课时精练26 金属的腐蚀与防护-2022-2023学年高二化学精讲精练（人教选择性必修1）（解析版）

课时精练26金属的腐蚀与防护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【答案】D【解析】金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，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、水和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，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误。2．下列关于金属腐蚀的叙述中正确的是(　　)A．金属被腐蚀的本质是M+nH2O=M(OH)n+n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀【答案】C【解析】A项，金属腐蚀的本质应为M-ne-=Mn+；B项，Sn、Fe构成电化学腐蚀，铁比锡活泼，发生的反应主要是Fe-2e-=Fe2+，铁先被腐蚀；D项，常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。3．中国在南极建设的第四个科学考察站——泰山站，如图所示。为了延长考察站基础设施使用寿命，在钢铁设备表面镶嵌一些金属块(M)下列说法正确的是(　　)A．金属块M可能是铜，发生氧化反应B．这种保护方法叫牺牲阳极法C．科学考察站里的设备在潮湿空气中主要发生化学腐蚀D．若采用外加电流法，设备应与电源正极相连 【答案】B【解析】A项，M应比铁活泼，如M为锌、镁等，M不能为铜，错误；B项，利用原电池原理保护金属，这种方法叫牺牲阳极法，正确；C项，金属在空气中主要发生电化学腐蚀，错误；D项，利用外加电流法，设备应与电源负极相连，错误。4．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−=Fe3+B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀D．活性炭的存在会加速铁的腐蚀【答案】D【解析】A项，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故A错误；B项，该装置为原电池，将化学能转化成电能，但部分化学能转化成热能，故B错误；C项，弱酸性或中性条件下铁腐蚀为吸氧腐蚀，以水代替NaCl溶液，溶液仍为中性，铁仍能发生吸氧腐蚀，只是腐蚀速率变慢，故C错误；D项，活性炭、铁在NaCl溶液中构成原电池，铁作负极，活性炭为正极，加快反应速率，故D正确；故选AD。5．下列各图所示装置能达到实验目的的是()A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀B．图乙，牺牲阳极的阴极保护法C．图丙，在铁制品表面镀锌D．图丁，测定盐酸的pH【答案】A【解析】A项，图甲，在酸性条件下铁发生析氢腐蚀，在中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，该图是中性条件，发生吸氧腐蚀，A能达到实验目的；B项，图乙，铁比碳活泼，形成原电池时，铁为负极发生氧化反应被腐蚀，故不能用此装置保护水体中的钢铁设备，B不能达到实验目的；C项，图丙，锌比铁活泼，Fe2+得电子能力比Zn2+强，则在阴极上，Fe2+ 得电子生成铁单质，无法在铁电极上镀锌，应使用硫酸锌做电解液，C不能达到实验目的；D项，图丁，pH试纸不能润湿，D不能达到实验目的；故选A。6．如图是自来水表的常见安装方式。下列有关说法不正确的是(　　)A．该安装方式的水表更容易被腐蚀B．发生腐蚀过程中，电子从接头流向水表C．腐蚀时水表发生的电极反应为2H2O+O2+4e−===4OH−D．腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3【答案】A【解析】构成原电池，腐蚀铁，保护铜，所以该安装方式的水表不易被腐蚀，故A不正确；电子由铁流向铜，即电子从接头流向水表，故B正确；水表发生了吸氧腐蚀，氧气在水表的表面得电子，电极反应式为2H2O+O2+4e−===4OH−，故C正确；负极放电产生的Fe2+与正极产生的OH−结合成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，所以腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3，故D正确。7．中国第一艘国产航母山东舰顺利服役。有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀，因此对船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防护的说法错误的是(　　)A．海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀B．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极法防止金属被腐蚀C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀D．外加电流，使需要保护的金属作阴极，可以起到保护金属的作用【答案】A【解析】海上舰艇的腐蚀主要为电化学腐蚀，A项错误；在船舶外壳装上锌块，锌为负极，负极金属易被腐蚀，正极金属被保护，该保护金属的方法称为牺牲阳极法，B项正确；刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀，C项正确；电解池中使被保护的金属作阴极的方法称为外加电流法，D项正确。8．铁生锈是一种常见的自然现象，其主要反应的化学方程式为4Fe+3O2+xH2O=2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(　　) A．①　　B．②　　C．③　　D．④【答案】C【解析】④处没有和电解质溶解接触，不能构成原电池，锈蚀较慢；①②③处虽都与电解质溶液接触，但①②处含O2较少，所以③处腐蚀最快。9．(2016年10月浙江选考)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【解析】A项，铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A错误；B项，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，选项B错误；C项，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，选项C错误；D项，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，选项D正确。故选D。10．(2020年江苏卷)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。在题图所示的情境中，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】A项，阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B项，阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C项，金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D项，海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选C。11．支撑海港码头基础的钢管桩，常用采用如图所示的方法进行防腐，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．该保护方法叫做外加电流保护法，高硅铸铁的作用是传递电流B．钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零C．通电后，调整外加电压，外电路中的电子被强制从钢管桩流向高硅铸铁D．石墨能导电且化学性质不活泼，可用石墨代替高硅铸铁作辅助阳极【答案】C 【解析】依图示，该防腐利用了外接直流电源，属于外加电流法防腐，高硅铸铁为惰性辅助阳极起到传递电流作用，A正确；外接直流电源的负极与钢管桩连接，钢管桩被迫成为阴极而受到保护，其表面的腐蚀电流接近于零，B正确；外电路中的电子被强制从外接直流电源的负极流向钢管桩，高硅铸铁上海水中阴离子失去电子流向外接直流电源的正极，与海水中离子的移动构成整个防腐电流回路，C错误；高硅铸铁为惰性辅助阳极起到传递电流作用，也可用石墨代替，D正确；故选C。12．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。下列说法正确的是()A．铁闸主要发生的是吸氢腐蚀B．将铁闸与石墨相连可保护铁闸C．铁腐蚀时的电极反应式：Fe-3e−=Fe3+D．图中生成铁锈最多的是乙区域【答案】D【解析】A项，海水溶液为弱碱性，发生吸氧腐蚀，A错误；B项，将铁闸与石墨相连，铁比碳活泼，铁作负极失电子，可以加快海水对铁闸的腐蚀，B错误；C项，铁腐蚀时作负极失电子生成亚铁离子，电极反应式：Fe-2e−=Fe2+，C错误；D项，在乙处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，故D正确；故选D。13．两种金属接触时，接触部位会发生“电偶腐蚀”。金属铁和铜在自来水和海水中，相同时间发生的腐蚀情况如图。下列有关说法正确的是(　　)A．甲图中的介质为海水B．腐蚀过程中电能转化为化学能C．铁电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋D．若在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀【答案】D【解析】铁和铜接触时，遇到电解质溶液会形成原电池，且形成的原电池中铁作负极，铜作正极，电解质为海水时的腐蚀速度大于水作电解质时的腐蚀速度，因此甲图的介质为水，乙图的介质是海水，且腐蚀的过程中化学能转化为了电能。A项， 由分析可知，甲图的介质为水，乙图的介质是海水，A项错误；B项，腐蚀的过程中化学能转化为了电能，B项错误；C项，形成的原电池中铁作负极，失去电子，电解反应为：Fe-2e-=Fe2+，C项错误；D项，在金属表面涂油漆，可以减弱铁的腐蚀，D项正确；故选D。14．在缺乏氧气的深层潮湿土壤中存在的硫酸盐还原菌，会附着在钢管表面促进钢铁的腐蚀，这个过程被称为厌氧腐蚀，其反应原理如图所示，下列说法不正确的是()A．厌氧腐蚀属于电化学腐蚀B．负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+C．每生成1molFeS，最终转移的电子数为8NAD．镀锌或铜的钢管破损后均会加快钢管的腐蚀【答案】D【解析】A项，钢管中含有碳元素，铁、C与潮湿的土壤形成原电池，则厌氧腐蚀属于电化学腐蚀，A正确；B项，根据图像可知，负极铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，B正确；C项，硫酸根离子变为硫离子时，转移8个电子，则每生成1molFeS，最终转移的电子数为8NA，C正确；D项，镀锌的钢管破损后锌比铁活泼，锌作负极，保护铁不被腐蚀，而铜比铁活泼性差，作正极，会加快钢管的腐蚀，D说法错误；故选D。15．化学科技工作者对含有碳杂质的金属铝的腐蚀与溶液酸碱性的关系进行了研究，在25℃时得出溶液pH值对铝的腐蚀影响关系如图所示，下列说法正确的是(　　)A．金属铝在浓硫酸中的腐蚀速率大于盐酸中的腐蚀速率B．金属铝在中性环境中不易被腐蚀C．金属铝在pH＝8.5的Na2CO3溶液中会发生电化学腐蚀析出氧气D．不能用电解的方法在金属铝的表面生成致密的氧化物薄膜【答案】B 【解析】A项，铝在浓硫酸中钝化，A错误；B项，由图可知在5<pH<8时，腐蚀度小，B正确；C项，碱性溶液中发生吸氧腐蚀，C错误；D项，可以利用电解法在铝表面生成致密的氧化膜，D错误。故选B。16．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：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，金属腐蚀分为不同类型，本实验中铁生锈属于　　　　，正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 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的目的，设计了实验D(如图所示)，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。 【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(或保持试管内环境干燥)(2)铁的腐蚀要消耗试管内的氧气，使试管内压强低于大气压　不能【解析】铁钉内部含有碳，在铁发生电化学腐蚀时作正极，如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀；A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀，所以正极是氧气得到电子；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸。17．金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列2种腐蚀现象回答下列问题： (1)图1，被腐蚀的金属为____，其腐蚀类型属于____(填字母)图2，金属腐蚀类型属于____(填字母)A．化学腐蚀B．电化学腐蚀C．析氢腐蚀D．吸氧腐蚀(2)图1中Cu的作用是______，结合电极反应、电子移动、离子移动等，分析金属被腐蚀的原理______。(3)图2中铁的生锈过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O，将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完整：正极反应为_______，负极反应为______，总反应为____。(4)下列防止铁制品生锈的措施合理的是__________。A．在铁闸门表面涂油漆B．在地下铁管道上安装若干镁合金C．将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化【答案】(1)铁或FeBCBD(2)做正极材料，导电铜做正极，氢离子在内电路移向正极，得到电子，生成氢气；铁做负极，在外电路失去电子，电子从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。(3)O2+4e-+2H2O=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(4)ABC【解析】(1)析氢腐蚀发生条件为较强酸性环境，图1为二氧化硫的水溶液，酸性较强，与铁、铜形成电化学腐蚀中的析氢腐蚀；图2为碱性环境，碱性或中性或酸性较弱环境易发生吸氧腐蚀，腐蚀类型属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；(2)图1中Cu的作用是做正极材料，导电(不参与反应)，结合电极反应、电子移动、离子移动等，可得出图1金属被腐蚀的原理为铜做正极，氢离子在内电路移向正极，得到电子，生成氢气，铁做负极，在外电路失去电子，从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。(3)图2发生吸氧腐蚀，正极反应为氧气得电子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应为铁失电子，反应式为2Fe-4e-=2Fe2+，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；(4)下列防止铁制品生锈的措施可以在铁闸门表面涂一层保护膜如油漆等，也可以在地下铁管道上安装若干镁合金或锌合金(比铁活泼)，利用牺牲阳极保护法来防止铁生锈，还可将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化，在铁表面形成致密氧化膜来防止铁生锈，故选ABC。18．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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(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。回答下列问题： (1)液滴边缘是_______(填“正”或“负”)极区，发生的电极反应为____________________________ 。(2)液滴中的Cl-由_______区向_______区迁移(填“b”或“a”)(3)在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，生成的Fe2+ _____________________进一步氧化、脱水形成铁锈。(4)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 ___________________________。【答案】(1)正O2+2H2O+4e-=4OH-(2)ba(3)由a区向b区迁移，与b区的OH-形成Fe(OH)2(4)Fe-2e-=Fe2+【解析】NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：Fe-2e-=Fe2+(发生氧化反应)正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-(发生还原反应)在液滴外沿，由于Fe2++2OH-=Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3形成了棕色铁锈环(b)(1)液滴边缘是正极区，O2在液滴外沿反应，正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-(发生还原反应)；(2)在电解池中，阴离子氯离子移向阳极，即液滴中的Cl-由b区向a区迁移；(3)在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，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；(4)若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+。1．(2022•广东选择性考试)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【解析】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。A项，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项，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，均无氧化性物质可碘化钾发生反应，故B不符合题意；C项，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项，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。故选D。2．某兴趣小组为验证牺牲阳极法，进行实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是(　　)A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．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【答案】D【解析】A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，说明②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，说明③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A项正确；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误。3．全世界每年因钢铁锈蚀造成巨大损失，钢铁吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是()A．钢铁腐蚀过程不只发生化学能与电能的转化B．钢铁腐蚀的正极反应为：Fe-2e-=Fe2+C．电解质溶液浓度可影响钢铁腐蚀的速率D．将地下铁管与铜块连接，可保护铁管【答案】C【解析】A项， 钢铁腐蚀过程不仅发生化学能与电能的转化，钢铁的锈蚀过程属于缓慢氧化，还放出热量，所以还发生化学能与热能的转化，A正确；B项，钢铁发生的腐蚀为吸氧腐蚀，负极上金属铁失电子，发生氧化反应，正极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，B错误；C项，因为反应速率与离子浓度正相关，所以电解质溶液浓度可影响钢铁腐蚀的速率，C正确；D项，将地下铁管与铜块连接会构成原电池，铁作负极，铜作正极，所以不能保护铁管，反而会加快铁管的腐蚀，D错误；故选C。4．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是()A．为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连B．蚀孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFeC．由于孔蚀中Fe3+水解导致电解质酸性增强D．孔隙中可以发生析氢腐蚀【答案】D【解析】A项，为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误；B项，2.24LO2没有指明是否为标准状况，不一定为0.1molO2，B错误；C项，封闭环境中由于Fe2+水解导致酸性增强，C错误；D项，由于孔隙中介质的酸性增强有HCl存在，可发生析氢腐蚀，D正确；故选D。5．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，外自由表面为正极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-进入縫隙D．正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】B【解析】A项，根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由表面为正极，金属缝隙内表面为负极，A正确；B项，金属缝隙外自由表面为正极，生成氢氧根离子，缝隙外溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率，B错误；C项，阴离子由正极向负极移动，所以大量Cl-进入缝隙维持电中性，C正确；D项，正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，D正确；故选B。9．(14分)Ⅰ.钢铁容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一、可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。(1)K与M连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为___________。 (2)K与N连接时，钢铁桥墩为___________极(填"正"、"负"、"阴"或"阳")，电极反应式为_____________________________。(3)下列各情况中，Fe片腐蚀由快到慢的顺序是___________。Ⅱ.经研究发现青铜器的腐蚀竟然都跟原电池有关。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的示意图。(1)腐蚀过程中，负极是___________(填图中字母"a"或"b"或"c")；(2)环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_____________________________。(3)若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为___________L(标准状况)。【答案】Ⅰ.(1)外加电流法(2)正O2+4e-+2H2O=4OH-(3)⑤②①③④Ⅱ.(1)c(2)2Cu2＋+3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓(3)0.448【解析】Ⅰ．(1)K与M连接时钢铁桥墩连接外接电源的负极，成为电解池的阴极，为外加电流的阴极保护法；(2)由于Zn比Fe活泼，所以K与N连接时，锌板为负极，钢铁桥墩为正极，电池总反应为Zn的吸氧腐蚀，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；(3)(1)中未形成原电池，腐蚀速率较慢；(2)中Fe比Sn活泼，为原电池负极，加速腐蚀；(3)中Zn比Fe活泼，Fe被保护，不被腐蚀；(4)中Fe为电解池的阴极，被保护，不被腐蚀，且保护效果比(3)好；(5)中Fe为原电池的阳极，加速腐蚀，且比原电池腐蚀更快；综上所述Fe片腐蚀由快到慢的顺序为⑤②①③④；Ⅱ．(1)据图可知腐蚀过程为Cu的吸氧腐蚀，所以青铜基体为负极，故选c；(2)O2在正极被还原为OH-，Cu在负极被氧化为Cu2+，所以离子方程式为2Cu2＋+3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓；(3)4.29gCu2(OH)3Cl的物质的量为=0.02mol，则生成0.04molCu2+，转移0.08mol电子，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，转移0.08mol电子时消耗0.02mol氧气，标况下体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L。 10．(14分)垃圾是放错了位置的资源。郑州市从2019年12月1日起开始实施垃圾分类。垃圾主要分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾四类。(1)小明在整理房间时，清理出如下物品：废作业本、镍镉电池、汽水易拉罐、生锈铁钉、矿泉水瓶、烂苹果、涂改液瓶、过期药片。其中镍镉电池和汽水易拉罐分别投入_________和__________垃圾桶中(填“A”、“B”、“C”、“D”)。(2)生锈铁钉属于可回收垃圾。铁生锈的实质是铁失去电子被氧化。为探究金属的腐蚀条件，小明同学做了以下五个对照实验。由以上实验可知，金属腐蚀的条件是________________________；请用电极反应式表示实验5得电子的反应过程_______________________________。(3)防止金属腐蚀的方法有电化学防护、添加保护层等多种方法。如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若模拟外加电流的阴极保护法，电极材料X可为碳棒，并将开关K置于N处；若模拟牺牲阳极的阴极保护法，电极材料X及相关操作为________________________。(4)镀铜可防止铁制品腐蚀，请在下方方框内画出在铁制品上镀铜的实验装置示意图_______________________________。 (5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜，请写出该阳极的电极反应式__________。【答案】(1)BA(2)有氧气和电解质溶液O2+2H2O+4e-=4OH-(3)电极材料X可为锌棒，并将开关K置于M处(4)(5)3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+【解析】(1)其中镍镉电池和汽水易拉罐分别属于有害垃圾和可回收垃圾，分别投入B和A垃圾桶中。(2)从图中对比可知金属腐蚀的条件是有氧气和电解质溶液，5得电子的反应过程O2+2H2O+4e-=4OH-。(3)若模拟外加电流的阴极保护法，电极材料X可为碳棒，并将开关K置于N处；若模拟牺牲阳极的阴极保护法，电极材料X可为锌棒，并将开关K置于M处。(4)在铁制品上镀铜时铁制品作阴极，铜作阳极，硫酸铜作电解质，则实验装置示意图为。(5)将Fe作阳极置于一定浓度的H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜，阳极的电极反应式3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。13．多年来，国家对北洋水师的考古调查从来没有停止过，北洋水师的“经远舰”在沉没124年后被打捞出来。已知：正常海水呈弱碱性。(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_______。(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。①下列说法不正确的是________。A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀 C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。下列说法正确的是________A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为______。(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：________。【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+(2)①C②O2+4e-+2H2O=4OH-(3)①A②4CuCl +O2+2H2O+2CO32-=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-(4)脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀【解析】(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+；(2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C错误；D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；故答案为C；② 采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；(3)①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以属于有害锈，故A正确；B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误；C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C错误；D．HNO3溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D错误；故答案为A；②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。