第四节 金属的腐蚀与防护
第1课时 金属电化学腐蚀的原理
1．下列说法正确的是（ ）
A．生产和生活中，化学腐蚀比电化学腐蚀普遍，危害更大
B．大多数金属腐蚀的原因是发生氧化还原反应
C．化学腐蚀的速率随着温度升高而加快
D．化学腐蚀和电化学腐蚀过程中都产生电流
【答案】C
【解析】电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，危害更大，A项错误；所有金属腐蚀的原因均为发生氧化还原反应，B项错误；温度升高，化学反应速率增大，C项正确；化学腐蚀过程中无电流产生，电化学腐蚀过程中有微弱电流产生，D项错误。
2．下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是（ ）
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．正极为C，发生的反应为氧化反应
C．在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D．正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
【答案】D
【分析】钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极。
【详解】A．从图中看出，空气中的氧气参加反应，所以发生了吸氧腐蚀，故A错误；
B．碳作正极，发生的反应为还原反应，故B错误；
C．在酸性环境下，原电池的正极发生氢离子得电子的还原反应，析出氢气，即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀，故C错误；
D．吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应：O2＋2H2O＋4e ＝4OH－，故D正确。
故选D。
3．为检验牺牲阳极的阴极保护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
【答案】D
【分析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，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，据此分析解答。
【详解】A．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；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，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；
D．K3[Fe（CN）6]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。
综上所述，答案为D。
4．港珠澳大桥的设计使用寿命达120年，施工中对桥体钢构件采用了多种防腐蚀方法。下列分析错误的是（ ）
A．防腐蚀原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池
C．采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上安装锌块
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
【答案】C
【解析】钢构件的主要成分是铁单质，海水接近中性，故主要防止Fe发生吸氧腐蚀，A项正确；喷涂环氧树脂可防止Fe与空气、水等接触，从而避免Fe因形成原电池而被腐蚀，B项正确；外加电流阴极保护法是将钢构件与外接直流电源的负极相连，使钢构件被迫成为阴极而受到保护，在钢构件上安装锌块属于牺牲阳极保护法，C项错误；使用不锈钢材料可在一定程度上防止电化学腐蚀，D项正确。
5．镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是（ ）
A．褪色原因为I2被Fe还原 B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为I－被氧化
【答案】D
【详解】A．Zn比Fe活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与I2发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A项错误；
B．液体分层后，I2在CCl4层，CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误；
C．若镀层金属活泼性大于Fe，则Fe不易生锈，反之，若Fe活泼性大于镀层金属，则Fe更易生锈，由于活泼性：Zn＞Fe＞Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误；
D．漂白粉的有效成分为Ca（ClO）2，其具有强氧化性，可将I－氧化，D项正确；
【答案】选D。
6．如右图所示，在具支试管中加入铁粉和活性炭的混合物，然后注入少量稀盐酸，立即塞上橡胶塞。下列有关说法错误的是（ ）
A．铁一定发生析氢腐蚀
B．铁可能会发生吸氧腐蚀
C．若改用NaOH溶液，腐蚀不再发生
D．若改用食盐水，一段时间后导管内液面高于导管外
【答案】C
【解析】在酸性条件下，钢铁发生析氢腐蚀，故A正确；在酸性较弱或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，当盐酸反应完，即可发生吸氧腐蚀，所以铁可能会发生吸氧腐蚀，故B正确；若改用NaOH溶液，溶液显碱性，发生吸氧腐蚀，故C错误；若改用食盐水，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，具支试管内气体压强减小，所以导气管内液面高于导管外，故D正确。
7．如图所示，将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，下列叙述中错误的是（ ）
A．b中铁钉附近呈现红色
B．a中铁钉附近出现蓝色沉淀
C．b中发生吸氧腐蚀
D．a中铜丝附近有气泡产生
【答案】A
【解析】Al比Fe活泼，b中Al为负极，Fe为正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，铁钉上的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，没有Fe3＋生成，溶液不会变红，A项错误；Fe比Cu活泼，a中Fe为负极，Cu为正极，溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，铁钉上的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe（CN）6]反应产生蓝色沉淀，B项正确；b中溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，C项正确；a中发生析氢腐蚀，Cu为正极，铜丝上的电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，故铜丝附近有气泡产生，D项正确。
8．下列叙述错误的是（ ）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
【答案】C
【解析】A和B．都构成原电池，铁作负极被腐蚀；故A、B都正确。C．镀件就应为阴极；故C错误。D．Zn比Fe活泼，这是牺牲阳极的阴极保护法；故D正确。
9．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】A．图a中，铁棒越靠近底端O2含量越少，腐蚀程度越轻；故A错误。B．图b中开关置于N时，Cu－Zn合金作正极，被保护；故B正确。C．图c中，接通开关时，Zn作负极，腐蚀速率增大，H2在正极（Pt极）上产生；故C错误。D．图d中干电池自放电是由于NH4Cl显酸性引起的；故D错误。
10．右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】A．生铁块分别在食盐水和氯化铵溶液中形成原电池，铁作负极，碳作正极；故A正确。B．左边为吸氧腐蚀，气体减少；右边为析氢腐蚀，气体增多，则红墨水左高右低；故B错误。C．两试管中负极的电极反应式均为Fe－2e－＝Fe2＋；故C正确。D．a试管中中性环境，发生了吸氧腐蚀；b试管中酸性环境，发生了析氢腐蚀；故D正确。
11．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关的说法中错误的是（ ）
A．正极反应为SO＋5H2O＋8e－＝HS－＋9OH－
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
【答案】C
【解析】原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO＋5H2O＋8e－＝HS－＋9OH－，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；有还原菌和HS－存在，则铁以二价铁的形式存在，C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn Fe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。
12．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是（ ）
A．3＞1＞2＞4＞5 B．4＞3＞2＞1＞5
C．3＞5＞1＞2＞4 D．5＞2＞4＞3＞1
【答案】C
【解析】根据图示可知，1中铁发生化学腐蚀；2、5装置是原电池，2中金属铁作正极，被保护，5中金属铁作负极，失电子被腐蚀；3、4装置是电解池，3中金属铁作阳极，失电子被腐蚀，4中金属铁作阴极，被保护。对于同一种金属来说，电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有原电池原理防护措施的腐蚀＞有电解池原理防护措施的腐蚀。故腐蚀速率由快到慢的顺序为3＞5＞1＞2＞4，C项正确。
13．下列叙述不正确的是（ ）
A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率
B．镀层破损后，白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更易被腐蚀
C．钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3·nH2O
D．钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，完全相同的反应是负极反应
【答案】B
【详解】A．锌与CuSO4发生置换反应生成少量Cu，铜附着在锌的表面上形成锌铜原电池，反应速率加快，A正确；
B．镀层破损后，白铁和马口铁均形成原电池，白铁，锌为负极、铁为正极，铁被保护；马口铁，铁作负极、锡作正极，加快铁的腐蚀，即镀层破损后，马口铁（镀锡铁）更易被腐蚀，B错误；
C．钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，主要涉及以下反应：负极：Fe－2e－＝Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－，Fe2＋＋2Fe2＋＝Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O＝4Fe（OH）3，久置后2Fe（OH）3＝Fe2O3·nH2O＋（3－n）H2O，Fe2O3·nH2O为铁锈的主要成分，即钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3·nH2O ，C正确；
D．钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极反应相同，都是Fe－2e－＝Fe2＋，D正确。
答案选B。
14．如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中装有NH4Cl溶液，乙试管中装有NaCl溶液。
（1）数天后可观察到导管中出现的现象是 。
（2）甲中正极的电极反应式为 ，
乙中正极的电极反应式为 。
（3）试管中残留气体平均相对分子质量的变化：甲 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），乙 。
【答案】（1）导管中左侧液面下降，右侧液面上升
（2）2H＋＋2e－＝H2↑ 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
（3）减小 减小
【解析】NH4Cl水解使溶液显酸性，甲试管中铁钉发生析氢腐蚀，生成氢气，压强增大，NaCl溶液显中性，乙试管中铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，压强减小，所以导管中左侧液面下降，右侧液面上升。由于甲试管中生成了相对分子质量比空气小的氢气，乙试管中消耗了相对分子质量比空气大的氧气，所以甲、乙两试管中残留气体的平均相对分子质量都会减小。
15．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一、请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 ，其原理为 。
（2）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若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③镀层破损后，不易被腐蚀的是 （填A或B）。
A．镀铜铁 B．镀锌铁 C．镀锡铁
【答案】（1） BD B装置属于牺牲阳极的阴极保护法，D装置属于外接电源的阴极保护法。
（2） 铜 Cu2＋＋2e－＝Cu 0.08mol B
【分析】当为原电池负极时，易发生电化学腐蚀，如铁为原电池的正极或外接电源的负极，可防止腐蚀；电镀时，镀层金属为阳极，镀件金属为阴极。
【详解】（1）A．形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误；
B．锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确；
C．水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误；
D．铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确；
故选BD。
B装置能防腐、属于牺牲阳极的阴极保护法，D装置能防腐、属于外接电源的阴极保护法。
（2）①在铁件的表面镀铜，铜为阳极，铁为阴极，B发生还原反应，电极方程式为Cu2＋＋2e－＝Cu；
②两电极变化的质量相同，二者质量差为5.12 g，阳极溶解的铜为 ＝2.56g、其物质的量为0.04mol，由关系式2e－～Cu知电镀时电路中通过的电子为0.08mol。
③A．镀铜铁：铁比铜活泼，形成原电池反应时，铁为负极，铜为正极，镀层破损后，铁更容易被腐蚀；
B．镀锌铁：锌比铁活泼，形成原电池反应时，铁为正极，锌为负极，铁难以被腐蚀；
C．镀锡铁：锡活沷性比铁弱，镀层破损后，铁做负极易被腐蚀；
故选B。
16．如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图。试分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是 ，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为（用甲、乙、丙填写） 。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 （填“高”或“低”）越易腐蚀。
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
（4）乙、丙装置研究的结果表明，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀： （写出一点即可）。
【答案】（1）乙 乙＞甲＞丙
（2）高 （3）2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
（4）将金属放在油脂或有机溶剂中
【解析】Fe粉、碳粉、食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，Fe粉、碳粉不构成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行保护。
1．下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是（ ）
A．铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀
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
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，故A项错误、C项正确；铁既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀，故B项错误；在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故D项错误。
2．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe（OH）2，Fe（OH）2进一步被氧气氧化为Fe（OH）3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－ ＝ 4OH－
D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
【答案】D
【详解】A．铁作负极，失电子发生氧化反应，A错误；
B．铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，B错误；
C．铁作负极，失电子被氧化，Fe－2e－＝Fe2＋，正极氧气得电子被还原，对应电极反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，C正确；
D．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，D正确；
故答案选B。
3．下图实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是（ ）
A．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
B．铁表面的反应为Fe－3e－＝Fe3＋
C．红色首先在食盐水滴的中心出现
D．食盐水中有气泡逸出
【答案】A
【解析】A．食盐水显中性，因此该实验属于钢铁的吸氧腐蚀，A正确；
B．负极上发生的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋，B错误；
C．食盐水周围液体少，氧气量多，所以红色首先在食盐水滴的周围出现，C错误；
D．正极上发生的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，所以食盐水中没有气泡逸出，D错误，答案选A。
4．利用如图所示装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好放置一段时间。下列说法正确的是（ ）
A．左管中O2得到电子，右管中H＋得到电子
B．一段时间后，左管液面低于右管液面
C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－＝Fe3＋
D．右管中溶液的pH减小
【答案】A
【解析】左管中是钢铁的吸氧腐蚀，O2得到电子；右管为析氢腐蚀，H＋得到电子生成氢气。左管液面上升，右管液面下降。a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－＝Fe2＋，右管硫酸被消耗，pH增大。
5．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是（ ）
A．阴极的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】该装置中阴极发生得电子的还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M＞Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，因表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。
6．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．d为石墨，铁片腐蚀减慢
B．d为石墨，石墨上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．d为锌块，铁片易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上的电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑
【答案】B
【解析】若电极d为石墨，腐蚀时形成原电池，铁片作负极，则铁片腐蚀加快，A错误；若电极d为石墨，形成原电池时，铁片作负极，海水呈弱碱性，发生铁的吸氧腐蚀，则石墨上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，B正确；若电极d为锌块，形成原电池时，锌块作负极，铁片作正极而受到保护，C错误；若电极d为锌块，形成原电池时，铁片作正极，海水呈弱碱性，发生吸氧腐蚀，则铁片上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，D错误。
7．如图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子（NH）。下列说法不正确的是（ ）
A．乙是将电能转化为化学能的装置
B．含氮离子氧化时的离子方程式为3Cl2＋2NH＝N2＋6Cl－＋8H＋
C．若生成H2和N2的物质的量之比为3∶1，则处理后废水的pH减小
D．电池工作时，甲池中的Na＋移向Mg电极
【答案】D
【解析】甲中活泼金属镁作原电池的负极，石墨为正极，乙是连接原电池的电解池，电解酸性工业废水时，电解池是将电能转化为化学能的装置，A正确；酸性条件下含氮离子被氧化时转化为氮气，反应的离子方程式为3Cl2＋2NH＝N2＋6Cl－＋8H＋，B正确；若生成 H2和N2的物质的量之比为3∶1，根据电池反应6H＋＋6e－＝3H2↑、6Cl－－6e－＝3Cl2↑、3Cl2＋2NH＝N2＋6Cl－＋8H＋，则处理后废水中的 H＋ 浓度增大，pH减小，C正确；电池工作时，甲池是原电池，原电池中阳离子（Na＋）移向正极石墨电极，D不正确。
8．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金属腐蚀现象。通过下列实验对金属腐蚀现象进行探究，下列说法正确的是（ ）
A．按图甲装置实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，可以用酒精灯加热具支试管
B．图乙是图甲所示装置的原理示意图，图乙的正极材料是铁
C．通过图丙装置探究铝的腐蚀，Cl－由活性炭区向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl－－2e－＝Cl2↑
D．图丙装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3，生成的Al（OH）3进一步脱水形成白斑
【答案】D
【解析】具支试管中铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，试管中气压减小，导管中液柱上升，若加热试管，试管中气压增大，不能达到预期目的，A错误；铁的腐蚀实验中，负极材料应为铁，B错误；铝箔为负极，活性炭为正极，负极Al发生氧化反应，Cl－不参与电极反应，C错误；负极反应式为4Al－12e－＝4Al3＋，正极反应式为3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－，总反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3，生成的Al（OH）3进一步脱水形成白斑，D正确。
9．一种钢铁锈蚀原理示意图如图，下列说法不正确的是（ ）
A．缺氧区：Fe－3e－＝Fe2＋
B．富氧区：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2
D．隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈
【答案】C
【详解】由钢铁锈蚀原理示意图可知，铁发生了吸氧腐蚀。A. 缺氧区，铁发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－＝ Fe2＋，A正确；B. 富氧区，氧气得电子发生还原反应，O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－＝ 4OH－，B正确；C. 由图可知，Fe失去的电子通过金属导体传递给富氧区的O2，电子不能在电解质溶液中自由移动，C不正确；D. 隔绝氧气或电解质溶液后，就不能形成原电池，所以均可有效防止铁生锈，D正确。本题选C。
10．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环（b），如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）
A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－＝Cu2＋
【答案】B
【解析】液滴之下氧气含量少，则为a区为负极区；液滴边缘氧气含量多，则b区为正极区。A．根据原电池中离子定向移动口诀“正正负负”，则液滴中的Cl―由b区向a区迁移；故A错误。B．正确。C．液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀；故C错误。D．Fe比Cu活泼，则Fe作负极，发生的电极反应为Fe－2e－＝Fe2＋；故D错误。
11．在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀。钢的厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种为厌氧细菌促使SO与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
B．SO与H2的反应可表示为4H2＋SOS2－＋4H2O
C．钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe（OH）2
D．在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀，而且镀层破损后仍能对钢管有保护作用
【答案】BC
【解析】正极上H2O发生还原反应生成H2，电极反应式 2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，故A项错误；SO与H2在厌氧细菌的作用下反应生成S2－和H2O，离子方程式为4H2＋SOS2－＋4H2O，故B项正确；钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2＋，Fe2＋与正极周围的S2－和OH－反应分别生成FeS、Fe（OH）2，故C项正确；在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀，但镀铜破损后容易形成Fe Cu原电池，会加速铁的腐蚀，故D项错误。
12．关于下列装置及反应的说法正确的是（ ）
A．装置①中K闭合片刻后CuSO4溶液中c（Cl－）增大
B．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸a点变红色
C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1>只闭合K3>只闭合K2>都断开
D．装置③中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子为0.025 mol
【答案】B
【解析】①中K闭合时，左边Zn电极为负极，则Cl－移向ZnSO4溶液，A项错误；①中a为阴极，b为阳极，阴极的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，则K闭合片刻后，a点附近溶液呈碱性，溶液变红，B项正确；②中只闭合K1，铁作阳极，加速腐蚀，只闭合K2，铁作阴极被保护，只闭合K3，铁作负极，加速腐蚀，则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2，C项错误；根据得失电子守恒可知，负极输出的电子为 mol＝0．05 mol，D项错误。
13．下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B．铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼
C．将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀
D．钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3＋，而后生成Fe（OH）3，再部分脱水成为氧化铁的水合物
【答案】C
【详解】试题分析：A、金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程，故A错误；B、铝化学性质活泼，表面易形成稳定的致密氧化物膜，阻止铝反应，铝制品的耐腐蚀性强，故B错误；C、将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，做电解池阴极，可防止闸门被腐蚀，故C正确；D、钢铁锈蚀时发生原电池反应发生电化腐蚀，铁失电子生成二价铁，铁做负极发生反应为Fe－2e－＝Fe2＋，故D错误；故选C。
14．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁约占世界钢铁年产量的四分之一。请回答下列问题：
（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极： ，正极： 。
（2）为了降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 （填字母）。
A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
（3）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极上。
【答案】（1）2Fe－4e－＝2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ （2）C （3）负
【解析】（1）发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。（2）铁闸门上连接比Fe活泼的金属时，活泼的金属作负极被氧化，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极保护法。Na与水会剧烈反应，本题应该选用锌。（3）图乙所示方案属于外加电流阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。
15．正确认识和使用电池有利于我们每一个人的日常生活。
（1）学习原电池原理后，李四同学根据反应设计了一个原电池并得到老师的肯定，则李四同学选用的负极材料是 ，正极材料可能是 （填一种）。
（2）电化学法处理是目前研究的热点。利用双氧水氧化吸收可消除污染，设计装置如图所示（已知石墨只起导电作用，质子交换膜只允许通过）。则两极电势较高的是 （填“石墨1”或“石墨2”），负极的电极反应式为 。
（3）据研究，铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，其中主要是吸氧腐蚀为主，如图是探究铁钉锈蚀条件的实验：
①A中植物油的作用是 。
②一段时间后，B中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是 ，C中铁锈蚀时的正极反应式： 。
③根据上述现象及你的理解，写出防止铁生锈的措施（至少两条） 。
【答案】（1） C（石墨）
（2）石墨2
（3）隔绝氧气 铁钉与水接触 在铁表面喷涂油漆，添加其他金属或非金属元素制成铁合金
【详解】（1）根据反应可知，Cu失电子氧化生成，则Cu为负极材料；得电子还原生成，则为正极反应物，可选用石墨作为正极电极材料。
（2）双氧水氧化吸收生成，在原电池装置中，石墨1电极通入，失电子发生还原反应，属于原电池负极，电极反应式为；石墨2电极通入双氧水，得电子发生还原反应，属于原电池正极，因此电势较高的是石墨2电极。
（3）①A中植物油可以隔绝空气中的氧气，探究铁钉只与水接触能否生锈。
②B中铁钉只与空气接触，C中铁钉和空气、水同时接触，一段时间后，B中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是铁钉与水接触；C中铁锈蚀时，氧气在正极得电子发生还原反应，正极反应式为。
③在铁表面喷涂油漆，添加其他金属或非金属元素制成铁合金，均可防止铁生锈。
16．铁及其化合物在日常生活和生产中有广泛的应用。
（1）防止钢铁腐蚀造成浪费是科学家很关心的一个话题。
①下列各情况，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是（用序号表示） 。
②利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护，若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应设置于 处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（2）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：
A电极对应的金属是 （写元素名称），B电极的电极反应式是 。
（3）是一种高效多功能水处理剂，应用前景非常看好，电解法制取原理如图所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。
①离子交换膜为阴离子交换膜，阴极室中NaOH的浓度 （填写“变大”、“变小”或“不变”）
②阳极室中电极反应式是 。
（4）（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为，正极反应式是 。
【答案】（1） e、b、a、c、d N 牺牲阳极的阴极保护法
（2） 铜
（3） 变大
（4）
【详解】（1）①铁做阳极腐蚀最快，作阴极腐蚀最慢，形成原电池作负极腐蚀较快，作正极腐蚀较慢，因此Fe片腐蚀由快到慢的顺序是e、b、a、c、d；
②若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应设置于N处，若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（2）铁片上镀铜时，铜作阳极，铁片作阴极，A是铜，B上的电极反应是；
（3）①Ni电极反应是，阴离子交换膜，允许由阴极室进入阳极室，阴极室中水减少，NaOH的物质的量不变，浓度增大；
②阳极室中铁被氧化生成，电极反应式是；
（4）由反应，金属锂是负极，是正极，正极反应是。第四节 金属的腐蚀与防护
第1课时 金属电化学腐蚀的原理
1．下列说法正确的是（ ）
A．生产和生活中，化学腐蚀比电化学腐蚀普遍，危害更大
B．大多数金属腐蚀的原因是发生氧化还原反应
C．化学腐蚀的速率随着温度升高而加快
D．化学腐蚀和电化学腐蚀过程中都产生电流
2．下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是（ ）
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．正极为C，发生的反应为氧化反应
C．在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D．正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
3．为检验牺牲阳极的阴极保护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
4．港珠澳大桥的设计使用寿命达120年，施工中对桥体钢构件采用了多种防腐蚀方法。下列分析错误的是（ ）
A．防腐蚀原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池
C．采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上安装锌块
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
5．镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是（ ）
A．褪色原因为I2被Fe还原 B．液体分层后，上层呈紫红色
C．镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D．溶液恢复棕色的原因为I－被氧化
6．如右图所示，在具支试管中加入铁粉和活性炭的混合物，然后注入少量稀盐酸，立即塞上橡胶塞。下列有关说法错误的是（ ）
A．铁一定发生析氢腐蚀
B．铁可能会发生吸氧腐蚀
C．若改用NaOH溶液，腐蚀不再发生
D．若改用食盐水，一段时间后导管内液面高于导管外
7．如图所示，将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，下列叙述中错误的是（ ）
A．b中铁钉附近呈现红色
B．a中铁钉附近出现蓝色沉淀
C．b中发生吸氧腐蚀
D．a中铜丝附近有气泡产生
8．下列叙述错误的是（ ）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
9．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
10．右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
11．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关的说法中错误的是（ ）
A．正极反应为SO＋5H2O＋8e－＝HS－＋9OH－
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
12．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是（ ）
A．3＞1＞2＞4＞5 B．4＞3＞2＞1＞5
C．3＞5＞1＞2＞4 D．5＞2＞4＞3＞1
13．下列叙述不正确的是（ ）
A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率
B．镀层破损后，白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更易被腐蚀
C．钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3·nH2O
D．钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，完全相同的反应是负极反应
14．如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中装有NH4Cl溶液，乙试管中装有NaCl溶液。
（1）数天后可观察到导管中出现的现象是 。
（2）甲中正极的电极反应式为 ，
乙中正极的电极反应式为 。
（3）试管中残留气体平均相对分子质量的变化：甲 （填“增大”“减小”或“不变”，下同），乙 。
15．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一、请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
（1）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 ，其原理为 。
（2）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若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③镀层破损后，不易被腐蚀的是 （填A或B）。
A．镀铜铁 B．镀锌铁 C．镀锡铁
16．如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图。试分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是 ，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为（用甲、乙、丙填写） 。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 （填“高”或“低”）越易腐蚀。
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
（4）乙、丙装置研究的结果表明，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀： （写出一点即可）。
1．下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是（ ）
A．铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀
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
2．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe（OH）2，Fe（OH）2进一步被氧气氧化为Fe（OH）3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是（ ）
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域
C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－ ＝ 4OH－
D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
3．下图实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是（ ）
A．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
B．铁表面的反应为Fe－3e－＝Fe3＋
C．红色首先在食盐水滴的中心出现
D．食盐水中有气泡逸出
4．利用如图所示装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好放置一段时间。下列说法正确的是（ ）
A．左管中O2得到电子，右管中H＋得到电子
B．一段时间后，左管液面低于右管液面
C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－＝Fe3＋
D．右管中溶液的pH减小
5．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是（ ）
A．阴极的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
6．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．d为石墨，铁片腐蚀减慢
B．d为石墨，石墨上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．d为锌块，铁片易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上的电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑
7．如图所示装置可间接氧化工业废水中含氮离子（NH）。下列说法不正确的是（ ）
A．乙是将电能转化为化学能的装置
B．含氮离子氧化时的离子方程式为3Cl2＋2NH＝N2＋6Cl－＋8H＋
C．若生成H2和N2的物质的量之比为3∶1，则处理后废水的pH减小
D．电池工作时，甲池中的Na＋移向Mg电极
8．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金属腐蚀现象。通过下列实验对金属腐蚀现象进行探究，下列说法正确的是（ ）
A．按图甲装置实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，可以用酒精灯加热具支试管
B．图乙是图甲所示装置的原理示意图，图乙的正极材料是铁
C．通过图丙装置探究铝的腐蚀，Cl－由活性炭区向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl－－2e－＝Cl2↑
D．图丙装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3，生成的Al（OH）3进一步脱水形成白斑
9．一种钢铁锈蚀原理示意图如图，下列说法不正确的是（ ）
A．缺氧区：Fe－3e－＝Fe2＋
B．富氧区：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2
D．隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈
10．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环（b），如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）
A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－＝Cu2＋
11．在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀。钢的厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种为厌氧细菌促使SO与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
B．SO与H2的反应可表示为4H2＋SOS2－＋4H2O
C．钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe（OH）2
D．在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀，而且镀层破损后仍能对钢管有保护作用
12．关于下列装置及反应的说法正确的是（ ）
A．装置①中K闭合片刻后CuSO4溶液中c（Cl－）增大
B．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸a点变红色
C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1>只闭合K3>只闭合K2>都断开
D．装置③中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子为0.025 mol
13．下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B．铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼
C．将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀
D．钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3＋，而后生成Fe（OH）3，再部分脱水成为氧化铁的水合物
14．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁约占世界钢铁年产量的四分之一。请回答下列问题：
（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极： ，正极： 。
（2）为了降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 （填字母）。
A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
（3）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极上。
15．正确认识和使用电池有利于我们每一个人的日常生活。
（1）学习原电池原理后，李四同学根据反应设计了一个原电池并得到老师的肯定，则李四同学选用的负极材料是 ，正极材料可能是 （填一种）。
（2）电化学法处理是目前研究的热点。利用双氧水氧化吸收可消除污染，设计装置如图所示（已知石墨只起导电作用，质子交换膜只允许通过）。则两极电势较高的是 （填“石墨1”或“石墨2”），负极的电极反应式为 。
（3）据研究，铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，其中主要是吸氧腐蚀为主，如图是探究铁钉锈蚀条件的实验：
①A中植物油的作用是 。
②一段时间后，B中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是 ，C中铁锈蚀时的正极反应式： 。
③根据上述现象及你的理解，写出防止铁生锈的措施（至少两条） 。
16．铁及其化合物在日常生活和生产中有广泛的应用。
（1）防止钢铁腐蚀造成浪费是科学家很关心的一个话题。
①下列各情况，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是（用序号表示） 。
②利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护，若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应设置于 处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（2）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：
A电极对应的金属是 （写元素名称），B电极的电极反应式是 。
（3）是一种高效多功能水处理剂，应用前景非常看好，电解法制取原理如图所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。
①离子交换膜为阴离子交换膜，阴极室中NaOH的浓度 （填写“变大”、“变小”或“不变”）
②阳极室中电极反应式是 。
（4）（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为，正极反应式是 。
