第4节 金属的腐蚀与防护
1.炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.腐蚀过程中，负极是C
B.Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C.正极的电极反应为4OH－－4e－2H2O＋O2↑
D.C是正极，O2在C表面上发生还原反应
2.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是（ ）
A.正极为S发生还原反应
B.输送暖气的管道因涂有沥青不易发生此类腐蚀
C.这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·nH2O
D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
3.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
4.在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，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，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀。原理简化如图所示。则下列有关说法不正确的是（ ）
A.溶液中铁丝左端电极反应为Fe－2e－Fe2＋
B.如在NaCl溶液中加入酚酞，右边Fe电极附近溶液变红
C.地下管线被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等），也可以使用阴极电保护法
D.原理图可理解为两个串联电解装置
5.（2025·湖北随州高二联考）实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响（如图）。下列相关描述中正确的是（ ）
A.由图示的金属腐蚀情况说明了Fe元素的金属性弱于Sn元素
B.由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况
C.两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe－3e－Fe3＋
D.为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
6.已知：Fe2＋遇到K3[Fe（CN）6]溶液会产生蓝色沉淀。某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法中不合理的是（ ）
A.①区Zn电极的电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe（CN）6]溶液未出现蓝色，Fe被保护
B.②区Zn电极的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀
C.③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，Fe被腐蚀
D.④区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀
7.下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
A.若X为碳棒，开关K置于A处可加快铁的腐蚀
B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法
D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为Fe－2e－Fe2＋
8.回答下列问题：
（1）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该电化学腐蚀称为 （填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”）。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 （填字母）。
③以锌为负极，采用牺牲阳极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在 处（填字母）。
（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并做相应标注：
（3）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是 （填字母）。
A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－H2↑
B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极保护法
D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
第4节 金属的腐蚀与防护
1.D 铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，Fe作负极，原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，C作正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－4OH－；C是正极，O2在C表面上发生还原反应。
2.C 正极是硫酸根离子得到电子，发生还原反应，生成硫氢根离子，A正确；钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，使钢铁与空气和水隔离，不能发生电化学腐蚀，B正确；因存在还原菌所以最终是亚铁，而不是Fe2O3·nH2O，C错误；管道上刷富锌油漆，锌比铁活泼，所以腐蚀锌保护铁，所以管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀，D正确。
3.B 图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A错误；图b中开关置于M时，Cu-Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu-Zn 合金作正极，腐蚀速率减小，B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，C错误；图d中Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，D错误。
4.A 由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，发生：Fe－2e－Fe2＋，铁丝左边应为阴极，发生：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，导致碱性增强，故右边Fe电极附近溶液变红，A错误，B正确；为了保护地下管线不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜，也可以使用阴极电保护法，C正确；由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，铁丝左边应为阴极，形成电解装置，铁丝右边为阳极，右边的铁为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，D正确。
5.D Fe被腐蚀说明Fe元素的金属性强于Sn元素，A项错误；海水含大量的盐，腐蚀较快，由图示可以看出乙是海水环境下的腐蚀情况，B项错误；两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe－2e－Fe2＋，C项错误；焊点附近用锌块打“补丁”，采用牺牲阳极保护法，可以防止舰艇在海水中被腐蚀，D项正确。
6.C ①区Zn电极为负极，电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，Fe电极为正极被保护，滴加K3[Fe（CN）6]溶液未出现蓝色，A正确；②区Zn电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，Fe电极为阳极，Fe失电子生成Fe2＋，滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀，B正确；③区Cu电极为正极，铁发生吸氧腐蚀，没有气体生成，C错误；④区Cu电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，Cu电极附近滴加酚酞后变红色，Fe为阳极，失电子生成Fe2＋，滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀，D正确。
7.A 若X为碳棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属于阴极电保护法，A错误；若X为锌棒，当K置于A处时，Fe作电解池的阴极，属于阴极电保护法，当K置于B处时，Fe作原电池的正极，属于牺牲阳极保护法，B、C均正确；若X为碳棒，开关K置于B处时，Fe作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－Fe2＋，D正确。
8.（1）①吸氧腐蚀 ②B ③C
（2）
（3）B
解析：（1）①金属在碱性、中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀时，越靠近液面接触到的O2越多，生成的铁锈越多。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护。（2）要用石墨通过电化学原理保护铜，只能用电解池原理，碳接电源正极，铜接电源负极。（3）A项，K1闭合时，该装置构成了Fe-C-NaCl 溶液原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是Fe－2e－Fe2＋；B项，石墨棒作正极，发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－4OH－，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高；C项，K2闭合时，该装置构成了Fe-C-外加电源的电解池，石墨棒作阳极，Fe作阴极而被保护，该方法称为阴极电保护法；D项，K2闭合时，阳极的电极反应是2Cl－－2e－Cl2↑，阴极的电极反应式是2H＋＋2e－H2↑，所以当电路中通过0.002NA个即0.002 mol电子时，生成的H2和Cl2的物质的量均为0.001 mol，则两极共产生0.002 mol气体。
3 / 3第4节 金属的腐蚀与防护
学习目标
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 2.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。
知识点一 金属电化学腐蚀的原理
1.金属腐蚀的概念和分类
2.化学腐蚀和电化学腐蚀
金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀
概念 金属与接触到的物质 反应引起的腐蚀 由于形成原电池而使金属发生的腐蚀
现象 金属被腐蚀 金属被腐蚀
区别 无电流产生 有 电流产生
实质 与联系 （1）实质：都是金属原子 被氧化而损耗；（2）联系：化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但 更普遍
【探究活动】
某同学设计了下面2个实验：
【实验1】 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如图1所示。
【实验2】 向100 mL烧杯中加入约50 mL稀醋酸后，插入两个玻璃筒（无底）；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2所示。
交流讨论
1.图1实验导管中的水面上升，铁钉表面生锈。产生这种现象的原因是什么？
2.图2实验碳棒表面有气泡产生。产生这种现象的原因是什么？
【归纳总结】
钢铁吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较
区别与联系 吸氧腐蚀 析氢腐蚀
相同点 腐蚀的 实质 金属作原电池负极，失去电子被氧化
负极电极反应 Fe－2e－Fe2＋
不同点 条件 水膜呈很弱的酸性、中性或碱性 水膜酸性较强
正极电极反应 O2＋2H2O＋4e－4OH－ 2H＋＋2e－H2↑
总反应 2Fe＋O2＋2H2O2Fe（OH）2 Fe＋2H＋Fe2＋＋ H2↑
其他反应 Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2＋2H2O＋O24Fe（OH）3 Fe（OH）3失去部分水转化为铁锈
名师点拨
（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生条件取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
（2）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失去电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
（3）一般情况下，只有在金属活动性顺序中处于氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（ ）
A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
2.金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟：
（1）写出有关电极反应
①铁棒： 。
②碳棒： 。
（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溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示 （填“析氢”或“吸氧”）腐蚀原理。
知识点二 金属腐蚀的防护
1.加保护层
（1）涂油漆等，将金属与外界环境隔离开。
（2）电镀：一般电镀上一层比被保护金属更活泼的金属。
2.电化学防护
电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法
原理 原理 原理
措施 被保护的金属作 极（ 极），用一种活泼性较强的金属作 极（ 极） 被保护的金属作 极，惰性电极作辅助 极，连上 电源
应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等
示意图
3.其他方法
可运用电化学方法将被保护金属与外加直流电源的 极相连使其成为阳极，并使电压维持在可使该金属发生 作用的范围内，防止其发生腐蚀。
【探究活动】
大坝中的钢闸门因为长时间浸泡在水中，必须进行金属腐蚀的防护，一般采用图甲、图乙所示的两种方法。
交流讨论
1.你能给出防护方法的具体名称吗？
2.在两种方法中钢闸门分别作什么电极？
3.在两种方法中，钢闸门哪个保护的更好？
【归纳总结】
1.金属腐蚀的防护措施
注：牺牲阳极保护法无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属；阴极电保护法，不更换金属，但消耗电能。
2.金属腐蚀快慢的判断方法
（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解池原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
（2）对同一金属来说，腐蚀由快到慢：强电解质溶液中＞弱电解质溶液中＞非电解质溶液中（浓度相同）。
（3）活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，二者形成原电池时，较活泼的金属腐蚀越快。
（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
1.下列各种情况中，Fe片腐蚀速率由慢到快的顺序是（ ）
A.⑤②①③④ B.⑤①②④③
C.④②①③⑤ D.④③①②⑤
2.下列关于金属的腐蚀与防护说法错误的是（ ）
A.图①中在轮船外壳上镶嵌锌块， 可减缓船体的腐蚀速率
B.图②中M可以用锌片代替
C.图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀
D.图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O
知识点三 电化学腐蚀原理的应用
1.铁腐蚀原理的应用
（1）消耗空气中的氧气——测定 的含量。
（2）消耗空气中的氧气和水——食品包装袋中以 为主要成分的双吸剂，延长食物的保质期。
（3）腐蚀过程放热——制成 。
2.保暖贴
原理：铁与氧气的反应是 反应，当空气中的氧气进入后，活性炭成为正极材料，食盐溶入水成为离子导体，氧气与铁粉通过无数个微小的原电池快速反应放出热量。
3.微电解技术处理工业废水
【探究活动】
根据某品牌保暖贴的产品说明书探究其发热原理。
品 名：一次性保暖贴
主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂
产品性能：平均温度为55 ℃，最高温度为63 ℃，发热时间在12小时以上
使用说明：使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护衬纸揭下，贴在需要取暖或热敷部位的内衣外侧；使用完后，从衣服上撕下即可[严禁直接接触皮肤]
【实验1】 取A、B两袋保暖贴，A袋打开外袋取出内袋；B袋不打开外袋。放置在同样的环境中。
实验现象：A袋保暖贴温度很快上升；B袋温度没有明显变化。
【实验2】 一天后，从上述A、B两袋中各取少量袋内物质于两支试管中，分别加入适量稀盐酸。
实验现象：A袋内物质部分溶解，溶液呈黄色（已知：铁锈和稀盐酸反应后溶液变黄色）；B袋内物质部分溶解，产生无色气体，溶液变成浅绿色。
交流讨论
1.保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？
2.为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？
【归纳总结】
保暖贴的发热原理
1.利用原电池反应加快氧化反应速率，将化学能转化为热能。
负极反应：Fe－2e－Fe2＋；正极反应：O2＋2H2O＋4e－4OH－；总反应：2Fe＋O2＋2H2O2Fe（OH）2，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，2Fe（OH）3Fe2O3·nH2O＋（3－n）H2O，最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·nH2O）。
2.使用蛭石作保温材料。通过透气膜的透氧速率控制放热的温度和时间。
1.下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。以下叙述错误的是（ ）
品名：一次性使用取暖片 成分：铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等 用法：使用之前将其真空包装外袋撕开。取出内袋，轻轻揉搓，贴在内衣外层。 注意事项：1.避免真空塑料包装袋破坏，造成产品失效。 2.可持续10小时均匀放热。
A.暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热
B.铁生锈后反应产物的主要成分是四氧化三铁
C.暖宝宝需接触空气才会发热
D.食盐能加快热敷袋中铁生锈的速率
2.利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水中低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.金属缝隙内表面为负极，外表面为正极
B.缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率
C.为了维持电中性，海水中大量Cl－进入缝隙
D.正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－
1.金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，我国科学家在世界最长跨海大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层＋阴极保护”联合防护思想，使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年，下列说法错误的是（ ）
A.海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀，燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀
B.采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生
C.将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极保护法
D.白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更耐腐蚀
2.（2024·福建厦门高二期末）下列有关电化学腐蚀原理的应用说法错误的是（ ）
A.利用铁腐蚀快速测定空气中氧气含量
B.利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上镶嵌铜块
C.以铁作为阴极在铁表面镀铜
D.采用阴极电保护法防止铁管道腐蚀
3.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.阴极的电极反应为Fe－2e－Fe2＋
B.金属M的活泼性比Fe的活泼性弱
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
4.利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是（ ）
A.a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀
B.一段时间后，a处液面高于b处液面
C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D.a、b两处具有相同的负极反应式：Fe－2e－Fe2＋
5.如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察现象。
（1）铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于 腐蚀（填“化学”或“电化学”）。
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈 ，发生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”），电极反应：负极为 ，正极为 。
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈 ，发生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”），电极反应：负极为 ，正极为 。
（4）若水槽中液体甲为水，液体乙为海水，则铁钉在 （填“甲”或“乙”）溶液中腐蚀的速率快。
第4节 金属的腐蚀与防护
知识点一
1.氧化还原 氧化 吸氧 析氢 2.直接 较活泼 微弱 失去电子 电化学腐蚀
探究活动
1.提示：钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀。电极反应，负极：2Fe－4e－2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－4OH－，由于盛铁钉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小，从而引起水的倒吸。
2.提示：发生了析氢腐蚀，负极：Fe－2e－Fe2＋，正极：2H＋＋2e－H2↑。
对点训练
1.D 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失去电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水或其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时形成原电池而损耗的过程，不需要外加电流，B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，C错误。
2.（1）①2Fe－4e－2Fe2＋
②O2＋2H2O＋4e－4OH－
（2）吸氧
（3）析氢
解析：根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件先进行判断，再写出电极反应。
知识点二
2.原电池 电解 正 阴 负 阳 阴 阳 直流
3.正 钝化
探究活动
1.提示：甲为牺牲阳极保护法，乙为阴极电保护法。
2.提示：甲中钢闸门作原电池的正极，乙中钢闸门作电解池的阴极。
3.提示：乙。
对点训练
1.D 根据装置图知，②③装置是原电池，在②中金属铁作负极被腐蚀，在③中金属铁作正极被保护，所以铁的腐蚀速率：②＞③；④⑤装置是电解池，④中金属铁为阴极被保护，⑤中金属铁为阳极被腐蚀，即铁的腐蚀速率：⑤＞④，根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率大于电解池的阴极金属腐蚀速率，则铁腐蚀速率由慢到快的顺序为④③①②⑤。
2.D 图①中轮船外壳上镶嵌锌块，构成原电池，锌为负极，轮船外壳为正极被保护，可减缓船体的腐蚀速率，A正确；原电池的正极被保护，M的金属活动性要比铁强，可以用锌片代替M，B正确；图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层，能避免金属与空气直接接触，可减缓金属腐蚀，C正确；图④为阴极电保护法，海水中钢闸门被保护，不发生吸氧腐蚀，D错误。
知识点三
1.（1）空气中氧气 （2）铁粉 （3）一次性保暖贴 2.放热
探究活动
1.提示：活性炭作为正极材料，铁粉作为负极材料失去电子被氧化，食盐溶于水成为离子导体，空气中的氧气得到电子被还原，组成微小的原电池，发生原电池反应，放出热量。蛭石作为保温材料。
2.提示：保暖贴能稳定地发生原电池反应，利用原电池加快氧化反应速率，将化学能转变为热能，使用双层包装，外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成，通过透气膜的透氧速率控制反应速率，能持久稳定地提供热量。
对点训练
1.B 铁生锈时发生缓慢氧化放出热量，暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热，将化学能转化为热能，A项正确；铁生锈后反应产物的主要成分是三氧化二铁，B项错误；铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，暖宝宝需接触空气才会发热，C项正确；食盐的作用是加快热敷袋中铁生锈的速率，使其更快放出热量，D项正确。
2.B 由题图知，氧气在金属缝隙外得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外表面为正极，金属缝隙内表面Fe失电子，为负极，A正确；金属缝隙内表面为负极，Fe失电子生成Fe2＋，pH不增大，B错误；原电池中阴离子由正极向负极移动，大量Cl－进入缝隙维持电中性，C正确；正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－，D正确。
【随堂演练】
1.C 海水中钢管在潮湿环境下主要是电化学腐蚀，燃气灶中心的铁生锈主要是铁和氧气在点燃条件下反应，因此主要是化学腐蚀，A项正确；涂层将海泥与钢管本身隔绝开来，避免接触发生电化学腐蚀，B项正确；将钢闸门连接到直流电源的负极得以保护，应用的是阴极电保护法，C项错误；白铁（镀锌铁）中锌为负极，铁为正极，铁受到一定的保护，马口铁（镀锡铁）中铁为负极，锡为正极，因此白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更耐腐蚀，D项正确。
2.B 利用铁的吸氧腐蚀，测定前后质量变化，可测定空气中氧气含量，A正确；利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上应镶嵌比铁活泼的金属，如锌，B错误；铁表面镀铜，铜作阳极，铁作阴极，含铜离子的盐溶液作电解质溶液，C正确；防止铁管道腐蚀可采用阴极电保护法，铁管道作阴极，D正确。
3.C 该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活泼性：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。
4.C a处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，b处是酸性溶液，生铁发生析氢腐蚀，A正确；a处发生吸氧腐蚀，消耗O2导致气体压强减小，b处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，装置内形成压强差，所以一段时间后，a处液面高于b处液面，B正确；a处发生吸氧腐蚀，铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子生成氢氧根离子，所以a处溶液pH增大，b处发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－H2↑，反应过程中消耗H＋，溶液的pH增大，C不正确；a、b两处的原电池中，铁都做负极，因此a、b两处具有相同的负极反应式：Fe－2e－Fe2＋，D正确。
5.（1）电化学 （2）碱性、弱酸性或中性 吸氧
Fe－2e－Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－4OH－
（3）较强的酸性 析氢 Fe－2e－Fe2＋
2H＋＋2e－H2↑ （4）乙
解析：（1）铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，接触电解质溶液，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。（2）试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，发生的是吸氧腐蚀，据此可写出电极反应。（3）试管内液面下降，说明试管内压强增大，有气体生成，发生的是析氢腐蚀，据此可写出电极反应。（4）对于同一金属来说，在电解质溶液中腐蚀的速率大于在水中腐蚀的速率。
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第4节 金属的腐蚀与防护
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。
2.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。
学习目标
目 录
知识点一 金属电化学腐蚀的原理
知识点二 金属腐蚀的防护
知识点三 电化学腐蚀原理的应用
随堂演练
课时作业
知识点一
金属电化学腐蚀的原理
1. 金属腐蚀的概念和分类
2. 化学腐蚀和电化学腐蚀
金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀
概念 金属与接触到的物质 反应引起的腐蚀 由于形成原电池而使金属发生
的腐蚀
现象 金属被腐蚀 金属被腐蚀
区别 无电流产生 有 电流产生
实质与
联系 （1）实质：都是金属原子 被氧化而损耗；（2）联系：化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但 更普遍 直接
较活泼
微弱
失去电子
电化学腐蚀
【探究活动】
某同学设计了下面2个实验：
【实验1】 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如
图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如
图1所示。
【实验2】 向100 mL烧杯中加入约50 mL稀醋酸后，插入两个玻璃筒（无底）；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2所示。
交流讨论
1. 图1实验导管中的水面上升，铁钉表面生锈。产生这种现象的原因
是什么？
提示：钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀。电极反应，负极：2Fe－4e－ 2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－ 4OH－，由于盛铁钉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小，从而引起水的倒吸。
2. 图2实验碳棒表面有气泡产生。产生这种现象的原因是什么？
提示：发生了析氢腐蚀，负极：Fe－2e－ Fe2＋，正极：2H＋＋2e－
H2↑。
【归纳总结】
钢铁吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较
区别与联系 吸氧腐蚀 析氢腐蚀
相同
点 腐蚀的实质 金属作原电池负极，失去电子被氧化 负极电极反应 区别与联系 吸氧腐蚀 析氢腐蚀
不同
点 条件 水膜呈很弱的酸性、中性或碱性 水膜酸性较强
正极电极
反应
总反应
其他反应 名师点拨
（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生条件取决于金属表面电解质溶液的酸碱
性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
（2）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失去电子生成Fe2＋，
而非Fe3＋。
（3）一般情况下，只有在金属活动性顺序中处于氢之前的金属才有可能
发生析氢腐蚀。
1. 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（ ）
A. 金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B. 电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C. 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D. 金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
√
解析： 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失去电子被氧化，腐蚀的内
因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水或其他腐蚀性的物
质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A错误；电化学腐蚀指不
纯金属与电解质溶液接触时形成原电池而损耗的过程，不需要外加电流，
B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，C错误。
2. 金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟：
（1）写出有关电极反应
2Fe－4e－ 2Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
（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溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示
（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀原理。
解析：根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件先进行判断，再写出电极
反应。
吸氧
析
氢
知识点二
金属腐蚀的防护
1. 加保护层
（1）涂油漆等，将金属与外界环境隔离开。
（2）电镀：一般电镀上一层比被保护金属更活泼的金属。
2. 电化学防护
电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法
原理 原理 原理
措施 被保护的金属作 极（ 极），用一种活泼性较强的金属作 极（ 极） 被保护的金属作 极，惰
性电极作辅助 极，连
上 电源
原电池
电解
正
阴
负
阳
阴
阳
直流
电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法
应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁
管道等
示意图
3. 其他方法
可运用电化学方法将被保护金属与外加直流电源的 极相连使其成为
阳极，并使电压维持在可使该金属发生 作用的范围内，防止其发
生腐蚀。
正
钝化
【探究活动】
大坝中的钢闸门因为长时间浸泡在水中，必须进行金属腐蚀的防护，一
般采用图甲、图乙所示的两种方法。
交流讨论
1. 你能给出防护方法的具体名称吗？
提示：甲为牺牲阳极保护法，乙为阴极电保护法。
2. 在两种方法中钢闸门分别作什么电极？
提示：甲中钢闸门作原电池的正极，乙中钢闸门作电解池的阴极。
3. 在两种方法中，钢闸门哪个保护的更好？
提示：乙。
【归纳总结】
1. 金属腐蚀的防护措施
注：牺牲阳极保护法无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属；阴极
电保护法，不更换金属，但消耗电能。
2. 金属腐蚀快慢的判断方法
（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀由快到慢：电解池原理引起的腐蚀＞
原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
（2）对同一金属来说，腐蚀由快到慢：强电解质溶液中＞弱电解质溶液
中＞非电解质溶液中（浓度相同）。
（3）活泼性不同的两种金属，活泼性差异越大，二者形成原电池时，较
活泼的金属腐蚀越快。
（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
1. 下列各种情况中，Fe片腐蚀速率由慢到快的顺序是（ ）
A. ⑤②①③④ B. ⑤①②④③
C. ④②①③⑤ D. ④③①②⑤
√
解析： 根据装置图知，②③装置是原电池，在②中金属铁作负极被腐
蚀，在③中金属铁作正极被保护，所以铁的腐蚀速率：②＞③；④⑤装置
是电解池，④中金属铁为阴极被保护，⑤中金属铁为阳极被腐蚀，即铁的
腐蚀速率：⑤＞④，根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞
化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率大于电
解池的阴极金属腐蚀速率，则铁腐蚀速率由慢到快的顺序为④③①②⑤。
2. 下列关于金属的腐蚀与防护说法错误的是（ ）
A. 图①中在轮船外壳上镶嵌锌块， 可减缓船体的腐蚀速率
B. 图②中M可以用锌片代替
C. 图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀
√
解析：图①中轮船外壳上镶嵌锌块，构成原电池，锌为负极，轮船外壳为正极被保护，可减缓船体的腐蚀速率，A正确；原电池的正极被保护，M的金属活动性要比铁强，可以用锌片代替M，B正确；图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层，能避免金属与空气直接接触，可减缓金属腐蚀，C正确；图④为阴极电保护法，海水中钢闸门被保护，不发生吸氧腐蚀，D错误。
知识点三
电化学腐蚀原理的应用
1. 铁腐蚀原理的应用
（1）消耗空气中的氧气——测定 的含量。
（2）消耗空气中的氧气和水——食品包装袋中以 为主要成分的
双吸剂，延长食物的保质期。
（3）腐蚀过程放热——制成 。
2. 保暖贴
原理：铁与氧气的反应是 反应，当空气中的氧气进入后，活性炭
成为正极材料，食盐溶入水成为离子导体，氧气与铁粉通过无数个微小的
原电池快速反应放出热量。
空气中氧气
铁粉
一次性保暖贴
放热
3. 微电解技术处理工业废水
【探究活动】
根据某品牌保暖贴的产品说明书探究其发热原理。
品 名：一次性保暖贴
主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂
产品性能：平均温度为55 ℃，最高温度为63 ℃，发热时间在12小时以上
使用说明：使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护衬纸揭下，贴在需
要取暖或热敷部位的内衣外侧；使用完后，从衣服上撕下即可[严禁直接
接触皮肤]
【实验1】 取A、B两袋保暖贴，A袋打开外袋取出内袋；B袋不打开外
袋。放置在同样的环境中。
实验现象：A袋保暖贴温度很快上升；B袋温度没有明显变化。
【实验2】 一天后，从上述A、B两袋中各取少量袋内物质于两支试管
中，分别加入适量稀盐酸。
实验现象：A袋内物质部分溶解，溶液呈黄色（已知：铁锈和稀盐酸反
应后溶液变黄色）；B袋内物质部分溶解，产生无色气体，溶液变成浅
绿色。
交流讨论
1. 保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？
提示：活性炭作为正极材料，铁粉作为负极材料失去电子被氧化，食盐溶
于水成为离子导体，空气中的氧气得到电子被还原，组成微小的原电池，
发生原电池反应，放出热量。蛭石作为保温材料。
2. 为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？
提示：保暖贴能稳定地发生原电池反应，利用原电池加快氧化反应速率，
将化学能转变为热能，使用双层包装，外层由不透气的明胶层制成，内层
由微孔透气膜制成，通过透气膜的透氧速率控制反应速率，能持久稳定地
提供热量。
【归纳总结】
保暖贴的发热原理
1. 利用原电池反应加快氧化反应速率，将化学能转化为热能。
负极反应：Fe－2e－ Fe2＋；正极反应：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－；
总反应：2Fe＋O2＋2H2O 2Fe（OH）2，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O
4Fe（OH）3，2Fe（OH）3 Fe2O3·nH2O＋（3－n）H2O，最终生成铁
锈（主要成分为Fe2O3·nH2O）。
2. 使用蛭石作保温材料。通过透气膜的透氧速率控制放热的温度和时间。
1. 下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。以下叙述错误的是（ ）
品名：一次性使用取暖片
成分：铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等
用法：使用之前将其真空包装外袋撕开。取出内袋，轻轻揉搓，贴在内
衣外层。
注意事项：1.避免真空塑料包装袋破坏，造成产品失效。
2.可持续10小时均匀放热。
A. 暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热
B. 铁生锈后反应产物的主要成分是四氧化三铁
C. 暖宝宝需接触空气才会发热
D. 食盐能加快热敷袋中铁生锈的速率
√
解析： 铁生锈时发生缓慢氧化放出热量，暖宝宝发热的原理主要是利
用铁生锈放热，将化学能转化为热能，A项正确；铁生锈后反应产物的主
要成分是三氧化二铁，B项错误；铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中
的氧气和水共同作用的结果，暖宝宝需接触空气才会发热，C项正确；食
盐的作用是加快热敷袋中铁生锈的速率，使其更快放出热量，D项正确。
2. 利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水中低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 金属缝隙内表面为负极，外表面为正极
B. 缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率
C. 为了维持电中性，海水中大量Cl－进入缝隙
√
解析： 由题图知，氧气在金属缝隙外得电子发生还原反应生成氢氧根
离子，所以金属缝隙外表面为正极，金属缝隙内表面Fe失电子，为负极，
A正确；金属缝隙内表面为负极，Fe失电子生成Fe2＋，pH不增大，B错
误；原电池中阴离子由正极向负极移动，大量Cl－进入缝隙维持电中性，C
正确；正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2
＋2H2O＋4e－ 4OH－，D正确。
随堂演练
1. 金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，我国科学家在世界最长跨海
大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层＋阴极保护”联合防护
思想，使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年，下列说法错误的
是（ ）
A. 海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀，燃气灶中心部位的铁发生的主
要是化学腐蚀
B. 采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生
C. 将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极保护法
D. 白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更耐腐蚀
√
解析： 海水中钢管在潮湿环境下主要是电化学腐蚀，燃气灶中心的铁
生锈主要是铁和氧气在点燃条件下反应，因此主要是化学腐蚀，A项正
确；涂层将海泥与钢管本身隔绝开来，避免接触发生电化学腐蚀，B项正
确；将钢闸门连接到直流电源的负极得以保护，应用的是阴极电保护法，
C项错误；白铁（镀锌铁）中锌为负极，铁为正极，铁受到一定的保护，
马口铁（镀锡铁）中铁为负极，锡为正极，因此白铁（镀锌铁）比马口铁
（镀锡铁）更耐腐蚀，D项正确。
2. （2024·福建厦门高二期末）下列有关电化学腐蚀原理的应用说法错误
的是（ ）
A. 利用铁腐蚀快速测定空气中氧气含量
B. 利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上镶嵌铜块
C. 以铁作为阴极在铁表面镀铜
D. 采用阴极电保护法防止铁管道腐蚀
√
解析： 利用铁的吸氧腐蚀，测定前后质量变化，可测定空气中氧气含
量，A正确；利用牺牲阳极保护法在潜艇外壳上应镶嵌比铁活泼的金属，
如锌，B错误；铁表面镀铜，铜作阳极，铁作阴极，含铜离子的盐溶液作
电解质溶液，C正确；防止铁管道腐蚀可采用阴极电保护法，铁管道作阴
极，D正确。
3. 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（ ）
B. 金属M的活泼性比Fe的活泼性弱
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
解析： 该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属
活泼性：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。
√
4. 利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置
一段时间。下列说法不正确的是（ ）
A. a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀
B. 一段时间后，a处液面高于b处液面
C. a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
√
解析： a处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，b处是酸性溶液，生
铁发生析氢腐蚀，A正确；a处发生吸氧腐蚀，消耗O2导致气体压强减小，
b处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，装置内形成压强差，所
以一段时间后，a处液面高于b处液面，B正确；a处发生吸氧腐蚀，铁失电
子生成亚铁离子，氧气得电子生成氢氧根离子，所以a处溶液pH增大，b处
发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－ H2↑，反应过程中消耗H＋，
溶液的pH增大，C不正确；a、b两处的原电池中，铁都做负极，因此a、b
两处具有相同的负极反应式：Fe－2e－ Fe2＋，D正确。
5. 如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察现象。
（1）铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于 腐蚀（填“化学”或
“电化学”）。
解析：铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，接触电解质溶液，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。
电化学
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈 ，发
生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”），电极反应：负极为
－ Fe2＋ ，正极为 O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ 。
解析：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体
被吸收，发生的是吸氧腐蚀，据此可写出电极反应。
碱性、弱酸性或中性
吸氧
Fe－2e－
Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈 ，发生 腐
蚀（填“析氢”或“吸氧”），电极反应：负极为 ，正极为 。
解析：试管内液面下降，说明试管内压强增大，有气
体生成，发生的是析氢腐蚀，据此可写出电极反应。
较强的酸性
析氢
Fe－2e－ Fe2＋
2H＋＋2e－ H2↑
（4）若水槽中液体甲为水，液体乙为海水，则铁钉在 （填“甲”
或“乙”）溶液中腐蚀的速率快。
解析：对于同一金属来说，在电解质溶液中腐蚀的速率大于在水中腐蚀的速率。
乙
课时作业
1. 炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），不久便会因被腐蚀而出现
红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 腐蚀过程中，负极是C
B. Fe失去电子经电解质溶液转移给C
D. C是正极，O2在C表面上发生还原反应
解析： 铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，Fe作负极，原电
池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移
动导电，C作正极，正极上氧气得到电子发生还原反应，电极反应为O2＋
2H2O＋4e－ 4OH－；C是正极，O2在C表面上发生还原反应。
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√
2. 深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是（ ）
B. 输送暖气的管道因涂有沥青不易发生此类腐蚀
C. 这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·nH2O
D. 管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
√
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解析：正极是硫酸根离子得到电子，发生还原反应，生成硫氢根离子，A正确；钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，使钢铁与空气和水隔离，不能发生电化学腐蚀，B正确；因存在还原菌所以最终是亚铁，而不是Fe2O3·nH2O，C错误；管道上刷富锌油漆，锌比铁活泼，所以腐蚀锌
保护铁，所以管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀，D正确。
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3. 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
√
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解析： 图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，
腐蚀程度较轻，A错误；图b中开关置于M时，Cu-Zn合金作负极，由M改
置于N时，Cu-Zn 合金作正极，腐蚀速率减小，B正确；图c中接通开关时
Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，C错误；图d中Zn-MnO2
干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，D错误。
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4. 在城市地下常埋有纵横交错的管道和运输电线路，有些地面上还铺有地
铁或城铁的铁轨，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，就会引起金属
管道、铁轨的腐蚀。原理简化如图所示。则下列
有关说法不正确的是（ ）
B. 如在NaCl溶液中加入酚酞，右边Fe电极附近溶液变红
C. 地下管线被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道
表面涂绝缘膜（或油漆等），也可以使用阴极电保护法
D. 原理图可理解为两个串联电解装置
√
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解析：由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，发生：Fe－2e－
Fe2＋，铁丝左边应为阴极，发生：2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，导致碱性
增强，故右边Fe电极附近溶液变红，A错误，B正确；为了保护地下管线不
被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜，也可以使用阴极电保
护法，C正确；由装置图可知，左边铁与正极相连为阳极，铁丝左边应为
阴极，形成电解装置，铁丝右边为阳极，右边的铁为阴极又组成电解装
置，所以可理解为两个串联电解装置，D正确。
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5. （2025·湖北随州高二联考）实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响（如图）。下列相关描述中正确的是（ ）
A. 由图示的金属腐蚀情况说明了Fe元素的金属性弱于Sn元素
B. 由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况
D. 为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”
√
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解析：Fe被腐蚀说明Fe元素的金属性强于Sn元素，A项错误；海水含大量的盐，腐蚀较快，由图示可以看出乙是海水环境下的腐蚀情况，B项错误；两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe－2e－ Fe2＋，C项错误；焊点附近用锌块打“补丁”，采用牺牲阳极保护法，可以防止舰艇在海水中被腐蚀，D项正确。
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6. 已知：Fe2＋遇到K3[Fe（CN）6]溶液会产生蓝色沉淀。某同学利用如图
所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法中不合理的是（ ）
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C. ③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，Fe被腐蚀
D. ④区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe（CN）6]
溶液出现蓝色，Fe被腐蚀
下列说法中不合理的是（ ）
√
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解析： ①区Zn电极为负极，电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋，Fe电极
为正极被保护，滴加K3[Fe（CN）6]溶液未出现蓝色，A正确；②区Zn电
极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，Fe电极为阳极，Fe
失电子生成Fe2＋，滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现蓝色，Fe被腐蚀，B正确；
③区Cu电极为正极，铁发生吸氧腐蚀，没有气体生成，C错误；④区Cu电
极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，Cu电极附近滴加酚
酞后变红色，Fe为阳极，失电子生成Fe2＋，滴加K3[Fe（CN）6]溶液出现
蓝色，Fe被腐蚀，D正确。
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7. 下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
A. 若X为碳棒，开关K置于A处可加快铁的腐蚀
B. 若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C. 若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法
√
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解析： 若X为碳棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属于阴极电
保护法，A错误；若X为锌棒，当K置于A处时，Fe作电解池的阴极，属于
阴极电保护法，当K置于B处时，Fe作原电池的正极，属于牺牲阳极保护
法，B、C均正确；若X为碳棒，开关K置于B处时，Fe作原电池的负极，电
极反应为Fe－2e－ Fe2＋，D正确。
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8. 回答下列问题：
（1）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该电化学腐蚀称为 （填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”）。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 （填字母）。
③以锌为负极，采用牺牲阳极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位
置最好应在 处（填字母）。
吸氧腐蚀
B
C
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解析：①金属在碱性、中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀时，越靠近液面接触到的O2越多，生成的铁锈越多。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护。
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（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，
并做相应标注：
答案：
解析：要用石墨通过电化学原理保护铜，只能用电解池原理，碳接电源正极，铜接电源负极。
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（3）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析
正确的是 （填字母）。
B
B. K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C. K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极保护法
D. K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
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解析：A项，K1闭合时，该装置构成了Fe-C-NaCl 溶液原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是Fe－2e－ Fe2＋；B项，石墨棒作正极，发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－ 4OH－，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高；C项，K2闭合时，该装置构成了Fe-C-外加电源的电解池，石墨棒作阳极，Fe作阴极而被保护，该方法称为阴极电保护法；D项，K2闭合时，阳极的电极反应是2Cl－－2e－ Cl2↑，阴极的电极反应式是2H＋＋2e－ H2↑，所以当电路中通过0.002NA个即0.002 mol电子时，生成的H2和Cl2的物质的量均为0.001 mol，则两极共产生0.002 mol气体。
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