2022-2023学年高中化学苏教版选择性必修1 课时跟踪检测(八) 金属的腐蚀与防护 word版含解析
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年高中化学苏教版选择性必修1 课时跟踪检测(八) 金属的腐蚀与防护 word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 596.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-08-24 20:29:28 | ||
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文档简介
课时跟踪检测(八) 金属的腐蚀与防护
[基础巩固练]
知识点一 金属的电化学腐蚀
1．(2021·浙江温州高二检测)下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应
③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③ B．②③
C．①④ D．①③④
2．(2021·江苏苏州高二月考)下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A．铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B．铁只能发生析氢腐蚀
C．铜只能发生吸氧腐蚀
D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
3．某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均pH为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
4．(2021·福建漳州高二期中) 如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是( )
A．若M是铜片，可保护铁
B．若M是锌片，可保护铁
C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重
D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池
5．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
(1)请写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：______________________________________________。
②碳棒上的电极反应式：________________________________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。
知识点二 金属的电化学防护
6．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是( )
A．船体表面刷漆
B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢
C．自行车链条涂油
D．水中的钢闸门连接电源的负极
7．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
8．(2022·浙江嘉兴高二检测)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连
C．装置③中总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
D．装置④中铁钉几乎没被腐蚀
9．利用下图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。下列说法中，正确的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀
B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀
C．若X为碳棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法
10．(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为________________________________________________________________________。
(Ⅱ)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(用序号表示)______________ _______________________________________________________。
(Ⅲ)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更________(填“容易”或“不容易”)被腐蚀。
[素养提升练]
11．(2021·福建宁德高二联考)电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．图1正极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强
C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．图2防止金属腐蚀的方法叫做外加电流的阴极保护法
12．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。
下列说法不合理的是( )
A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6] 溶液后出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
B．②区Cu电极附近滴加酚酞试液后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
C．③区Zn电极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色沉淀，Fe被保护
D．④区Zn电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
13．某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理，设计如图实验装置：
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为______________________；铁棒上发生的电极反应为________________________________________________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是____________________、___________。
(5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为____________________________。
14．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈，B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________。
②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，正极电极反应式为____________________________。
③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是__________。
④实验C中碱石灰的作用是____________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了防止铁钉生锈，想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是________(填字母)。
A．锡 B．铜 C．锌
课时跟踪检测(八) 金属的腐蚀与防护
[基础巩固练]
知识点一 金属的电化学腐蚀
1．(2021·浙江温州高二检测)下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应
③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③ B．②③
C．①④ D．①③④
解析：C 金属的腐蚀是金属失电子发生氧化反应的过程，金属的腐蚀全部是氧化还原反应，故①正确；金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀和电化学腐蚀都是氧化还原反应，故②错误；钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主，在酸度较大的区域以析氢腐蚀为主，故③错误；无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是金属失去电子发生氧化反应的过程，故④正确；故选C。
2．(2021·江苏苏州高二月考)下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A．铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B．铁只能发生析氢腐蚀
C．铜只能发生吸氧腐蚀
D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
解析：C 在金属活动性顺序中，铜在氢之后，铜不能置换出氢气，因此铜不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，A项错误，C项正确；铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，B项错误；在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，D项错误。
3．某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均pH为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
解析：B 在金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，具备电解质环境，满足原电池的构成条件，构成了原电池，也可以发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时的负极是铁，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。
4．(2021·福建漳州高二期中) 如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是( )
A．若M是铜片，可保护铁
B．若M是锌片，可保护铁
C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重
D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池
解析：B 若M是铜片，构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀， A错误；若M是锌片，构成原电池，锌是负极，锌被腐蚀，铁被保护， B正确；图1铁片靠近水面的部分，水分、氧气充足，腐蚀更严重， C错误； M是锌能保护铁，能构成原电池，锌是负极， D错误。
5．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
(1)请写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：______________________________________________。
②碳棒上的电极反应式：________________________________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。
解析：金属的腐蚀，在中性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀。
答案：(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)吸氧 (3)析氢 锌(或其他比铁活泼的金属)
知识点二 金属的电化学防护
6．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是( )
A．船体表面刷漆
B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢
C．自行车链条涂油
D．水中的钢闸门连接电源的负极
解析：D 水中的钢闸门连接电源的负极，是加电流的阴极保护法，属于电化学防护方法，故D符合题意。
7．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
解析：D 铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，比没有形成原电池时的反应速率快，A、B正确；若d为锌块，则由于金属活动性：Zn＞Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确；d为锌块，由于电解质溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
8．(2022·浙江嘉兴高二检测)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连
C．装置③中总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
D．装置④中铁钉几乎没被腐蚀
解析：C 根据电流的方向可知a为电解池的阳极，则装置①用来精炼铜时，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，故A正确；装置②为外加电流的阴极保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电源提供电子而防止铁被氧化，故B正确；装置③中铁比铜活泼，为原电池的负极，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C错误；装置④中浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁难以被腐蚀，故D正确。
9．利用下图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。下列说法中，正确的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀
B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀
C．若X为碳棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法
解析：D K置于M处是原电池，若X为碳，铁比碳活泼作负极，铁失去电子，加速铁的腐蚀，A错误；K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，可以减缓铁的腐蚀，B错误；K置于M处是原电池，Fe比碳活泼，铁作负极失去电子被腐蚀，这不是牺牲阳极的阴极保护法，若X为比铁活泼的金属，则铁作正极被保护，才是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；开关K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，这是外加电流的阴极保护法，D正确。
10．(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为________________________________________________________________________。
(Ⅱ)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(用序号表示)______________ _______________________________________________________。
(Ⅲ)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更________(填“容易”或“不容易”)被腐蚀。
解析：(Ⅰ)钢铁在空气酸度不大的环境中，发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极的电极反应：Fe－2e－===Fe2＋。(Ⅱ)(1)为化学腐蚀；(2)中形成原电池，活泼性：Fe>Sn，Fe为负极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；(3)中形成原电池，活泼性：Fe(2)>(1)>(3)>(4)。(Ⅲ)①在铁的表面镀铜，阳极材料为Cu，阴极材料为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液。A与外加直流电源的正极相连，A为阳极，A电极对应的金属为铜。B为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。②镀层破损后，镀铜铁发生腐蚀时铁为负极，镀锌铁发生腐蚀时铁为正极被保护，因此镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。
答案：(Ⅰ) O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (Ⅱ)(5)>(2)>(1)>(3)>(4) (Ⅲ)①铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②容易
[素养提升练]
11．(2021·福建宁德高二联考)电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．图1正极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强
C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．图2防止金属腐蚀的方法叫做外加电流的阴极保护法
解析：D 图1正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A错误；图1中金属M失去电子保护钢铁，钢铁的活动性比金属M的活动性弱，B错误；图2高硅铸铁是惰性辅助阳极，作用是传递电流，C错误；图2钢柱桩外接直流电源负极，作为电子流入一极而得到保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法，D正确。
12．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。
下列说法不合理的是( )
A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6] 溶液后出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
B．②区Cu电极附近滴加酚酞试液后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
C．③区Zn电极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色沉淀，Fe被保护
D．④区Zn电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
解析：A ①区发生吸氧腐蚀，Cu为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu电极上不产生气泡，A项错误；②区Cu为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu电极附近溶液碱性增强，滴加酚酞试液后变成红色，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，B项正确；③区Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，被保护，C项正确；④区Zn为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，D项正确。
13．某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理，设计如图实验装置：
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为______________________；铁棒上发生的电极反应为________________________________________________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是____________________、___________。
(5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为____________________________。
解析：锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护。铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流计指针的偏转方向也相反。铁作负极时，Fe失去电子生成Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)2Zn－4e－===2Zn2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Fe2＋ (3)相反 (4)产生蓝色沉淀 溶液变红色 (5)不活泼 牺牲阳极的阴极保护法
14．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈，B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________。
②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，正极电极反应式为____________________________。
③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是__________。
④实验C中碱石灰的作用是____________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了防止铁钉生锈，想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是________(填字母)。
A．锡 B．铜 C．锌
解析：(1)①对比A和B可知铁生锈需要有氧气(或空气)，对比A和C可知铁生锈需要有水(或电解质溶液)；②水为中性环境，铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气得电子生成氢氧根离子的反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；③为保证变量唯一，实验B中的水需要煮沸除去氧气；植物油可以隔绝空气，防止氧气与铁接触；④碱石灰可以吸收水蒸气，保证试管内的干燥环境。(2)铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压；该实验不能证明水对铁钉生锈产生影响。(3)铁钉表面镀的金属应比铁活泼，这样发生电化学腐蚀时，铁作正极才能被保护，故选C。
答案：(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②吸氧腐蚀 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ③煮沸(或除去氧气) 隔绝空气(或防止氧气与铁接触) ④吸收水蒸气(或干燥、保持试管内干燥环境) (2)铁发生吸氧腐蚀吸收了O2，使试管内气体压强减小 不能 (3)C
[基础巩固练]
知识点一 金属的电化学腐蚀
1．(2021·浙江温州高二检测)下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应
③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③ B．②③
C．①④ D．①③④
2．(2021·江苏苏州高二月考)下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A．铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B．铁只能发生析氢腐蚀
C．铜只能发生吸氧腐蚀
D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
3．某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均pH为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
4．(2021·福建漳州高二期中) 如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是( )
A．若M是铜片，可保护铁
B．若M是锌片，可保护铁
C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重
D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池
5．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
(1)请写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：______________________________________________。
②碳棒上的电极反应式：________________________________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。
知识点二 金属的电化学防护
6．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是( )
A．船体表面刷漆
B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢
C．自行车链条涂油
D．水中的钢闸门连接电源的负极
7．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
8．(2022·浙江嘉兴高二检测)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连
C．装置③中总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
D．装置④中铁钉几乎没被腐蚀
9．利用下图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。下列说法中，正确的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀
B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀
C．若X为碳棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法
10．(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为________________________________________________________________________。
(Ⅱ)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(用序号表示)______________ _______________________________________________________。
(Ⅲ)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更________(填“容易”或“不容易”)被腐蚀。
[素养提升练]
11．(2021·福建宁德高二联考)电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．图1正极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强
C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．图2防止金属腐蚀的方法叫做外加电流的阴极保护法
12．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。
下列说法不合理的是( )
A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6] 溶液后出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
B．②区Cu电极附近滴加酚酞试液后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
C．③区Zn电极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色沉淀，Fe被保护
D．④区Zn电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
13．某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理，设计如图实验装置：
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为______________________；铁棒上发生的电极反应为________________________________________________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是____________________、___________。
(5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为____________________________。
14．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈，B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________。
②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，正极电极反应式为____________________________。
③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是__________。
④实验C中碱石灰的作用是____________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了防止铁钉生锈，想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是________(填字母)。
A．锡 B．铜 C．锌
课时跟踪检测(八) 金属的腐蚀与防护
[基础巩固练]
知识点一 金属的电化学腐蚀
1．(2021·浙江温州高二检测)下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应
③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③ B．②③
C．①④ D．①③④
解析：C 金属的腐蚀是金属失电子发生氧化反应的过程，金属的腐蚀全部是氧化还原反应，故①正确；金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀和电化学腐蚀都是氧化还原反应，故②错误；钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主，在酸度较大的区域以析氢腐蚀为主，故③错误；无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是金属失去电子发生氧化反应的过程，故④正确；故选C。
2．(2021·江苏苏州高二月考)下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A．铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B．铁只能发生析氢腐蚀
C．铜只能发生吸氧腐蚀
D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
解析：C 在金属活动性顺序中，铜在氢之后，铜不能置换出氢气，因此铜不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，A项错误，C项正确；铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，B项错误；在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，D项错误。
3．某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均pH为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
解析：B 在金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，具备电解质环境，满足原电池的构成条件，构成了原电池，也可以发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时的负极是铁，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。
4．(2021·福建漳州高二期中) 如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是( )
A．若M是铜片，可保护铁
B．若M是锌片，可保护铁
C．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重
D．M是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池
解析：B 若M是铜片，构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀， A错误；若M是锌片，构成原电池，锌是负极，锌被腐蚀，铁被保护， B正确；图1铁片靠近水面的部分，水分、氧气充足，腐蚀更严重， C错误； M是锌能保护铁，能构成原电池，锌是负极， D错误。
5．金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。
(1)请写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：______________________________________________。
②碳棒上的电极反应式：________________________________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。
解析：金属的腐蚀，在中性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀。
答案：(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)吸氧 (3)析氢 锌(或其他比铁活泼的金属)
知识点二 金属的电化学防护
6．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是( )
A．船体表面刷漆
B．加入铬、锰、硅等制成不锈钢
C．自行车链条涂油
D．水中的钢闸门连接电源的负极
解析：D 水中的钢闸门连接电源的负极，是加电流的阴极保护法，属于电化学防护方法，故D符合题意。
7．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
解析：D 铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，比没有形成原电池时的反应速率快，A、B正确；若d为锌块，则由于金属活动性：Zn＞Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确；d为锌块，由于电解质溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
8．(2022·浙江嘉兴高二检测)关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连
C．装置③中总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
D．装置④中铁钉几乎没被腐蚀
解析：C 根据电流的方向可知a为电解池的阳极，则装置①用来精炼铜时，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，故A正确；装置②为外加电流的阴极保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电源提供电子而防止铁被氧化，故B正确；装置③中铁比铜活泼，为原电池的负极，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C错误；装置④中浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁难以被腐蚀，故D正确。
9．利用下图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。下列说法中，正确的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀
B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀
C．若X为碳棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法
解析：D K置于M处是原电池，若X为碳，铁比碳活泼作负极，铁失去电子，加速铁的腐蚀，A错误；K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，可以减缓铁的腐蚀，B错误；K置于M处是原电池，Fe比碳活泼，铁作负极失去电子被腐蚀，这不是牺牲阳极的阴极保护法，若X为比铁活泼的金属，则铁作正极被保护，才是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；开关K置于N处是电解池，铁作阴极被保护，这是外加电流的阴极保护法，D正确。
10．(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为________________________________________________________________________。
(Ⅱ)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(用序号表示)______________ _______________________________________________________。
(Ⅲ)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答：
①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更________(填“容易”或“不容易”)被腐蚀。
解析：(Ⅰ)钢铁在空气酸度不大的环境中，发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极的电极反应：Fe－2e－===Fe2＋。(Ⅱ)(1)为化学腐蚀；(2)中形成原电池，活泼性：Fe>Sn，Fe为负极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；(3)中形成原电池，活泼性：Fe
答案：(Ⅰ) O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (Ⅱ)(5)>(2)>(1)>(3)>(4) (Ⅲ)①铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②容易
[素养提升练]
11．(2021·福建宁德高二联考)电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A．图1正极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强
C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．图2防止金属腐蚀的方法叫做外加电流的阴极保护法
解析：D 图1正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A错误；图1中金属M失去电子保护钢铁，钢铁的活动性比金属M的活动性弱，B错误；图2高硅铸铁是惰性辅助阳极，作用是传递电流，C错误；图2钢柱桩外接直流电源负极，作为电子流入一极而得到保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法，D正确。
12．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。
下列说法不合理的是( )
A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6] 溶液后出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
B．②区Cu电极附近滴加酚酞试液后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
C．③区Zn电极的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色沉淀，Fe被保护
D．④区Zn电极的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀
解析：A ①区发生吸氧腐蚀，Cu为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu电极上不产生气泡，A项错误；②区Cu为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu电极附近溶液碱性增强，滴加酚酞试液后变成红色，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，B项正确；③区Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，被保护，C项正确；④区Zn为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，D项正确。
13．某实验小组欲探究牺牲阳极的阴极保护法的原理，设计如图实验装置：
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为______________________；铁棒上发生的电极反应为________________________________________________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流计连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是____________________、___________。
(5)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为____________________________。
解析：锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护。铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流计指针的偏转方向也相反。铁作负极时，Fe失去电子生成Fe2＋，与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。对比两个实验可知，一般情况下，发生吸氧腐蚀时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护，根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)2Zn－4e－===2Zn2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Fe2＋ (3)相反 (4)产生蓝色沉淀 溶液变红色 (5)不活泼 牺牲阳极的阴极保护法
14．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈，B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________。
②由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，正极电极反应式为____________________________。
③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是__________。
④实验C中碱石灰的作用是____________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了防止铁钉生锈，想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是________(填字母)。
A．锡 B．铜 C．锌
解析：(1)①对比A和B可知铁生锈需要有氧气(或空气)，对比A和C可知铁生锈需要有水(或电解质溶液)；②水为中性环境，铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气得电子生成氢氧根离子的反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；③为保证变量唯一，实验B中的水需要煮沸除去氧气；植物油可以隔绝空气，防止氧气与铁接触；④碱石灰可以吸收水蒸气，保证试管内的干燥环境。(2)铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压；该实验不能证明水对铁钉生锈产生影响。(3)铁钉表面镀的金属应比铁活泼，这样发生电化学腐蚀时，铁作正极才能被保护，故选C。
答案：(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②吸氧腐蚀 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ③煮沸(或除去氧气) 隔绝空气(或防止氧气与铁接触) ④吸收水蒸气(或干燥、保持试管内干燥环境) (2)铁发生吸氧腐蚀吸收了O2，使试管内气体压强减小 不能 (3)C