的离子方程式 。
（2）继续查阅资料，了解到铜锈的成分很复杂，主要成分有和。结构如图所示：
考古学家将铜锈分为“无害锈”和“有害锈”，“无害锈”形成后可阻止内部金属继续腐蚀，而“有害锈”则无法阻止腐蚀的深入。结合两种铜锈的结构推测，“有害锈”的主要成分为 。
（3）的形成过程中会通过原电池反应产生CuCl(难溶于水的固体)，请结合下图回答：
①过程Ⅰ正极上得电子的物质是 (填化学式)。
②过程Ⅰ负极的电极反应式为 。
（4）青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法：
ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%~3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈(柠檬酸的结构如图所示)：
ⅱ.碳酸钠法；将文物置于含的溶液中浸泡，使CuCl转化为；ⅲ.BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与CuCl反应，形成一层透明的高聚物薄膜(将产生的隔绝在外)。
①柠檬酸浸法利用了其结构中 (填官能团名称)的性质。
②向溶液中滴加稀盐酸，开始无气泡产生，此时发生反应的离子方程式为 。
③相比于酸浸法，BTA保护法的优点是 。
（5）陕西历史博物馆展出了许多鎏金工艺青铜器。鎏金是古代常用的镀金工艺，将金汞合金涂于器物表面，加热使汞挥发，便形成一层光亮的金镀层。下列关于青铜器鎏金工艺的说法正确的是 (填字母)。
A．流金工艺的镀金过程是一种化学变化
B．流金除了改善外观，还可保护青铝器，使其不易生锈
C．若表面的金镀层破损，暴露出的青铜表面会更易生锈
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第22讲 金属的腐蚀与防护
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模块一
金属的腐蚀
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1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体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：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．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
负极反应式 Fe－2e－===Fe2＋
正极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
3．实验探究
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
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
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。
【例1】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　生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液pH都增大，D错误。
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题型归纳
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【题型1 金属的腐蚀】
1.1铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀
D．此过程中电流从Fe流向Cu
答案　B
解析　铁铆钉吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过外电路流向正极。
1.2宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极
B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成
C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 L
D．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
答案　C
解析　根据题图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，腐蚀过程中c作负极，A项正确；潮湿环境中的Cl－与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D项正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C项错误。
1.3铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，一段时间后铁钉上有铁锈出现，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．铁发生氧化反应
B．腐蚀过程中铜板上发生的反应为
C．铁锈的主要成分是
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可减缓腐蚀
【答案】C
【分析】铆有铁钉的铜板暴露在潮湿的空气中，形成原电池，铁为负极，失电子被氧化。
【解析】A．由图可知，Fe失电子，化合价升高，被氧化，选项A正确；
B．腐蚀过程中，铁钉作负极，铜板作正极，正极上发生还原反应，电极反应式为，选项B正确；
C．铁锈的主要成分是，选项C错误；
D．在铆有铁钉的铜板上刷一层油漆，可隔绝空气和水，减缓腐蚀，选项D正确；
答案选C。
1.4(2024·浙江1月卷，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-=H2↑＋2NH2-
D．每生成标准状况下22.4mLH2，消耗0.010 mol Zn
【答案】C
【解析】A项，氨水浓度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蚀趋势越大，A正确；B项，腐蚀的总反应为Zn+4NH3 H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-离子生成，溶液pH变大，B正确；C项，该电化学腐蚀中Zn作负极，Fe作正极，正极上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错误；D项，根据得失电子守恒，每生成标准状况下22.4mLH2，转移电子数为，消耗0.010 mol Zn，D正确；故选C。
(
模块
二
金属的防护
)
1．加防护层
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。
2．电化学保护法
(1)牺牲阳极法
①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。
②应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。
【例1】在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂溶液，并滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀，取两个2～3 cm长的铁钉，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 铁作负极时易被腐蚀，铁作正极时未被腐蚀
(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。
【例2 】防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法，如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
（1）钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为 ，正极反应为 。
（2）钢铁表面常电镀一层铜达到防腐蚀的目的，电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连，把镀层金属铜作 极(填“阳”或“阴”)。电解质溶液中一定含有的离子是 。镀层破损后， (填“能”或“不能”)起到保护钢铁的作用。
（3）利用如图装置，可以模拟铁的电化学保护。
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处(填“M”或“N”)。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式： 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为 。
【答案】（1）Fe-2e-=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH-
（2）负 阳 Cu2+ 不能
（3）①N ②牺牲阳极保护法
【解析】（1）钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。钢铁发生吸氧腐蚀时，负极为铁失去电子转化为亚铁离子，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极为氧气得到电子转化为OH-，反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）钢铁表面常电镀一层铜达到防腐蚀的目的，电镀时，把待镀的金属制品与直流电源的负极相连，作阴极，把镀层金属铜与电源正极相连作阳极，电解质溶液中一定含有的离子是Cu2+，镀层破损后，铁作负极，Cu为正极，不能起到保护钢铁的作用；
（3）①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，铁作阴极，开关K应置于N处，假设海水中只有NaCl溶质，此时总离子反应方程式：；
②若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，该电化学保护法称为牺牲阳极保护法。
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题型归纳
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【题型2 金属的防护】
2.1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_______________。
答案　④>②>①>③
解析　当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢顺序是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。本题中，铁腐蚀由快到慢的顺序为④>②>①>③。
2.2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 在Fe表面生成蓝色沉淀
② 试管内无明显变化
③ 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
答案　D
解析　对比②③，②Fe附近的溶液中，不含Fe2＋，③Fe附近的溶液中，含Fe2＋，②中Fe被保护，A正确；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2＋，B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＋，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C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错误。
2.3 2021年7月20日，郑州遭遇特大暴雨，导致贾鲁河下游水位上涨，周口市进行开闸放水，闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对钢闸门进行保护。下列说法不正确的是(　　)
A．a、b间用导线连接时，则X可以是锌
B．a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上
C．X应定期更换
D．a、b间用导线连接时，则X发生还原反应
答案　D
解析　a、b用导线连接时形成原电池，若要保护钢闸门，则X活泼性应强于铁，X可以是锌，A正确；若接入电源，则a应连电源的负极作阴极，B正确；X不断消耗，应定期更换，C正确；a、b用导线连接时形成原电池，X失去电子发生氧化反应，D错误。
2.4在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是(　　)
A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管
B.图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑
C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁
D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并在铝箔上发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
答案　B
解析　具支试管内气体受热压强增大，部分气体逸出，冷却后，气体压强减小，对实验结果产生干扰，A错误；正极与负极反应式相加得到图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，B正确；负极材料为铁，正极材料为碳，C错误；铝箔为负极，电极反应式为4Al－12e－===4Al3＋，活性炭为正极，电极反应式为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，D错误。
2.5化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
序号 实验I 实验Ⅱ
实验
下列说法错误的是
A．实验Ⅰ中铁钉周边出现蓝色，铜片周边略显红色
B．实验Ⅱ中铁钉周边出现红色，锌片周边未见明显变化
C．实验I、Ⅱ均发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O2+4H++4e =2H2O
D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀
【答案】C
【分析】实验I中，铁更活泼，发生吸氧腐蚀，铁为负极，失电子，生成亚铁离子，铜为正极，发生电极反应为O2+2H2O+4e =4OH-；实验Ⅱ中，Zn更活泼，做负极，失电子，生成锌离子，从而保护了铁不被腐蚀，铁做正极，电极反应式和实验I中铜电极相同。
【详解】A．实验I中，铁更活泼，为负极，失电子生成亚铁离子，遇K3[Fe(CN)6]溶液显蓝色，铜做正极，电极反应为O2+2H2O+4e =4OH-，酚酞遇碱变红，A正确；
B．实验Ⅱ中，铁做正极，电极反应为O2+2H2O+4e =4OH-，酚酞遇碱变红，而锌为负极，失电子生成锌离子，无明显现象，B正确；
C．实验I发生吸氧腐蚀，实验Ⅱ铁被保护，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e =4OH-，C错误；
D．对比实验I、Ⅱ可知，镀铜铁板在镀层破损后铁为负极，更易被腐蚀，D正确；
本题选C。
(
模块
三
分层训练
)
1．下列现象与电化学腐蚀无关的是
A．铜制灯架天长日久表面变黑
B．铸铁锅中水未擦干容易生锈
C．在船舶外壳安装若干锌块使船体不易被腐蚀
D．用铁屑与稀硫酸制氢气，滴加硫酸铜溶液时产气速率加快
【答案】A
【解析】A．铜制灯架表面变黑是因为铜与空气中氧气反应生成氧化铜，发生的是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故A选；B．铸铁锅中水未擦干，在空气中发生吸氧腐蚀，是电化学腐蚀，故B不选；C．钢铁船舶的外壳安装若干锌块，让船体做正极，锌块做负极，采用了牺牲阳极法，与电化学防护有关，故C不选；D．滴加几滴硫酸铜溶液，构成Cu、Fe原电池，加快反应速率，与电化学反应有关，故D不选；答案选A。
2．下列说法正确的是
A．电解精炼铜时，阳极只发生
B．如图为外加电流法保护钢闸门不被腐蚀
C．测定中和反应的反应热应使用玻璃棒搅拌
D．增大反应物浓度，单位体积内的活化分子数增多，反应速率加快
【答案】D
【解析】A．电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，阳极主要发生反应，也有其他杂质发生氧化反应，A错误；B．外加电流保护法防止钢闸门被腐蚀时，钢闸门作阴极，与直流电源的负极相连，题目所给图中没有外加电源，B错误；C．中和反应热测定要用专门的玻璃搅拌器搅拌使反应充分，不能使用普通玻璃棒，防止热损失，C错误；D．增大反应物浓度，单位体积内的活化分子数增多，分子有效碰撞增加，反应速率加快，D正确；故选D。
3．金属被腐蚀会影响其本身的强度及使用而造成巨大损失，采取相应的防护措施具有重要意义。下列关于金属防护的说法不正确的是
A．在钢铁表面进行发蓝处理来防止腐蚀
B．在船体外镶嵌铜块以减缓船身的腐蚀
C．将钢闸门与直流电源的负极相连以防腐蚀
D．在普通钢中加入铬、镍等制成不锈钢可延缓腐蚀
【答案】B
【解析】A．钢铁防腐蚀可用化学方法在其表面进行发蓝处理，形成一层致密氧化物膜，阻止钢铁被腐蚀，故A正确；B．在铁船壳上镶嵌铜块，Fe比Cu活泼，构成原电池，Fe作负极加快其腐蚀，故B错误；C．将钢闸门与外加电源负极相连，阴极上电解质溶液中阳离子得电子发生还原反应，此方法为外加电源保护法，可防止钢闸门腐蚀，故C正确；D．不锈钢是合金，合金改变了金属的结构，不锈钢能保护铁不被腐蚀，故D正确；故选B。
4．下列有关金属腐蚀和保护的说法，不正确的是
A．生铁比纯铁容易生锈
B．铁被氧化腐蚀的电极反应式为
C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀
D．铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀
【答案】B
【解析】A．生铁是含碳的铁合金，容易形成原电池，此时铁作负极被腐蚀，所以生铁比纯铁容易生锈，故A正确；B．铁被氧化腐蚀时，铁做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故B错误；C．铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池，加快铁管腐蚀，所以埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥土壤里更容易被腐蚀，故C正确；D．镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层银、铁与外界环境形成原电池，铁作负极被腐蚀，所以铁制品表面的镀银层损坏后，铁制品更容易被腐蚀，故D正确；故选B。
5．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Cu
D．该过程还涉及反应
【答案】B
【解析】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。
6．宋代钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是
A．钱币表面绿色物质的主要成分是Cu2(OH)2CO3
B．钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀
C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化
D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等
【答案】B
【解析】A．钱币是铜合金，钱币表面绿色物质是铜绿，主要成分是碱式碳酸铜，其化学式是Cu2(OH)2CO3，故A正确；B．根据金属活动顺序表，铜没有氢活泼，不能置换出氢气，即不能发生析氢腐蚀，故B错误；C．在潮湿环境会发生电化学腐蚀，铜作负极，发生氧化反应，故C正确；D．保护钱币，应防止铜发生腐蚀，可采取的措施保持干燥环境、涂保护层等，故D正确；答案选B。
7．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。
8．2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
（1）经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。正常情况下舰体发生的电化学腐蚀主要是 (析氢/吸氧)腐蚀。
（2）为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极法”对舰船进行了处理。
①下列说法不正确的是 。
A．锌块发生氧化反应
B．电子由舰体流入锌块
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极法”后，锌块上的电极反应式为 。
（3）电镀不仅能让铁制品更美观还能保护其不被腐蚀，下图装置中电极a、b分别为纯Ag电极和铁制品，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两个电极上收集到气体如图。请回答下列问题。
①直流电源中，M为 极。
②电极(b)的电极反应式为 。
③通电一段时间后AgNO3溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）吸氧
（2）B Zn-2e-=Zn2+
（3）正 不变
【解析】（1）海水呈弱碱性，钢铁在海水中发生吸氧腐蚀，负极上Fe失去电子发生氧化反应，电极反应式为：；
（2）①A．Zn比Fe活泼，Zn先发生氧化反应，其反应式为：，故A正确；B．舰体为正极，是电子流入的一极，Zn失电子流向舰体舰体，故B错误；C．采用外加电流保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C正确；D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极保护法，故D正确；②Zn为负极，失去电子形成Zn2+，其电极反应式为：；
（3）①在电解池中，可以确定石墨电极d为阴极，且连接着原电池的负极N，故M为正极；②原电池正极连接电解池的阳极，即电极a，阳极发生氧化反应，其电极反应式为：，而b电极则发生还原反应；③a电极上Ag失电子形成Ag+，而b电极上Ag+得电子又变回Ag，故硝酸银溶液中硝酸银浓度不变。
9．青铜是金属冶炼史上最早的合金，我国出土了大量青铜器，体现了古代中国对人类文明的巨大贡献。青铜器在埋藏过程中会逐渐生锈，其修复工作是文物保护的重要环节。
（1）查阅高中教材得知铜锈为，俗称铜绿。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。铜绿难溶于水，可用稀盐酸除去，写出发生反应的离子方程式 。
（2）继续查阅资料，了解到铜锈的成分很复杂，主要成分有和。结构如图所示：
考古学家将铜锈分为“无害锈”和“有害锈”，“无害锈”形成后可阻止内部金属继续腐蚀，而“有害锈”则无法阻止腐蚀的深入。结合两种铜锈的结构推测，“有害锈”的主要成分为 。
（3）的形成过程中会通过原电池反应产生CuCl(难溶于水的固体)，请结合下图回答：
①过程Ⅰ正极上得电子的物质是 (填化学式)。
②过程Ⅰ负极的电极反应式为 。
（4）青铜器的修复追求“修旧如旧”，即在尽量不破坏“无害锈”的情况下阻止青铜器继续被腐蚀，保护青铜器的艺术价值。青铜器除锈有以下三种常见方法：
ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%~3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈(柠檬酸的结构如图所示)：
ⅱ.碳酸钠法；将文物置于含的溶液中浸泡，使CuCl转化为；ⅲ.BTA保护法：利用BTA(一种有机成膜剂)与CuCl反应，形成一层透明的高聚物薄膜(将产生的隔绝在外)。
①柠檬酸浸法利用了其结构中 (填官能团名称)的性质。
②向溶液中滴加稀盐酸，开始无气泡产生，此时发生反应的离子方程式为 。
③相比于酸浸法，BTA保护法的优点是 。
（5）陕西历史博物馆展出了许多鎏金工艺青铜器。鎏金是古代常用的镀金工艺，将金汞合金涂于器物表面，加热使汞挥发，便形成一层光亮的金镀层。下列关于青铜器鎏金工艺的说法正确的是 (填字母)。
A．流金工艺的镀金过程是一种化学变化
B．流金除了改善外观，还可保护青铝器，使其不易生锈
C．若表面的金镀层破损，暴露出的青铜表面会更易生锈
【答案】（1）+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑
（2）Cu2(OH)3Cl
（3）O2 Cu-e-+Cl-=CuCl
（4）羧基 不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
（5）BC
【解析】（1）铜锈为，和稀盐酸反应生成CuCl2、CO2和H2O，离子方程式为：+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑。
（2）由题干信息可知，碱式碳酸铜为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜；而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，故碱式氯化铜是有害锈，“有害锈”的主要成分为：Cu2(OH)3Cl。
（3）有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，分析图示得到铜做负极失电子出CuCl沉淀，正极上是氧气得到电子发生还原反应，
①过程Ⅰ正极上得电子的物质是：O2，
②过程Ⅰ负极上Cu失去电子生成CuCl，电极反应式是：Cu-e-+Cl-=CuCl。
（4）①由题干柠檬酸的结构简式可知，分子中的羧基能与金属氧化物反应，而用于除锈，故柠檬酸浸法利用了其结构中羧基的性质；②向溶液中滴加稀盐酸，开始无气泡产生，说明和HCl反应生成了NaHCO3，离子方程式为：；③相比于酸浸法，BTA保护法的优点是酸浸法会和无害锈发生反应，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”。
（5）A．鎏金工艺的镀金过程即将金汞合金涂于器物表面，加热使汞挥发，便形成一层光亮的金镀层，故是一种物理变化，A错误；B．由题干信息可知，鎏金即在青铜器表面镀上一层金，由于金是一种很不活泼的金属，故除了改善外观，还可保护青铜器，使其不易生锈，B正确；C．由于金的活动性弱于Cu，故若表面的金镀层破损，暴露出的青铜表面由于能形成电化学腐蚀，故会更易生锈，C正确；故答案为：BC。
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