學而優·教有方PAGEPAGE1考點20金屬的腐蝕與防護【基礎過關】1．(2023·遼寧省名校聯盟高考模擬調研卷)“北溪”天然氣管道至少泄漏8萬噸天然氣，近20年間甲烷的溫室效應率是的84倍。已知管道接口處有鋼鐵材料等，海水的pH約為8.0。設為阿伏伽德羅常數的值。下列有關敘述不正確的是()A．損壞的鋼鐵材料在海水中主要發生吸氧腐蝕B．制造管道時表面涂層能起到抗腐蝕作用C．wg鐵在海水中完全發生電化學腐蝕時轉移電子數一定為D．修復管道時在鋼管表面鑲嵌鋅塊，這種方法叫犧牲陽極法2．(2023·河北省滄州市三模)出土于陜西的兩千多年前的越王劍(主要成分為鐵)，現藏于廣州博物館，該劍劍格左右側皆以鳥蟲書體鑄刻“王戊”二字，劍色為水銀古，時至如今，依然鋒利。劍脊含銅量較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度強，可見其性能優異，鍛造技術優良。下列敘述錯誤的是已知：劍在地下因構成原電池發生了腐蝕，導致生銹(Fe2O3)。A．鐵與銅、錫構成原電池時，鐵為負極B．鐵發生的電極反應為Fe-3e-=Fe3+C．酸性環境下劍腐蝕的過程中會產生氫氣D．生成80gFe2O3時理論上轉移3mol電子3．(2023·河北省邢臺市九師聯盟高三聯考)利用燒結的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無溶解氧的條件下均可在溶液中生成絮凝劑，實現高效轉化，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．工作過程中，鐵極為正極B．在強酸性污水中處理效果更好C．富氧時，碳極電極反應式主要為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工作過程中電子從鐵極流出，通過溶液被運輸至碳極表面4．《本草綱目》中載有一藥物，名“銅青[Cu2(OH)2CO3]”。銅青則是銅器上綠色者，淘洗用之。時珍曰：近時人以醋制銅生綠，取收曬干貨之。下列有關說法正確的是()

A．銅在空氣中主要發生析氫腐蝕B．銅在O2、CO2、H2O存在時易發生電化學腐蝕C．用硝酸清洗銅器可以除去銅綠，保護銅器D．每生成111gCu2(OH)2CO3，轉移1mol電子5．實驗室利用如下裝置模擬探究鋁制品表面出現白斑的腐蝕現象。下列說法正確的是()

A．活性炭上發生氧化反應B．電子從活性炭經電流表流向鋁箔C．NaCl既是離子導體又是電極反應物D．總反應為4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑6．金屬的腐蝕除化學腐蝕和普通的電化學腐蝕外，還有“氧濃差腐蝕”，如在管道或縫隙等處的不同部位氧的濃度不同，在氧濃度低的部位是原電池的負極。下列說法正確的是()A．純鐵的腐蝕屬于電化學腐蝕B．鋼鐵吸氧腐蝕時，負極的電極反應式為Fe－3e－=Fe3＋C．海輪在浸水部位鑲一些銅錠可起到抗腐蝕作用D．在圖示氧濃差腐蝕中，M極處發生的電極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－7．糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()A．脫氧過程是吸熱反應，可降低溫度，延長糕點保質期B．脫氧過程中鐵作原電池正極，電極反應為Fe－3e－=Fe3＋C．脫氧過程中碳作原電池負極，電極反應為2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．含有1．12g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336mL(標準狀況)8．(2023·廣東省深圳市高三期中)某航天發生器的點火接頭金屬由合金鋼加工成型。該金屬接頭端面發生銹蝕的原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．合金鋼中Fe作負極，長條狀硫化物作正極B．合金鋼腐蝕速度與空氣相對濕度無關C．正極的電極反應有O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D．可使用酒精棉球擦拭清洗并均勻涂抹潤滑脂防銹9．全世界每年因鋼鐵銹蝕造成巨大損失，鋼鐵吸氧腐蝕原理如圖所示。下列說法正確的是()A．鋼鐵腐蝕過程不只發生化學能與電能的轉化B．鋼鐵腐蝕的正極反應為：Fe-2e-=Fe2+C．電解質溶液濃度可影響鋼鐵腐蝕的速率D．將地下鐵管與銅塊連接，可保護鐵管10．利用如圖所示裝置可以模擬鋼鐵的電化學防護。下列說法正確的是()。A．若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵極發生還原反應B．若X為碳棒，開關K置于N處，X極發生還原反應C．若X為碳棒，開關K置于N處，可加快鐵的腐蝕D．若X為鋅棒，開關K置于M處，可加快鐵的腐蝕11．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中，負極是CB．Fe失去電子經電解質溶液轉移給CC．正極的電極反應式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發生還原反應12．鋼鐵的防護有多種方法，下列對于圖中的方法描述錯誤的是()A．a、b以導線連接，輔助電極發生氧化反應B．a、b以導線連接或以電源連接，輔助電極的材料可能都含有ZnC．a、b分別連接直流電源，通電后外電路電子被強制從輔助電極流向鋼鐵閘門D．a、b分別連接直流電源的負極、正極，該方法是犧牲陽極的陰極保護法13．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揮諸多潛力。但在水體中，會促使許多金屬及合金發生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機理如圖所示。對于該反應機理相關信息分析錯誤的是

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①升高溫度有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕；②硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕作用是在有氧環境下進行的；③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，Fe腐蝕后最終會生成Fe2O3·xH2O；④電化學腐蝕中負極電極反應為Fe-2e-=Fe2+；⑤當1molSO42-在SRB的作用下轉化為硫離子時，理論上正極反應會消耗8mol水A．①②③ B．①②⑤ C．②③④ D．②③⑤14．下列根據實驗操作及現象進行的分析和推斷中，不正確的是()

操作現象一段時間后：①中，鐵釘裸露在外的附近區域變紅；②中……A．NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路B．①中變紅是因為發生反應2H++2e-=H2↑，促進了水的電離C．②中可觀察到鐵釘裸露在外的附近區域產生藍色沉淀，銅絲附近區域變紅D．①和②中發生的氧化反應均可表示為M-2e-=M2+(M代表鋅或鐵)15．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕類型的影響因素，設計下表實驗。將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞。從膠頭滴管中一次性滴入醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。下列說法不正確的是()

編號實驗目的碳粉/g鐵粉/g醋酸/醋酸/①為以下實驗作參照0.52.090.02.0②醋酸濃度的影響0.5a36.02.0③M0.22.090.02.0A．B．M為“碳粉質量的影響”C．該實驗一共探究了4種影響因素D．鐵發生電化學腐蝕負極反應為-2e-=2+16．研究發現，CuCl在青銅器的腐蝕過程中起催化作用，下圖是青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕生成有害銹Cu2(OH)3Cl原理示意圖。已知Cu2(OH)2CO3比Cu2(OH)3Cl更難溶。下列敘述正確的是()

A．CuCl增大了反應的活化能B．腐蝕過程中，正極的電極反應式為O2+4H++4e-=2H2OC．若生成2.145Cu2(OH)3Cl理論上消耗標準狀況下氧氣的體積為2.24LD．修復青銅器時，可將文物置于含Na2CO3的緩沖溶液浸泡，使Cu2(OH)3Cl轉化為難溶的Cu2(OH)2CO317．厭氧性硫酸鹽還原菌(SRB)是導致金屬微生物腐蝕最為普遍的菌種，腐蝕過程如圖所示。下列說法正確的是()A．正極的電極反應式為8H++88H·(吸附)、SO42-+8H·(吸附)S2-+4H2OB．正極區溶液的pH變小C．生成1molFeS，轉移6mol電子D．若引入新細菌，一定會加速金屬的腐蝕18．利用物質由高濃度向低濃度自發擴散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品，縫隙處氧濃度比海水低，易形成濃差電池而發生縫隙腐蝕?？p隙處腐蝕機理如圖所示。下列說法不正確的是()A．金屬縫隙內表面為負極，外自由表面為正極B．縫隙內溶液pH增大，加快了縫隙內腐蝕速率C．為了維持電中性，海水中大量Cl-進入縫隙D．正極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-19．鐵及其化合物與生產、生產關系密切。下圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。(1)該電化學腐蝕稱為______________。(2)圖中A、B、C、D4個區域，生成鐵銹最多的是_________(填字母)?！灸芰μ嵘?0．(2023·湖州、衢州、麗水三地市高三4月教學質量檢測)海港、碼頭的鋼制管樁會受到海水的長期侵襲，常用外加電流法對其進行保護(如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助電極)。下列有關敘述中不正確的是()A．a為負極，b為正極B．高硅鑄鐵是作為損耗陽極材料發揮作用的C．通電時，海水中的陽離子向鋼制管柱電極移動D．通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零21．實驗小組研究金屬電化學腐蝕，實驗如下：序號實驗5min25min實驗I鐵釘表面及周邊未見明顯變化鐵釘周邊零星、隨機出現極少量紅色和藍色區域，有少量紅棕色鐵銹生成實驗Ⅱ鐵釘周邊出現紅色區域，未見藍色出現，鋅片周邊未見明顯變化鐵釘周邊紅色加深，區域變大，未見藍色出現，鋅片周邊未見明顯變化下列說法不正確的是()

A．實驗I生成鐵銹說明鐵釘發生了吸氧腐蝕B．對比實驗I，實驗Ⅱ中鐵釘在5min即出現紅色，說明鋅片加速了鐵的腐蝕速率C．實驗Ⅱ中正極的電極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-D．若將Zn片換成Cu片，推測Cu片周邊會出現紅色，鐵釘周邊會出現藍色22．金屬腐蝕在生活中隨處可見，常見的有化學腐蝕和電化學腐蝕。I．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和炭粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖1所示。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。(1)請完成以下實驗設計(完成表中空格)：編號實驗目的炭粉質量/g鐵粉質量/g醋酸質量分數/%①為以下實驗作參照0.52.090.0②醋酸濃度的影響0.5_________36.0③______________0.22.090.0(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發生了________________(填“吸氧”或“析氫”)腐蝕，請在圖3中用箭頭標出發生該腐蝕時電子流動的方向________；此時，炭粉表面發生了________(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是_______。(3)圖中U形管左端紅墨水柱先下降，一段時間后又上升，請解釋開始下降的原因是_______。(4)圖為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負極是______(填“a”“b”或“c”)。②環境中的Cl-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl↓，其離子方程式為____________。23．鋁的陽極氧化是一種重要的表面處理技術，其原理是用電化學方法處理鋁件表面，優化氧化膜結構，增強鋁件的抗腐蝕性，同時便于表面著色。取鋁片模擬該實驗，并測定氧化膜厚度，操作步驟如下：(1)鋁片預處理鋁片表面除去油垢后，用2mol/LNaOH溶液在60～70℃下洗滌，除去鋁表面薄氧化膜，離子方程式為：_______；再用10％(質量分數)的HNO3溶液對鋁片表面進行化學拋光。若取一定體積68％(質量分數)的濃硝酸配制該化學拋光液，需要用到的玻璃儀器有_______、_______、玻璃棒和膠頭滴管。(2)電解氧化取預處理過的鋁片和鉛做電極，控制電流恒定為0.06A，用直流電源在5～6mol/L硫酸中電解。其中鋁片接電源_______極，產生氧化膜的電極反應式為氧化膜的生長過程可大致分為A、B、C三個階段(如圖所示)，C階段多孔層產生孔隙的離子反應方程式為_____，A階段電壓逐漸增大的原因是_____。(3)氧化膜質量檢驗取出陽極氧化并封閉處理過的鋁片，洗凈、干燥，在鋁片表面滴一滴氧化膜質量檢查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL濃硫酸)，用秒表測定表面顏色變為綠色(產生Cr3+)所需時間，可判斷氧化膜的耐腐蝕性。寫出該變色反應的離子方程式：_______。(4)氧化膜厚度測定①取氧化完畢的鋁片，測得表面積為4.0cm2，洗凈吹干，稱得質量為0.7654g；②將鋁片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分鐘進行溶膜處理；③取出鋁片，洗凈吹干，稱得除膜后鋁片質量為0.7442g。已知氧化膜的密度為2.7g/cm3，可以計算得出氧化膜厚度為_____μm(1μm=1×10-4cm)。參考答案【基礎過關】1．(2023·遼寧省名校聯盟高考模擬調研卷)“北溪”天然氣管道至少泄漏8萬噸天然氣，近20年間甲烷的溫室效應率是的84倍。已知管道接口處有鋼鐵材料等，海水的pH約為8.0。設為阿伏伽德羅常數的值。下列有關敘述不正確的是()A．損壞的鋼鐵材料在海水中主要發生吸氧腐蝕B．制造管道時表面涂層能起到抗腐蝕作用C．wg鐵在海水中完全發生電化學腐蝕時轉移電子數一定為D．修復管道時在鋼管表面鑲嵌鋅塊，這種方法叫犧牲陽極法【答案】C【解析】A項，鋼鐵在弱堿性環境中主要發生吸氧腐蝕，A項正確；B項，表面涂層能防止鋼鐵管道和水、O2等物質接觸，從而起到抗腐蝕作用，B項正確；C項，鋼鐵腐蝕時負極電極反應式為Fe-2e-=Fe2+，wg鐵在海水中完全發生電化學腐蝕時轉移電子數為，后續發生，不屬于電化學腐蝕，C項錯誤；D項，鋅比鐵活潑，在海水中構成原電池，鋅為負極，鐵為正極，這種保護鋼鐵的方法叫犧牲陽極法，D項正確。故選C。2．(2023·河北省滄州市三模)出土于陜西的兩千多年前的越王劍(主要成分為鐵)，現藏于廣州博物館，該劍劍格左右側皆以鳥蟲書體鑄刻“王戊”二字，劍色為水銀古，時至如今，依然鋒利。劍脊含銅量較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度強，可見其性能優異，鍛造技術優良。下列敘述錯誤的是已知：劍在地下因構成原電池發生了腐蝕，導致生銹(Fe2O3)。A．鐵與銅、錫構成原電池時，鐵為負極B．鐵發生的電極反應為Fe-3e-=Fe3+C．酸性環境下劍腐蝕的過程中會產生氫氣D．生成80gFe2O3時理論上轉移3mol電子【答案】B【解析】A項，鐵與銅、錫構成原電池時，鐵的活潑性強于銅和錫，鐵作負極，A正確；B項，鐵電極反應為Fe-2e-=Fe2+，B錯誤；C項，酸性環境下劍腐蝕的過程為析氫腐蝕，正極會產生氫氣：2H++2e-=H2↑，C正確；D項，生成Fe2O3時理論上轉移電子3mol，D正確；故選B。3．(2023·河北省邢臺市九師聯盟高三聯考)利用燒結的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無溶解氧的條件下均可在溶液中生成絮凝劑，實現高效轉化，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．工作過程中，鐵極為正極B．在強酸性污水中處理效果更好C．富氧時，碳極電極反應式主要為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工作過程中電子從鐵極流出，通過溶液被運輸至碳極表面【答案】C【解析】鐵極上鐵失電子產生亞鐵離子，碳極上主要發生吸氧腐蝕，氧氣得電子產生氫氧根離子。A項，工作過程中，鐵極為負極，A錯誤；B項，強酸性污水中難以形成絮凝劑，效果不佳，B錯誤；C項，富氧時，氧氣放電，碳極電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C正確；D項，電子不能在溶液中傳導，D錯誤；故選C。4．《本草綱目》中載有一藥物，名“銅青[Cu2(OH)2CO3]”。銅青則是銅器上綠色者，淘洗用之。時珍曰：近時人以醋制銅生綠，取收曬干貨之。下列有關說法正確的是()

A．銅在空氣中主要發生析氫腐蝕B．銅在O2、CO2、H2O存在時易發生電化學腐蝕C．用硝酸清洗銅器可以除去銅綠，保護銅器D．每生成111gCu2(OH)2CO3，轉移1mol電子【答案】B【解析】A項，銅在空氣中被腐蝕的化學方程式為2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，則銅在空氣中主要發生吸氧腐蝕，A錯誤；B項，銅在空氣中被腐蝕的化學方程式為2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，銅在O2、CO2、H2O存在時易發生電化學腐蝕，B正確；C項，銅可以和硝酸反應，用硝酸清洗銅器可以除去銅綠，但也會破壞銅器，C錯誤；D項，由化學方程式2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3可知，每生成1molCu2(OH)2CO3，轉移4mol電子，則生成111gCu2(OH)2CO3(物質的量為0.5mol)時，轉移2mol電子，D錯誤；故選B。5．實驗室利用如下裝置模擬探究鋁制品表面出現白斑的腐蝕現象。下列說法正確的是()

A．活性炭上發生氧化反應B．電子從活性炭經電流表流向鋁箔C．NaCl既是離子導體又是電極反應物D．總反應為4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑【答案】D【解析】該裝置為原電池，鋁易失電子發生氧化反應而作負極，碳作正極，發生吸氧腐蝕，電子從負極流向正極，陰離子向負極移動。A項，碳作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極的反應為2H2O+O2+4e-═4OH-，發生還原反應，故A錯誤；B項，鋁易失電子做負極，碳作正極，電子從負極流向正極，則電子從鋁箔經電流表流向活性炭，故B錯誤；C項，負極電極反應式為Al-3e-=Al3+，正極反應式O2+2H2O+4e-═4OH-，NaCl不是電極反應物，故C錯誤；D項，負極電極反應式為Al-3e-=Al3+，正極反應式O2+2H2O+4e-═4OH-，總反應方程式為：4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3，生成的Al(OH)3分解生成Al2O3，則白斑的主要成分可能是Al2O3，故D正確；故選D。6．金屬的腐蝕除化學腐蝕和普通的電化學腐蝕外，還有“氧濃差腐蝕”，如在管道或縫隙等處的不同部位氧的濃度不同，在氧濃度低的部位是原電池的負極。下列說法正確的是()A．純鐵的腐蝕屬于電化學腐蝕B．鋼鐵吸氧腐蝕時，負極的電極反應式為Fe－3e－=Fe3＋C．海輪在浸水部位鑲一些銅錠可起到抗腐蝕作用D．在圖示氧濃差腐蝕中，M極處發生的電極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－【答案】D【解析】純鐵發生腐蝕時，沒有正極材料，不能構成原電池，所以發生化學腐蝕，A錯誤；鋼鐵發生吸氧腐蝕時，負極的電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，B錯誤；銅不如鐵活潑，銅、鐵在海水中形成原電池，Fe作負極，加快了海輪的腐蝕，C錯誤；因氧濃度低的部位是原電池的負極，由圖示可知，M處O2濃度高，該處O2得到電子，其電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D正確。7．糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()A．脫氧過程是吸熱反應，可降低溫度，延長糕點保質期B．脫氧過程中鐵作原電池正極，電極反應為Fe－3e－=Fe3＋C．脫氧過程中碳作原電池負極，電極反應為2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．含有1．12g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336mL(標準狀況)【答案】D【解析】在脫氧過程中，由鐵、碳作電極，氯化鈉溶液作電解質溶液形成原電池，發生吸氧腐蝕，該過程為放熱反應；在脫氧過程中，碳作正極，鐵作負極，鐵失電子發生氧化反應，生成Fe2＋；在脫氧過程中，Fe失電子被氧化為Fe2＋，Fe2＋最終還是被氧氣氧化為Fe3＋，由電子得失守恒知消耗氧氣的體積(標準狀況下)V(O2)＝22．4L·mol－1×eq\f(3×\f(1.12g,56g·mol－1),4)＝336mL。8．(2023·廣東省深圳市高三期中)某航天發生器的點火接頭金屬由合金鋼加工成型。該金屬接頭端面發生銹蝕的原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．合金鋼中Fe作負極，長條狀硫化物作正極B．合金鋼腐蝕速度與空氣相對濕度無關C．正極的電極反應有O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D．可使用酒精棉球擦拭清洗并均勻涂抹潤滑脂防銹【答案】B【解析】A項，Fe失電子，被氧化，為負極，所以長條狀硫化物作正極，A正確；B項，正極為氧氣和水得電子的反應，說明濕度越大，參加反應的物質的量越大，得電子越多，腐蝕速度越快，B錯誤；C項，通入空氣的一端為正極，氧氣得電子，與水反應生成氫氧根離子，故C正確；D項，使用酒精棉球擦拭清洗并均勻涂抹潤滑脂，通過防止金屬與氧氣和水接觸，從而防銹，D正確；故選B。9．全世界每年因鋼鐵銹蝕造成巨大損失，鋼鐵吸氧腐蝕原理如圖所示。下列說法正確的是()A．鋼鐵腐蝕過程不只發生化學能與電能的轉化B．鋼鐵腐蝕的正極反應為：Fe-2e-=Fe2+C．電解質溶液濃度可影響鋼鐵腐蝕的速率D．將地下鐵管與銅塊連接，可保護鐵管【答案】C【解析】A項，鋼鐵腐蝕過程不僅發生化學能與電能的轉化，鋼鐵的銹蝕過程屬于緩慢氧化，還放出熱量，所以還發生化學能與熱能的轉化，A正確；B項，鋼鐵發生的腐蝕為吸氧腐蝕，負極上金屬鐵失電子，發生氧化反應，正極上氧氣得到電子，發生還原反應，電極反應為：2H2O+O2+4e-=4OH-，B錯誤；C項，因為反應速率與離子濃度正相關，所以電解質溶液濃度可影響鋼鐵腐蝕的速率，C正確；D項，將地下鐵管與銅塊連接會構成原電池，鐵作負極，銅作正極，所以不能保護鐵管，反而會加快鐵管的腐蝕，D錯誤；故選C。10．利用如圖所示裝置可以模擬鋼鐵的電化學防護。下列說法正確的是()。A．若X為鋅棒，開關K置于M處，鐵極發生還原反應B．若X為碳棒，開關K置于N處，X極發生還原反應C．若X為碳棒，開關K置于N處，可加快鐵的腐蝕D．若X為鋅棒，開關K置于M處，可加快鐵的腐蝕【答案】A【解析】若X為鋅棒，開關K置于M處，形成原電池，此時金屬鋅為負極，金屬鐵為正極，金屬鐵被保護，鐵極發生還原反應，A項正確，D項不正確；若X為碳棒，開關K置于N處，形成電解池，X極為陽極，發生氧化反應，B項不正確；若X為碳棒，開關K置于N處，形成電解池，此時金屬鐵為陰極，鐵被保護，C項不正確。11．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中，負極是CB．Fe失去電子經電解質溶液轉移給CC．正極的電極反應式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發生還原反應【答案】D【解析】A項，鐵鍋中含有的Fe、C，和電解質溶液構成原電池，活潑金屬作負極，Fe易失電子，故腐蝕過程中，負極是Fe，錯誤；B項，原電池中電子由負極Fe經外電路向正極C流動，在電解質溶液中依靠離子的移動導電，錯誤；C項，該原電池中，C做正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，錯誤；D項，C是正極，O2在C表面上發生還原反應，正確。12．鋼鐵的防護有多種方法，下列對于圖中的方法描述錯誤的是()A．a、b以導線連接，輔助電極發生氧化反應B．a、b以導線連接或以電源連接，輔助電極的材料可能都含有ZnC．a、b分別連接直流電源，通電后外電路電子被強制從輔助電極流向鋼鐵閘門D．a、b分別連接直流電源的負極、正極，該方法是犧牲陽極的陰極保護法【答案】D【解析】a、b以導線連接，即為犧牲陽極的陰極保護法，則輔助電極要作負極，發生氧化反應，A項正確；a、b以導線連接或以電源連接，輔助電極都是發生氧化反應，Zn比較活潑，要失去電子，B項正確；通電后，被保護的鋼鐵閘門作陰極，輔助電極作陽極，因此通電后外電路電子被強制從輔助電極流向鋼鐵閘門，C項正確；由于有外加電源，故此方法為外加電流的陰極保護法，D項錯誤。13．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揮諸多潛力。但在水體中，會促使許多金屬及合金發生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機理如圖所示。對于該反應機理相關信息分析錯誤的是

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①升高溫度有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕；②硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕作用是在有氧環境下進行的；③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，Fe腐蝕后最終會生成Fe2O3·xH2O；④電化學腐蝕中負極電極反應為Fe-2e-=Fe2+；⑤當1molSO42-在SRB的作用下轉化為硫離子時，理論上正極反應會消耗8mol水A．①②③ B．①②⑤ C．②③④ D．②③⑤【答案】A【解析】①高溫下容易使蛋白質發生變性，因此升高溫度不有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕，①錯誤；②根據示意圖可判斷硫酸鹽還原菌(SRB)對金屬的腐蝕作用是在無氧環境下進行的，②錯誤；③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，Fe腐蝕后最終會生成FeS，③錯誤；④電化學腐蝕中負極鐵失去電子，電極反應為Fe-2e-=Fe2+，④正確；⑤當1molSO42-在SRB的作用下轉化為硫離子時需要8mol[H]，1mol水能產生1mol[H]，所以理論上正極反應會消耗8mol水，⑤正確；故選A。14．下列根據實驗操作及現象進行的分析和推斷中，不正確的是()

操作現象一段時間后：①中，鐵釘裸露在外的附近區域變紅；②中……A．NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路B．①中變紅是因為發生反應2H++2e-=H2↑，促進了水的電離C．②中可觀察到鐵釘裸露在外的附近區域產生藍色沉淀，銅絲附近區域變紅D．①和②中發生的氧化反應均可表示為M-2e-=M2+(M代表鋅或鐵)【答案】B【解析】A項，①和②中，Zn和Fe分別發生了電化學腐蝕，NaCl的瓊脂水溶液的作用是形成閉合回路，即NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路，A正確；B項，①中，由于Zn的活動性比Fe強，故Zn作負極，Fe作正極，正極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，正極附近區域OH-使酚酞變紅，B錯誤；C項，②中，由于Fe的活動性比Cu強，故Fe作負極，Cu作正極，負極的電極反應式為Fe-2e-=Fe2+，正極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，負極附近區域Fe2+和Fe(CN)63-反應生成藍色沉淀，正極附近區域OH-使酚酞變紅，C正確；D項，①中Zn作負極，電極反應式為Zn-2e-=Zn2+，②中Fe作負極，電極反應式為Fe-2e-=Fe2+，D正確；故選B。15．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕類型的影響因素，設計下表實驗。將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞。從膠頭滴管中一次性滴入醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。下列說法不正確的是()

編號實驗目的碳粉/g鐵粉/g醋酸/醋酸/①為以下實驗作參照0.52.090.02.0②醋酸濃度的影響0.5a36.02.0③M0.22.090.02.0A．B．M為“碳粉質量的影響”C．該實驗一共探究了4種影響因素D．鐵發生電化學腐蝕負極反應為-2e-=2+【答案】C【解析】A項，由表格數據可知，①②的實驗目的為探究醋酸濃度對鐵發生電化學腐蝕類型的影響，由變量唯一化原則可知，實驗中①和②的醋酸濃度不同，所以鐵粉的質量應該相同，所以a為2.0，故A正確；B項，由表格數據可知，①和③的碳粉質量不同，其他條件完全相同，所以實驗目的是探究碳粉質量對鐵發生電化學腐蝕類型的影響，故B正確；C項，由表格數據可知，該實驗只探究了醋酸濃度、碳粉質量對鐵發生電化學腐蝕類型的影響，故C錯誤；D項，鐵發生電化學腐蝕時，鐵做負極失去電子被損耗，電極反應式為-2e-=2+，故D正確；故選C。16．研究發現，CuCl在青銅器的腐蝕過程中起催化作用，下圖是青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕生成有害銹Cu2(OH)3Cl原理示意圖。已知Cu2(OH)2CO3比Cu2(OH)3Cl更難溶。下列敘述正確的是()

A．CuCl增大了反應的活化能B．腐蝕過程中，正極的電極反應式為O2+4H++4e-=2H2OC．若生成2.145Cu2(OH)3Cl理論上消耗標準狀況下氧氣的體積為2.24LD．修復青銅器時，可將文物置于含Na2CO3的緩沖溶液浸泡，使Cu2(OH)3Cl轉化為難溶的Cu2(OH)2CO3【答案】D【解析】A項，催化劑降低了反應的活化能，增大活化分子百分數，A錯誤；B項，由圖像可知CuCl在青銅器的腐蝕屬于吸氧腐蝕，故正極為氧氣得電子，堿性環境下，其電極方程式為O2+2H2O+4e-=4OH-，B錯誤；C項，生成2.145Cu2(OH)3Cl，物質的量，則轉移電子物質的量，氧氣轉移電子，則生成氧氣為，標況下體積為，C錯誤；D項，Cu2(OH)3Cl到Cu2(OH)2CO3難溶電解質的溶解平衡，向更難溶的物質轉化能更好的保護好文物，D正確。故選D。17．厭氧性硫酸鹽還原菌(SRB)是導致金屬微生物腐蝕最為普遍的菌種，腐蝕過程如圖所示。下列說法正確的是()A．正極的電極反應式為8H++88H·(吸附)、SO42-+8H·(吸附)S2-+4H2OB．正極區溶液的pH變小C．生成1molFeS，轉移6mol電子D．若引入新細菌，一定會加速金屬的腐蝕【答案】A【解析】A項，根據示意圖可知，正極上發生了2個電極反應，分別為8H++88H·(吸附)(吸附)、SO42-+8H·(吸附)S2-+4H2O，故A正確；B項，正極區消耗氫離子，所以溶液的pH變大，而不是減小，故B錯誤；C項，由A可知：生成1molFeS，轉移8mol電子，故C錯誤；D項，若引入新的菌種，不一定能參與電極反應，故不一定會加速金屬的腐蝕，故D錯誤；故選A。18．利用物質由高濃度向低濃度自發擴散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品，縫隙處氧濃度比海水低，易形成濃差電池而發生縫隙腐蝕。縫隙處腐蝕機理如圖所示。下列說法不正確的是()A．金屬縫隙內表面為負極，外自由表面為正極B．縫隙內溶液pH增大，加快了縫隙內腐蝕速率C．為了維持電中性，海水中大量Cl-進入縫隙D．正極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】B【解析】A項，根據氧氣得電子發生還原反應生成氫氧根離子，所以金屬縫隙外自由表面為正極，金屬縫隙內表面為負極，A正確；B項，金屬縫隙外自由表面為正極，生成氫氧根離子，縫隙外溶液pH增大，加快了縫隙內腐蝕速率，B錯誤；C項，陰離子由正極向負極移動，所以大量Cl-進入縫隙維持電中性，C正確；D項，正極為氧氣得電子發生還原反應生成氫氧根離子，電極反應為O2+2H2O+4e-═4OH-，D正確；故選B。19．鐵及其化合物與生產、生產關系密切。下圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。(1)該電化學腐蝕稱為______________。(2)圖中A、B、C、D4個區域，生成鐵銹最多的是_________(填字母)?！敬鸢浮课醺g(2)B【解析】(1)金屬在中性和較弱的酸性條件下發生的是吸氧腐蝕。(2)發生吸氧腐蝕，越靠近液面接觸到的O2越多，腐蝕得越嚴重。【能力提升】20．(2023·湖州、衢州、麗水三地市高三4月教學質量檢測)海港、碼頭的鋼制管樁會受到海水的長期侵襲，常用外加電流法對其進行保護(如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助電極)。下列有關敘述中不正確的是()A．a為負極，b為正極B．高硅鑄鐵是作為損耗陽極材料發揮作用的C．通電時，海水中的陽離子向鋼制管柱電極移動D．通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零【答案】B【解析】由圖可知，該金屬防護法為外加直流電源的陰極保護法，鋼制管樁與直流電源的負極a極相連，作電解池的陰極，高硅鑄鐵與直流電源正極b極相連，作陽極。A項，被保護金屬與電源的負極相連作為陰極被保護，則鋼制管樁應與電源的負極相連，即a為負極，b為正極，A正確；B項，高硅鑄鐵為惰性輔助電極，作為陽極材料不損耗，B錯誤；C項，電解池中，陽離子向陰極移動，即向鋼制管柱電極移動，C正確；D項，被保護的鋼制管樁作為陰極，從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制，使鋼制管樁表面腐蝕電流接近于零，避免或減弱電化學腐蝕的發生，D正確；故選B。21．實驗小組研究金屬電化學腐蝕，實驗如下：序號實驗5min25min實驗I鐵釘表面及周邊未見明顯變化鐵釘周邊零星、隨機出現極少量紅色和藍色區域，有少量紅棕色鐵銹生成實驗Ⅱ鐵釘周邊出現紅色區域，未見藍色出現，鋅片周邊未見明顯變化鐵釘周邊紅色加深，區域變大，未見藍色出現，鋅片周邊未見明顯變化下列說法不正確的是()

A．實驗I生成鐵銹說明鐵釘發生了吸氧腐蝕B．對比實驗I，實驗Ⅱ中鐵釘在5min即出現紅色，說明鋅片加速了鐵的腐蝕速率C．實驗Ⅱ中正極的電極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-D．若將Zn片換成Cu片，推測Cu片周邊會出現紅色，鐵釘周邊會出現藍色【答案】B【解析】A項，實驗I出現極少量紅色說明有OH-生成，Fe失去電子生成Fe2+，K3[Fe(CN)6]溶液與Fe2+發生反應生成特征藍色沉淀，則鐵釘發生了吸氧腐蝕，A正確；B項，實驗II中Zn比Fe活潑，作原電池的負極，發生吸氧腐蝕生成OH-，Fe作正極，被保護，鐵的腐蝕速率比實驗I慢，B錯誤；C項，實驗II中Fe作正極，氧氣發生得電子的還原反應，其電極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-，C正確；D項，若將Zn片換成Cu片，因為Fe比Cu活潑，推測Cu片周邊氧氣發生得電子的還原反應生成氫氧根離子，酚酞溶液會出現紅色，鐵釘作原電池的負極，發生失電子的氧化反應生成亞鐵離子，與K3[Fe(CN)6]溶液反應，使其周邊會出現藍色，D正確；故選B。22．金屬腐蝕在生活中隨處可見，常見的有化學腐蝕和電化學腐蝕。I．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和炭粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖1所示。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。(1)請完成以下實驗設計(完成表中空格)：編號實驗目的炭粉質量/g鐵粉質量/g醋酸質量分數/%①為以下實驗作參照0.52.090.0②醋酸濃度的影響0.5_________36.0③______________0.22.090.0(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發生了________________(填“吸氧”或“析氫”)腐蝕，請在圖3中用箭頭標出發生該腐蝕時電子流動的方向________；此時，炭粉表面發生了________(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是_______。(3)圖中U形管左端紅墨水柱先下降，一段時間后又上升，請解釋開始下降的原因是_______。(4)圖為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負極是______(填“a”“b”或“c”)。②環境中的Cl-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl↓，其離子方程式為____________?！敬鸢浮?1)2.0

炭粉含量的影響(2)

吸氧

還原

O2+2H2O+4e-=4OH-(3)的雨水顯酸性，鐵發生析氫腐蝕，產生氫氣，試管內壓強增大(4)

c

2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓【解析】(1)探究弱酸條件下鐵發生電化學腐蝕的類型及腐蝕速率，如圖所示。②探究醋酸濃度的影響，故鐵粉質量不變，為2.0g；③炭粉質量變化，可知探究炭粉含量的影響；(2)t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發生了吸氧腐蝕，碳為正極，鐵為負極，電子轉移的方向為，碳電極氧氣得到電子發生還原反應，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-；(3)的雨水顯酸性，鐵發生析氫腐蝕，產生氫氣