1、考点 21 金属的电化学腐蚀与防护题组一 基础小题1下列叙述正确的是( )A金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe 3e =Fe3 ，继而形成铁锈答案 B解析 金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程，A 错误；将水库中的水闸( 钢板) 与外加直流电源的负极相连，水闸会受到保护，B 正确；合金的熔点都低于它的成分金属， C 错误；铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生反应：Fe2e =Fe2 ，D 错误。2
2、结合下图判断，下列叙述正确的是( ) A和中正极均被保护B 和中负极反应均是 Fe2e =Fe2C和中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀答案 A解析 A 项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护；B 项，中的负极反应为 Zn2e =Zn2 ；C 项，中的正极反应为 2H 2e =H2；D 项，由于中负极反应产生 Zn2 ，不会与 K3Fe(CN)6溶液作用产生蓝色沉淀。3钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2
3、O33H 2O。下列说法正确的是( )A钢铁在碱性条件下腐蚀生成铁锈，而在酸性条件下不生成铁锈B反应中的氧化剂是氧气和水C上述反应表示钢铁发生的是吸氧腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀答案 C解析 A 项，酸性条件下发生析氢腐蚀，最终能形成铁锈，不正确；B 项，氧化剂只有氧气，没有水，不正确；D 项，钢铁在潮湿的空气中更易发生电化学腐蚀，不正确。4相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )答案 C解析 A 中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B 中，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条
4、件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C 中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D 中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。5下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是( )A钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程D铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应答案 D解析 铝活动性强，易与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步反应，具有很强的抗腐蚀能力。6下列关于电化学的叙述正确的是( )A图两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红B图装置可以验证牺牲阳
5、极的阴极保护法C图可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式为O2 2H2O4e =4OHD分别给上述 4 个装置的铁电极附近滴加少量 K3Fe(CN)6溶液，出现蓝色沉淀答案 C解析 A 项，石墨作阳极，Cl 放电，滴加酚酞不变红，错误；B 项，为外加电流的阴极保护法，错误；D 项，只有会出现蓝色沉淀，错误。7糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )A脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为 Fe3e =Fe3C脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2OO 24e =4OHD
6、含有 1.12 g 铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气 336 mL(标准状况)答案 D解析 由“其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同”知，脱氧过程中铁作负极，发生氧化反应：Fe2e =Fe2 ，正极上氧气发生还原反应：O 24e 2H 2O=4OH ，原电池反应是自发的氧化还原反应，反应放热，故 A、B、C 项错误。1.12 g 铁粉的物质的量为0.02 mol,0.02 mol Fe 参与反应最终生成三价铁离子，失去电子 0.06 mol，理论上可吸收氧气 0.015 mol，标准状况下的氧气体积为 336 mL，D 项正确。8用下列装置能达到预期目的的是( )A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装
7、置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的答案 D解析 AlCl 3溶液中存在 Al3 、H ，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A 不能达到目的；乙图对应的这种原电池中，电流会迅速衰减，B 不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，C 不能达到预期目的。9下图装置中，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 Fe2e =Fe2Da 试管中发
8、生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀答案 B解析 铁与碳及电解质溶液形成原电池，铁是负极：Fe 2e =Fe2 ，碳是正极；在 a 中发生吸氧腐蚀，a 中压强减小；b 中发生析氢腐蚀， b 中压强增大，红墨水水柱液面是左高右低。10. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是( )A土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B金属棒 M 的材料应该是比镁活泼的金属C金属棒 M 上发生反应：M n e =MnD这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法答案 B解析 金属棒 M 只要比铁活泼即可，太活泼的金属
9、易与水反应，B 选项错误。题组二 高考小题112015上海高考 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( )Ad 为石墨，铁片腐蚀加快B d 为石墨，石墨上电极反应为O22H 2O4e =4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为 2H 2e =H2答案 D解析 A 项，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，比没有形成原电池时的腐蚀速率快，正确；B 项，d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H 2O4e =
10、4OH ，正确；C 项，若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe ，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，正确；D 项，d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H 2O4e =4OH ，错误。122015江苏高考 下列说法正确的是( )A若 H2O2 分解产生 1 mol O2，理论上转移的电子数约为46.021023B室温下，pH3 的 CH3COOH 溶液与 pH11 的 NaOH 溶液等体积混合，溶液 pH7C钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D一定条件下反应 N23H 22NH3 达到
11、平衡时，3v 正 (H2)2v 逆 (NH3)答案 C解析 A 项，由 2H2O2=2H2OO 2可知，每生成 1 mol O2转移的电子数约为 26.021023；B 项，pH 3 的 CH3COOH 溶液与 pH11 的 NaOH 溶液等体积混合后形成的应为 CH3COONa 和CH3COOH 两物质的混合溶液， pHCA(4)酒精 (或苯、四氯化碳等)解析 (1)B 中 Pt 极的电极反应式为 2H 2e =H2。(2)C 中 Cu 极是正极，发生还原反应，电极反应式为2H2OO 24e =4OH ，Cu 极附近溶液的 pH 增大。(3)由于 Fe 与 Pt 的活动性差距比 Fe 与 C
12、u 大，故 B 中反应速率快，而 A 中物质是苯，铁不易被腐蚀，故腐蚀速率由快到慢的顺序是 BCA。(4)要使 B 中的铁难被腐蚀，可将 B 中的稀硫酸改为非电解质溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。题组二 高考大题222015重庆高考 我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(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
13、)若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。答案 (1)c(2)2Cu2 3OH Cl =Cu2(OH)3Cl(3)0.448解析 (1) 铜作负极失电子，产物是 Cu2 。(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl 中含有 0.04 mol Cu2 ，Cu2e =Cu2 ，则转移 0.08 mol 电子，需耗氧 0.02 mol，标准状况下为 0.448 L。232014安徽高考 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图 1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化
14、。(1)请完成以下实验设计表( 表中不要留空格)编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0 醋酸浓度的影响 0.5 36.0 0.2 2.0 90.0(2)编号 实验测得容器中压强随时间变化如图 2。t 2 时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_( 填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图 2 中 0t 1 时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集
15、的气体中是否含有H2 的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。 实 验 步 骤 和 结 论 不 要 求 写 具 体 操 作 过 程 ：答案 (1)编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% 2.0 碳粉含量的影响(2)吸氧还原 2H 2OO 24e =4OH (或 4H O 24e =2H2O)(3)反应放热，温度升高(4)实验步骤和结论不要求写具体操作过程：药品用量和操作同编号实验多孔橡皮塞增加进、出导管；通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化也可测温度变化，检验 Fe2 等 。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。(本题属于开放性试题，合
16、理答案均可)解析 (1) 由表格数据知：组实验作参照，组实验探究醋酸浓度的影响，所以铁粉质量不变；组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变，碳粉质量减少，所以实验目的是碳粉含量的影响。(2)由图 2 知， t2时瓶内压强明显小于起始压强，所以瓶内压强减小，发生了吸氧腐蚀；Fe 和碳构成了原电池的两极，电子由负极Fe 流向正极碳，碳粉表面发生了还原反应，电极反应式为2H2OO 24e = =4OH (或 4H O 2 4e =2H2O)。(3)由图 2 知， 0t 1时瓶内压强增大，假设二可以为 Fe 与醋酸反应放热使气体受热体积膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。(4)由题意知，检验收集的气体中是否
17、含有 H2，可根据 H2的性质设计实验方案，如实验步骤：收集一试管刚反应的气体，迅速插入一根表面变黑的灼热铜丝，若铜丝表面的黑色变红，则可验证有H2生成。题组三 模拟大题24. 2017莆田质检铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_，左侧烧杯中的 c(Cl )_(填“增大” “减小”或“不变”)。(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe H2SO4=FeSO4H 2，且在同侧电极( 指均在“左电极”或“右电极”) 产生 H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe” 或“C”)。(3)装置丙中，易生锈的是_点
18、( 填“a”或“b”) 。装置丁中可观察到的实验现象是_。甲乙丙丁答案 (1)2H 2e =H2 增大(2)甲池中：左Fe，右C，乙池中：左Fe，右C(3)a 铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升解析 (1) 原电池反应中 Fe 作负极，石墨棒作正极，右侧烧杯中电极反应式为 2H 2e =H2。由于平衡电荷的需要，盐桥中的 Cl 向负极迁移，故 NaCl 溶液中 c(Cl )增大。(2)装置乙是电解装置，阴极( 右侧)产生 H2，同时根据总反应式可知 Fe 只能作阳极(左侧 )。由已知条件知，在装置甲中，Fe 作原电池的负极，在左侧，C 作原电池的正极，在右侧。(3)装置丙中由于 a 点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：Fe 2e =Fe2 ，正极：O2 4e 2H2O=4OH ，生成的离子继续反应：Fe2 2OH = Fe(OH)2，4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH) 3=Fe2O33H 2O，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。
