人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护课件

(共61张PPT)
[学习目标]
1.认识金属腐蚀的严重性及危害，能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象。
2.了解金属腐蚀的本质，能书写钢铁腐蚀的电极反应及总反应。
3.能根据电化学原理选择并设计金属防护的措施。
氧化还原
不纯
电解质
原电池
2.钢铁的电化学腐蚀
分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
示意图
条件 钢铁表面吸附的水膜__________ 钢铁表面吸附的水膜___________
_______，但溶有一定量的氧气
酸性较强
酸性很弱或
呈中性
负极(Fe) __________________ ___________________
正极(C) ___________________ __________________________
总反应 _______________________ ____________________________
联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
Fe－2e－===Fe2+
Fe－2e－===Fe2+
2H＋＋2e－===H2↑
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
3.实验探究——电化学腐蚀
实验操作
实验现象 导管中_________ ①试管中产生气泡的速率比②试管中___
实验解释 铁钉和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生_______腐蚀 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，发生_______腐蚀，产生气泡的速率更___
实验结论 电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍；电化学腐蚀速率比化学腐蚀大
液面上升
大
吸氧
电化学
大
[自我思考]
在日常生活中，经常发现铁锅的底部存在锈迹，而中上部位基本没有。
(1)“锈迹”的产生，你认为是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀？
(2)推测“底部存在锈迹，而中上部位基本没有”的原因？
(3)你能用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·xH2O)的形成过程吗？
提示　(1)吸氧腐蚀，因为铁锅底部常常残留氯化钠溶液，中性环境下易发生吸氧腐蚀。
(2)一般来说，中上部位较干燥，不易发生腐蚀或腐蚀较慢。
(3)Fe－2e－===Fe2+、O2＋4e－＋2H2O===4OH－、2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(1)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主( )
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
(3)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加( )
(4)纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳，能形成原电池，发生电化学腐蚀( )
×
√
√
1.每年钢铁腐蚀产生的损耗是巨大的。下列有关说法正确的是(　　)
A.生铁比纯铁更容易被腐蚀与电化学腐蚀有关
B.钢铁表面水膜呈中性时，易发生析氢腐蚀
C.可将铜块安装在钢铁设备上，减缓钢铁腐蚀
D.铁与Cl2反应属于电化学腐蚀
A
解析　生铁比纯铁更容易被腐蚀，是因为生铁中含有杂质易形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率加快，A正确；钢铁表面水膜呈中性时，易发生吸氧腐蚀，B错误；铁的金属性比铜活泼，将铜块安装在钢铁设备上，铁作负极，铜作正极，会加快铁的腐蚀，C错误；铁与Cl2反应属于化学腐蚀，D错误。
2.某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是(　　)
A.该电化学腐蚀是析氢腐蚀
B.正极反应式：O2＋4e－===2O2-
C.原电池反应减缓了铁制品的腐蚀
D.负极反应式：Fe－3e－===Fe3+
A
解析　铁制品中含有铁和碳，酸雨使水膜呈酸性，构成了原电池，会发生析氢腐蚀，故A正确；酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子得电子生成氢气：2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；原电池反应会加快铁制品的腐蚀，故C错误；发生电化学腐蚀时金属铁被氧化为Fe2+，负极反应式为Fe－2e－===Fe2+，故D错误。
3.常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法不正确的是
(　　)
C
A.在HCl溶液中，主要发生的是析氢腐蚀
B.在NaCl溶液中，发生腐蚀时正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C.由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难
D.钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响
解析　在HCl溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A正确；在NaCl溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B正确；10 mol·L-1 NaOH中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C错误；不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D正确。
1.改变金属材料的组成
在金属中添加__________________可以制成性能优异的合金。例如，不锈钢、钛合金等。
2.在金属表面覆盖保护层
如在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、__________、________等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
其他金属或非金属
离子注入
表面渗镀
3.电化学保护法(阴极保护法)
分类 牺牲阳极法 外加电流法
原理 _________ _________
示意图
原电池
电解池
电极要求 被保护的金属作为___极，活泼性更强的金属作为___极 被保护的金属作为___极，与电源的___极相连，惰性电极作为___极，与电源的___极相连
应用 锅炉的内壁、船舶的外壳等安装镁合金或锌块 钢铁闸门、地下管道连接电源负极
正
负
阴
负
阳
正
4.牺牲阳极法的实验探究
(1)探究一：按如图所示装置反应一段时间，用胶头滴管从Fe电极区
域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)
溶液，观察实验现象。
实验现象 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区)
____________ ____________ ___气泡产生，___蓝色沉淀生成
有关反应 — ________________ __________________
实验结论 溶液中不含Fe2+，铁作为正极未被腐蚀
指针发生偏转
逐渐溶解
有
无
Zn－2e－===Zn2+
2H＋＋2e－===H2↑
(2)探究二：在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂，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培养皿，缠有铜丝的铁钉放入b培养皿。
实验装置
实验现象 铁钉周围______ 铁钉周围生成_________，铜丝周围_____
有关反应 ____________________
______________________ ____________________________________
______________________
________________________
实验结论 铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀
变红
蓝色沉淀
Zn－2e－===Zn2+；
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
Fe－2e－===Fe2+，Fe2+＋K＋＋[Fe(CN)6]3-
===KFe[Fe(CN)6]↓；
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
变红
[自我思考]
在日常生活中，我们常常会接触到白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)，如果镀层破损后，你认为谁更耐腐蚀？
提示　白铁皮更耐腐蚀。金属活动性：锌>铁>锡，镀层破损后，锌、铁与附着的电解质溶液形成原电池，铁作为正极被保护，而铁、锡与附着的电解质溶液形成原电池，铁作为负极被腐蚀。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(1)牺牲阳极法利用的是电解池原理( )
(2)铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触，起到保护铁制品的作用( )
(3)铁闸门可与外加电源的正极相连，起到保护作用( )
(4)地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀( )
(5)黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿( )
×
√
√
√
1.下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(　　)
A.在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属
B.在铁表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C.铁与电源正极连接可实现电化学保护
D.阳极氧化处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法
A
解析　A项，四氧化三铁的致密保护膜可防止腐蚀，正确；B项，若铁表面镀上一层锌，镀层破损后，由于Fe为正极，被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe仍然被保护，错误；C项，铁与电源负极连接可实现电化学保护，错误；D项，利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜，属于在金属表面覆盖保护层，不是电化学保护，错误。
2.在如图烧杯中均盛有0.1 mol·L-1 NaCl溶液，其中铁片最易被腐蚀的是(　　)
C
解析　金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极。A中铁发生化学腐蚀；B中镁活动性强为负极，铁作正极被镁保护；C中铁作负极加速被腐蚀；D中铁与电源负极相连，作为电解池的阴极被保护；所以铁片最易被腐蚀的是C。
3.(2025·安徽黄山高二期末)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
C
解析　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，作负极，失电子，生成锌离子，从而保护了铁不被腐蚀，铁作正极，电极反应式和实验Ⅰ中铜电极相同。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，铜作正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，酚酞遇碱变红，A正确；实验Ⅱ中，铁作正极，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；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；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。
金属腐蚀快慢的判断方法
(1)在同一电解质溶液中，同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。
(4)金属活动性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
[名师点睛]
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　)
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
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.“外加电流法”和“牺牲阳极法”均可有效防止铁发生电化学腐蚀。下列说法错误的是(　　)
A.两种保护法中都要采用辅助电极
B.利用“外加电流法”时，铁连接电源负极
C.“牺牲阳极法”利用了电解池原理
D.钢铁在潮湿空气中生锈发生了电化学腐蚀
C
解析　 “外加电流法”采用辅助电极作阳极，“牺牲阳极法”采用辅助电极作负极，故都要采用辅助电极，A正确；利用“外加电流法”时，铁连接电源负极，作阴极，被保护，B正确；“牺牲阳极法”利用了原电池原理，C错误；钢铁在潮湿空气中会形成原电池，故生锈发生了电化学腐蚀，D正确。
3.(2025·广东茂名高二期末)为防止埋在地下的钢管道被锈蚀，以延长管道的使用寿命，可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是(　　)
A.该方法是将化学能转化成了电能
B.该方法中钢管道作正极
C.该方法称为“牺牲阳极法”
D.镁块上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D
解析　钢管道－镁块－潮湿的碱性土壤构成原电池，将化学能转化成了电能，故A正确；根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极法，钢管道作正极，故B正确；根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极法，故C正确；镁块作负极，电极反应：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，故D错误。
4.相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是(　　)
C
解析　A.食醋作为电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属，作为负极，被腐蚀；B.食盐水作为电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池的形成条件，铁是活泼金属，作为负极，被腐蚀；C.铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D.酸雨作为电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作为负极和正极，形成原电池，铁被腐蚀。
5.钢铁很容易因生锈而被腐蚀。
Ⅰ.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液和食盐水中的一种，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于______腐蚀。
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高，则___ (填“a”或“b”)试管内盛
有食盐水。
(2)b 试管中铁发生的是________腐蚀。
Ⅱ.甲、乙两图都是金属防护的例子。
电化学
b
吸氧
(1)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率，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___ (从下面选项中选择，填字母)，此方法叫做___________。
A.铜 B.钠
C.锌 D.石墨
(2)图乙所示方案也可以减小铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接直流电源的___极。
(3)采取以上两种方法，___ (填“甲”或“乙”)方案能将铁闸门保护得更好。
C
牺牲阳极法
负
乙
解析　Ⅰ.生铁中含有碳杂质，在电解质溶液中，铁发生电化学腐蚀，若溶液呈酸性则发生析氢腐蚀，若溶液呈中性则发生吸氧腐蚀。红墨水柱两边的液面变为左低右高，说明a试管中生成氢气，b试管中消耗氧气，则a试管中铁发生析氢腐蚀，b试管中铁发生吸氧腐蚀，所以b试管内盛有食盐水。Ⅱ.(1)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以使金属铁作为原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R是比金属铁活动性强的金属，钠不能用作电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极法。(2)电解池的阴极上的金属被保护，为减小铁闸门的腐蚀速率，铁闸门应该连接直流电源的负极。(3)因为电解池的保护效果比原电池的保护效果更好，所以乙方案能将铁闸门保护得更好。
1.下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是(　　)
A.健身器材刷油漆以防锈 B.衣架外面包上一层塑料层
C.地下钢铁管道连接镁块以防腐 D.自行车链条涂抹润滑油
C
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解析　健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不选；地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极法，运用了电化学原理，故C选；自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选。
2.(2024·福建泉州高二期末)港珠澳大桥是我国一项伟大的工程，工程中大量使用先进的防腐措施。下列分析错误的是(　　)
A.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层隔绝空气和水
B.主梁钢板使用的耐候钢是一种具有抗腐蚀性的合金
C.将桥体与电源负极相连，利用了外加电流法
D.水下钢柱镶铝块作为牺牲阳极的材料，利用了电解原理
D
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解析　钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，从而防止钢铁被腐蚀，A正确；耐候钢是一定量的铜以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成的，具有普通钢材的易延展、高强度、抗疲劳等特性，是一种具有抗腐蚀性的合金，B正确；将桥体与电源负极相连，利用了外加电流法，使桥体成为阴极，避免钢铁失去电子被腐蚀，C正确；水下钢柱镶铝块，铝的活动性比铁强，铝作原电池负极，铁作原电池正极，从而达到抗腐蚀目的，其原理为牺牲阳极法，利用了原电池原理，D错误。
3.(2025·广东广州高二期末)利用如图装置实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)
A.a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀
B.一段时间后，a管内液面高于b管内液面
C.b管内溶液的pH减小
D.a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+
C
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解析　a管内电解质呈中性，b管内电解质呈酸性，所以a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀，A正确；a管内发生吸氧腐蚀，需要消耗氧气，液面升高，b管内发生析氢腐蚀，会生成氢气，液面下降，所以一段时间后，a管内液面高于b管内液面，B正确；b管内H＋得电子生成H2，溶液的酸性减弱，pH增大，C不正确；a、b管内负极都发生Fe失电子生成Fe2+的电极反应，所以具有的相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，D正确。　
4.(2025·陕西咸阳高二期末)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀。下列说法错误的是(　　)
A.断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e－===Zn
B.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
D.通电时，该装置为外加电流法
A
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解析　断电时，锌环与铁帽构成原电池，Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2+，仍能防止铁帽被腐蚀，A错误，B正确；通电时，锌环与电源的正极相连，作为电解池的阳极，失电子发生氧化反应，瓷绝缘子与电源的负极相连，可阻止铁失电子，从而保护铁，为外加电流法，C、D正确。
5.(2023·上海高二统考)浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误的是(　　)
A.金属贮存罐可用钢制材料
B.电子沿导线流入辅助电极
C.贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连
D.电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀
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解析　钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流向辅助电极，B正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，铁发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，C错误；Fe为阳极，电压过高时，大量Fe失电子发生氧化反应生成Fe2+，有可能会加剧腐蚀，D正确。　
6.(2025·江苏镇江高二检测)下列说法正确的是(　　)
A.电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中 c(Cu2+)均保持不变
B.工业可以电解熔融的MgO和AlCl3制备镁、铝
C.Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物
D.右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，
图中生成铁锈最多的是B区域
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D
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解析　电解精炼铜时，粗铜中的锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，所以电解质溶液中的铜离子浓度减小，故A错误；氧化镁的熔点高于氯化镁，熔融时消耗能量大于氯化镁，而氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，所以工业可以电解熔融的氯化镁和氧化铝制备镁、铝，故B错误；铜在潮湿的空气中会被空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气腐蚀生成碱式碳酸铜，故C错误；铁在海水中发生吸氧腐蚀，海水越深氧气含量越少，海水中氧气的浓度越大，生成铁锈越多，由图可知，A区域铁闸门未与海水接触，B、C、D区域中B区域的海水中氧气浓度最大，所以生成铁锈最多的是B区域，故D正确。
7.下列对“生铁片锈蚀对比实验”的分析正确的是(　　)
C
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序号 ① ② ③
实验
现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀
A.对比实验①②③，说明苯能隔绝O2
B.实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2
C.实验②中，饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
D.实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
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解析　对比实验①②③，说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量O2和水，由实验③可知，生铁片明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故A错误；原电池的形成条件：有两个活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路，实验①中，苯不是电解质溶液，生铁难以腐蚀，故B错误；实验②中，铁能发生电化学腐蚀，但饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀，故C正确；实验③中，铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2+，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，在正极上发生吸氧腐蚀，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D错误。
8.(2025·福建三明高二检测)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)已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O，铁片腐蚀过程发生的
反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O
===4Fe(OH)3
B.液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe＋2e－===Fe2+
C.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D.铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域
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解析　在发生原电池反应的过程中，铁片作负极，发生氧化反应，失去电子生成Fe2+，液滴边缘是正极区，O2得到电子与水反应生成OH－，两极生成的Fe2+和OH－相互吸引，发生迁移接触后生成Fe(OH)2，方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，继而发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3和 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，则铁锈环的主要成分是Fe2O3·xH2O，A正确；铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，B错误；溶液覆盖的铁片主要发生吸氧腐蚀，正极区O2在液滴边缘得到电子被还原：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，而是液滴覆盖的圆周中心区，D正确。　
9.对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
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以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为_______________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______________
___________________________________________。
2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
用铜作阳极可补
充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+ 浓度恒定
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(3)利用如图装置可以模拟铁的两种电化学防护的方法：若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___ (填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于____ (同上)处，该电化学保护法称为________________。　
N
M
牺牲阳极法
解析　(1)活泼金属铝作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧
化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－
===Al2O3＋6H＋。(2)镀铜时阴极上铜离子放电，因此用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+ 浓度恒定。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流法减缓铁的腐蚀，此时开关K应置于N处，铁与电源的负极相连作阴极被保护。若X为Zn，K置于M处，构成原电池，锌是负极，铁是正极，铁被保护，其保护原理为牺牲阳极法。
10.某同学欲验证牺牲阳极法，进行的实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
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① 在Fe表面生成蓝色沉淀
② 试管内无明显现象
③ 试管内生成蓝色沉淀
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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
D
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解析　②中Zn为负极，发生氧化反应生成Zn2+，Fe为正极被保护，所以向取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，无明显现象，③中Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe为负极被氧化生成Fe2+，所以向取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知，Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是向取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2+生成，对比分析可知，可能是铁氰化钾将Fe氧化为Fe2+，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2+，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2+是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。
11.用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如图。下列说法正确的是(　　)
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B
A.溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B.pH＝2.0的溶液压强增大，主要是因为产生了氢气
C.整个过程中，负极电极反应式为Fe－3e－===Fe3+
D.pH＝4.0时，发生析氢腐蚀，不发生吸氧腐蚀
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解析　溶液酸性减弱，铁发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致溶解氧减少，A错误；pH＝2时，溶液酸性较强，氢离子与铁反应生成氢气，导致烧瓶内压强增大，B正确；整个过程中，锥形瓶中的Fe与C粉构成原电池，Fe为原电池负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，C错误；pH＝4时，烧瓶内压强几乎不变，发生吸氧腐蚀消耗氧气导致压强减小，发生析氢腐蚀产生氢气导致压强增大，故说明pH＝4时，吸氧腐蚀和析氢腐蚀同时发生，D错误。　
12.某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理，设计如下实验。
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表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。
(1)锌棒上的电极反应式为________________；铁棒上的电极
反应式为________________________。
(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表连接。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。
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Zn－2e－===Zn2+
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
Fe2+
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(3)实验Ⅱ中电流表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为电极形成原电池时，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____________。
相反
产生蓝色沉淀
溶液变红色
不活泼
牺牲阳极法
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解析　(1)～(2)锌、铁、氯化钠溶液形成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌为负极被腐蚀，铁为正极被保护。(3)铜、铁、氯化钠溶液形成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜为正极被保护，铁为负极被腐蚀。由于两个实验中原电池的电子流向相反，所以电流表指针的偏转方向也相反。(4)铁作为负极时，Fe失去电子生成Fe2+，与 K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故在铜棒附近溶液变红色。(5)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方法称为牺牲阳极法。