高中化学第四章电化学基础4金属的电化学腐蚀与防护同步检测含解析 人教版选修4 2 16页

第四节　金属的电化学腐蚀与防护 记一记 ‎1.钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀，放出氢气。‎ ‎2．钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，最终生成铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。‎ ‎3．钢铁吸氧腐蚀的正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。‎ ‎4．金属电化学防护的方法有牺黻阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。‎ 探一探 ‎1.纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应，哪种反应更快？原因是什么？‎ ‎[提示]　生铁反应更快，因为生铁中的铁和碳在盐酸中构成了原电池，加快了反应速率。‎ ‎2．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀有何异同？‎ ‎[提示]　金属的电化学腐蚀和化学腐蚀的实质相同，都是金属失电子被氧化，但电化学腐蚀形成原电池，有电流产生，而化学腐蚀不产生电流。‎ ‎3．决定金属电化学腐蚀类型的因素是什么？‎ ‎[提示]　与金属接触的电解质溶液的酸碱性决定了电化学腐蚀的类型。若电解质溶液的酸性较强，则发生析氧腐蚀，若酸性很弱或呈中性，则发生吸氧腐蚀。‎ ‎4．钢铁在潮湿的空气中发生的腐蚀主要是什么类型的腐蚀？其主要反应有哪些？‎ ‎[提示]　钢铁在潮湿的空气中主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，其主要反应如下，原电池反应为：负极2Fe－4e－===2Fe2＋，正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应为：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；后续反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。‎ 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)金属钠的腐蚀的实质是金属失去电子而转化为化合态。(√)‎ ‎(2)金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。(√)‎ ‎(3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀都会产生气体。(×)‎ ‎(4)铜既能发生析氢腐蚀，又能发生吸氧腐蚀。(×)‎ ‎(5)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质，能够减缓金属的腐蚀。(√)‎ - 16 -‎ ‎(6)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等，能够减缓金属的腐蚀。(√)‎ ‎(7)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。(√)‎ ‎(8)把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。(√)‎ ‎(9)给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接以防止铁腐蚀。(√)‎ ‎(10)制成合金后均比纯金属耐腐蚀。(×)‎ 练一练 ‎1.[2019·武昌高二月考]‎ 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝5的雨水和生铁片。观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　)‎ A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．红墨水回升时，碳极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．具支试管中溶液pH逐渐减小 答案：C ‎2．[2019·汉口高二检测]铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是(　　)‎ A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ C．此过程中铜不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe移向Cu 答案：A ‎3．[2019·南阳高二模拟]下列有关金属的保护方法的说法中正确的是(　　)‎ A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 - 16 -‎ B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法 D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法 答案：B ‎4．[2019·泰安高二摸底]如图是金属牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，有关说法正确的是(　　)‎ A．该装置为电解池 B．本实验牺牲了金属Fe来保护金属Zn C．若加入K3[Fe(CN)6]溶液后，Fe电极附近不会产生特征的蓝色沉淀 D．远洋货轮上镶嵌的金属Zn长时间没有什么变化，不需要更换 答案：C ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 知识点一 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀比较 ‎1.[2019·福建泉州泉港一中高二期中]下列事实中，与电化学腐蚀无关的是(　　)‎ A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在于燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质 C．在电工操作中，铜导线和铁线不能放在一起使用 D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀 解析：埋在潮湿土壤里的铁管更易形成原电池而发生腐蚀，A不符合题意；纯银久置表面变黑是由于金属银和空气中少量的H2S等发生反应，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，B符合题意；铜导线和铁线放在一起使用容易形成原电池而发生腐蚀，C不符合题意；镀银的铁制品，镀层部分受损后，易形成铁银原电池，使铁被腐蚀，D不符合题意。‎ 答案：B ‎2．我国某大城市2019年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述中不正确的是(　　)‎ A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 - 16 -‎ B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ 解析：金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上酸性电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误、C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－―→Fe2＋，故D正确。‎ 答案：B ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀 C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同 D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原 解析：钢铁中因含杂质，容易形成原电池，发生电化学腐蚀，但并不是所有合金都不耐腐蚀，如不锈钢，故A错误；当金属作正极时，可以避免腐蚀，故B错误；钢铁电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，主要区别在于水膜的酸性不同，故C正确；金属被腐蚀，化合价升高，被氧化，故D错误。‎ 答案：C 知识点二 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 ‎4.[2019·吉林长春外国语学校高二期末]一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。‎ pH ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎6.5‎ ‎8‎ ‎13.5‎ ‎14‎ 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋‎ Fe3O4‎ Fe2O3‎ FeO 下列说法错误的是(　　)‎ A．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀 B．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．当pH>14时，正极反应式：‎ O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．在煮沸除氧气后。的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 解析：在pH<4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ - 16 -‎ ‎，B正确；在pH>14的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确。‎ 答案：C ‎5．家用铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此过程中不发生的化学反应是(　　)‎ A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ B．2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2‎ C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．Fe－3e－===Fe3＋‎ 解析：铁锅发生电化学腐蚀时，铁作负极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正极，发生反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，总反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2；Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；但Fe被氧化不能生成Fe3＋，则Fe－3e－===Fe3＋不能发生。‎ 答案：D ‎6.利用如图装置进行实验，开始时，U形管两边液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)‎ A．左侧发生吸氧腐蚀，右侧发生析氢腐蚀 B．一段时间后，左边液面高于右边液面 C．a、b两处具有相同的负极反应式：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 解析：左侧电解质溶液呈中性，因此发生吸氧腐蚀，右侧电解质溶液显酸性，因此发生析氢腐蚀，故A正确；左侧发生吸氧腐蚀，气体压强减小，右侧发生析氯腐蚀，产生气体，气体压强增大，因此左侧的液面高于右侧，故B正确；吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，故C正确；a处正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液中c(OH－)增大，pH增大，b处消耗H＋，c(H＋)减小，pH增大，故D错误。‎ 答案：D 知识点三 金属的防护方法 ‎7.下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)‎ - 16 -‎ A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．会属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 解析：水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。‎ 答案：A ‎8．[2019·山东潍坊高二模拟]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，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．通电时，锌环为阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应：‎ ‎2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ C．断电时，锌环上的电极反应：‎ Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 解析：缺 答案：‎ ‎9．[2019·四川成都树德协进中学高二上学期月考]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：‎ 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 ‎________________________________________________________________________‎ - 16 -‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(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 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)利用下图装置，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应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为________。‎ 解析：‎ ‎(1)活泼金属作阳极，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＋。加入NaHCO3溶液后，Al3＋与HCO发生双水解反应，离子方程式可表示为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流的阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。‎ 答案：‎ ‎(1)2AI＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋　HCO与Al3＋发生双水解反应，产生Al(OH)3沉淀和CO2气体 ‎(2)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)N　牺牲阳极的阴极保护法 基础达标 ‎1.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)‎ A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷的浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋‎ 解析：用电解原理保护金属时，金属应作阴极，应该与电源负极连接，故A错误；常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了反应的进一步发生，所以可以保护内部金属不被腐蚀，故B正确；钢管、铜管和潮湿的空气能构成原电池，铁因作原电池负极而容易被腐蚀，故C错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，故D错误。‎ 答案：B - 16 -‎ ‎2．[2019·四川广安二中高三月考]埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是(　　)‎ A．在含铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿疏松的碱性土壤中 C．在干燥致密不透气的土壤中 D．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中 解析：酸性土壤中的酸性物质与铁发生反应，会加快铁的腐蚀，A错误；铸铁在潮湿疏松的碱性土壤中能形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率较快，B错误；干燥致密不透气的土壤中，氧气稀薄，且无电解质溶液，故不易形成原电池，铁的腐馊速率很慢，C正确；铸铁在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中可以形成原电池，会加快铁的腐蚀，D错误。‎ 答案：C ‎3.右图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．铁钉在两处的腐蚀速率：aa，正确；B项，a、b中都发生原电池反应，铁钉中的碳作正极，铁作负极，正确；C项，a、b中都发生原电池反应，铁作负极，发生氧化反应，正确；D项，a中发生吸氧腐蚀，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b中发生析氢腐蚀，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，错误。‎ 答案：D ‎4．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋‎ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀 - 16 -‎ 解析：两个装置均为原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知，原电池的正极金属受到保护，A项正确；Ⅰ中负极为活泼金属Zn，B项错误；Ⅱ中是酸性溶液．电极反应中不能有OH生成，C项错误：Ⅰ中无Fe2＋生成，不能生成铁氰化亚铁沉淀，D项错误。‎ 答案：A ‎5．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．工业上通过电解熔融Al2O3制备金属铝 B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 C．金属锌与稀硫酸反应制取氢气，粗锌比纯锌反应速率快 D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 解析：工业上通过电解熔融Al2O3制取铝，故A正确；在海轮外壳上镶入锌块，锌、铁和海水构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极，则铁被保护，该方法可减缓船体的腐蚀速率，故B正确；粗锌中的杂质与锌构成原电池，反应速率加快，故C正确；电解MgCl2饱和溶液，发生的化学反应为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，不会产生金属镁，电解熔融的MgCl2能制取单质镁，发生的反应为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，故D错误。‎ 答案：D ‎6.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，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．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 解析：依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)．接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水时钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。‎ 答案：C - 16 -‎ ‎7．下列说法中，不正确的是(　　)‎ A B 钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀 钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀 C D 将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好 钢闸门作为阴极而受到保护 解析：钢铁是铁碳合金，当表面水膜为弱酸性或中性溶液时，易发生吸氧腐蚀，故A正确；钢铁是铁碳合金，当表面水膜为酸性较强溶液时，易发生析氢腐蚀，故B正确；Zn－Fe原电池，Fe为正极，可减缓腐蚀，如果换成Fe－Cu原电池，Fe由负极，可加快钢闸门的腐蚀，故C错误；通过连接外接电源的负极保护钢闸门不受腐蚀，这是外接电流的阴极保护法，故D正确。‎ 答案：C ‎8.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(　　)‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化为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速率快，正确。B.d为石墨，由于海水呈弱碱性，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O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ - 16 -‎ ‎，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，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.d为锌块，由于海水呈弱碱性，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。‎ 答案：D ‎9．[2019·北京101中学高二期末]下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)‎ A．图甲，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈 B．图乙，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀 C．图乙，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀 D．图丙，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀 解析：形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不易生锈，A正确；中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以断开电源时钢闸门会发生吸氧腐蚀，B正确；与电源的正极相连的电极作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，不能防止钢闸门腐蚀，C错误；较活泼的金属作负极，若金属M比Fe活泼，则金属M失电子作负极，Fe被保护，D正确。‎ 答案：C ‎10．[2019·湖北宜昌一中高二适应性训练]‎ 生铁在pH＝2和pH＝4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如图所示。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．两容器中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．曲线a记录的是pH＝2的盐酸中压强的变化 C．曲线b记录的容器中正极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ D．在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐饨 - 16 -‎ 解析：生铁在pH＝2和pH＝4的盐酸中均构成原电池，铁作负极，失电子被氧化生成Fe2＋，故A正确；根据图像可知，曲线a压强逐渐增大，气体增多，说明有氢气生成，即发生的是析氢腐蚀，所以曲线a记录的是pH＝2的盐酸中压强的变化，故B正确；曲线b压强逐渐减小，气体减少，说明发生的是吸氧腐蚀，氧气在正极得电子，pH＝4的盐酸呈酸性，则正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故C错误；存强酸性溶液中生铁发生析氧腐蚀，在弱酸性溶液中生铁发生吸氧腐蚀，故D正确。‎ 答案：C ‎11．下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)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：________________________________________________________________________‎ ‎(写出一点即可)。‎ 解析：Fe粉、C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、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行保护。‎ 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 ‎12．装置甲、乙、丙的烧杯中都盛有稀硫酸。‎ ‎(1)装置丙中的Fe电极上的电极反应式是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ - 16 -‎ ‎(2)装置乙中被腐蚀的金属是________(填元素符号)，比较装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是____________________。‎ ‎(3)在实际生严中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图丁。请回答：‎ A电极对应的金属是________(填元素名称)，B电极的电极反应式是 ‎________________________________________________________________________。‎ 镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)如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。‎ ‎①该电化学腐蚀的类型为________腐蚀。‎ ‎②图中A、B、C三点附近的区域内，腐蚀最严重的是________(填字母)。‎ 解析：(1)装置丙构成了原电池，由于金属活动性：Zn>Fe，所以Fe为正极，在正极Fe上H＋得电子生成H2，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。(2)装置乙构成了原电池，由于金属活动性Fe>Sn，所以装置乙中被腐蚀的金属是活动性较强的Fe。装置甲是Fe与稀硫酸直接发生反应，装置乙构成原电池，首先被腐蚀的是Fe，腐蚀速率比甲快；装置丙构成原电池，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到了保护，所以装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是乙>甲>丙。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。A电极是阳极，为镀层金属铜，B电极是镀件铁．B电极对应的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。当镀层破损后，由于金属活动性：Zn>Fe>Cu，所以镀铜铁中铁为负极，首先被腐蚀；而镀锌铁中铁为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到了保护，因此镀铜铁更容易被腐蚀。(4)①钢铁在海水中发生的是吸氧腐蚀；②在海水中B点的氧气浓度大，发生的吸氧腐蚀速率最快，腐蚀最严重。‎ 答案：‎ ‎(1)2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)Fe　乙>甲>丙 ‎(3)铜　Cu2＋＋2e－===Cu　镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护 - 16 -‎ ‎(4)①吸氧　②B 能力达标 ‎13.Ⅰ.金属材料在使用的过中，由于长期暴露在空气中，会因为氧化而逐渐腐蚀。其中电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式。如图是钢铁在空气中发生电化学腐蚀的简单图示。钢铁发牛电化学腐蚀时，可以形成原电池，回答下列问题。‎ ‎(1)该原电池的负极为________(填元素名称)，负极发生的电极反应为 ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(2)正极得到电子的物质是________，正极发生的电极反应为 ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.铜是人类最早使用的金属，它与人类生产、生活关系密切，请运用所学知识解释下列与铜有关的化学现象。‎ ‎(1)如图甲，在硫酸型酸雨地区，不纯的铜制品发生电化学腐蚀，Cu发生________反应(填“氧化”或“还原”)，写出正极的电极反应式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)如图乙，将螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧，铜丝变黑色，然后将红热的铜丝插入NH4Cl固体中，过一会取出，发现插入部分黑色变为光亮的红色，查阅资料可知，该过程有N2生成，写出由黑色变为光亮红色过程中反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：Ⅰ.(1)钢铁发生电化学腐蚀时，可以形成原电池，负极上Fe失去电子，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。(2)正极上氧气得到电子，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ Ⅱ.(1)农硫酸型酸雨地区，不纯的铜制品发生的是吸氧腐蚀，Cu作负极，发生的是氧化反应，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(2)将螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧，铜丝变黑色，说明铜与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，然后将红热的变黑的铜丝插入NH4Cl固体中，过一会取出，发现插入部分黑色变为光亮的红色，说明CuO发生反应生成了单质铜，由于该过程有N2生成，所以由黑色变为光亮红色过程中反应的化学方程式为2NH4‎ - 16 -‎ Cl＋3CuO3Cu＋N2↑＋2HCl＋3H2O。‎ 答案：‎ Ⅰ.(1)铁　Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎(2)O2　O2＋3H2O＋4e－===Fe2＋‎ Ⅱ.(1)氧化　O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎(2)2NH4Cl＋3CuO3Cu＋N2↑＋2HCl＋3H2O ‎14．(1)铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀最后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，则发生腐蚀时正极上发生反应的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀？________(填序号)。‎ ‎(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀(如图甲)。‎ ‎①电镀时，镀件与电源的________极连接，A电极对应的金属是________(填元素名称)，B电极的电极反应式为 ‎_______________________________________________________________________。‎ ‎②图乙是一种钠硫高能电池的结构示意图，M由Na2O和Al2O3制得，其作用是导电和隔膜，该电池总反应为2Na＋xS===Na2Sx。该电池的正极反应式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 用该电池作电源进行①中铁件镀铜时，若电镀池中两电极的质量开始相同，电镀完成后取出洗净、烘干、称量，二者质量差为25.6‎ - 16 -‎ ‎ g，则理论上该钠硫电池负极消耗的质量为________g。‎ 解析：(1)铁在潮湿的空气中主要发生吸氧腐蚀，则发生腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)A项，该装置为原电池，铁棒作负极，发生氧化反应，加快铁棒的腐蚀，错误；B项，该装置为原电池，铁棒作正极，被保护，为牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，该装置具备铁生锈的条件，不能防止铁棒被腐蚀，错误；D项，该装置为电解池，铁棒作阴极，为外加电流的阴极保护法，正确。(3)①根据电镀原理，镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解液为含有镀层金属阳离子的盐溶液，在铁件的表面镀铜时，镀件与电源的负极连接，A电极对应的金属是铜，B电极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。②根据电池反应分析，硫元素的化合价降低，发生还原反应，作正极，电极反应式为xS＋2e－===S。电镀时，阳极反应：Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，若电镀池中两电极的质量开始相同，当两极质量相差64 g·mol－1×2 mol＝128 g时，转移电子的物质的量为2 mol，电镀完成后两极质量差为25.6 g，则转移电子的物质的量为0.4 mol；该钠硫电池的负极反应式为Na－e－===Na＋，根据转移电子数相等知，负极消耗Na的物质的量为0.4 mol，质量为9.2 g。‎ 答案：‎ ‎(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(2)BD、‎ ‎(3)①负　铜　Cu2＋＋2e－===Cu ‎②xS＋2e－===S　9.2‎ - 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