2023版新教材高中化学第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护课时作业新人教版选择性必修1

第三节金属的腐蚀与防护必备学问基础练1．下列叙述与电化学腐蚀有关的是()A．炒过菜的铁锅不准时清洗易生锈B．在空气中金属镁、铝都具有较好的抗腐蚀性C．红热的铁丝与水接触时，表面形成了蓝黑色的物质D．把铁片加入氯化铜的溶液中，在铁表面上附着一层红色的铜2.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有浓氯化铵溶液和食盐水，各加入一生铁块，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．两支试管中的铁都发生氧化反应C．一段时间后，U形管内红墨水两边的液面变为左高右低D．a试管中主要发生析氢腐蚀，b试管中主要发生吸氧腐蚀3．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2。以下说法正确的是()A．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更简洁腐蚀B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－=4OH－C．原电池是将电能转变为化学能的装置D．负极发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋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化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．蚀孔外每吸取2.24LO2，可氧化0.2molFeC.由于孔蚀中Fe3＋水解导致电解质酸性增加D．孔隙中可以发生析氢腐蚀5．自嗨锅的发热包主要成分有：硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、盐、生石灰，使用时使发热包里面的物质与水接触即可。下列说法错误的是()A．硅藻土可增大反应物的接触面积B．主要反应物为生石灰，与水反应放热C．铁粉发生析氢腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间D．焦炭粉的作用是做正极材料6．利用如图装置进行试验，开头时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法不正确的是()A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a、b处溶液的pH增大D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－=Fe3＋7．肯定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：下列说法不正确的是()A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2＋4OH－＋4e－=2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢8．某同学做了如下试验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转下列说法中正确的是()A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ四周溶液，可推断电池的正、负极C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀9．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发觉液滴掩盖的圆圈中心区(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。导致该现象的主要缘由是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法不正确的是()A．液滴中的Cl－向a区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，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D．若改用嵌有一锌螺丝钉的铁板，在锌铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Zn－2e－=Zn2＋10．验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。①②③腐蚀较快，主要产物Fe2＋腐蚀较慢，主要产物Fe2O3腐蚀较快，主要产物FeOeq\o\al(－,2)下列说法不正确的是()A．在pH＝3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒渐渐溶解，碳棒表面有气泡产生B．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．在pH＝7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋D．在pH＝14溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe－3e－＋4OH－=FeOeq\o\al(－,2)＋2H2O11．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12．金属及其制品在腐蚀介质中很简洁被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品实行防护措施，才能保证金属工艺设备的平安性和工农业生产顺当进行。下列对金属及其制品的防护措施中错误的是()A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜厚度C．对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆D．把Cr、Ni等金属加入到一般钢里制成不锈钢13．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个数为()①阴极的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋②金属M的活动性比Fe的活动性弱③钢铁设施表面因积累大量电子而被爱护④钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快A．0B．1C．2D．3关键力量综合练一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是()A．图①马口铁(镀锡铁)即使镀层破损，照旧不易生锈B．图②若将钢闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C．图②若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀D．图③若金属M比铁活泼，可防止钢铁输水管腐蚀2．相同材质的铁在图中的四种状况下腐蚀最快的是()3．下列关于如图所示的试验装置的推断中错误的是()A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀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2H＋＋2e－=H2↑4．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法爱护埋在弱碱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．钢质管道易被腐蚀是由于在潮湿的土壤中形成了原电池B．这种方法称为牺牲阳极法C．钢管上的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．也可以外接直流电源爱护钢管，直流电源正极连接金属棒X5．下列各图所示装置不能达到试验目的的是()A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀B．图乙，验证牺牲阳极法C．图丙，在铁制品表面镀锌D．图丁，验证铝和稀盐酸反应是放热反应6．支撑海港码头基础的钢管桩简洁被腐蚀，其防腐蚀工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性帮助阳极。下列有关表述不正确的是()A．可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验钢管柱四周是否有亚铁离子生成B．此防腐蚀的方法为外加电流法C．高硅铸铁的作用是作为阳极损耗材料和传递电流D．通入的爱护电流应当依据环境条件变化进行调整7．关于下列各装置图的叙述不正确的是()A．图①装置可实现铁上镀铜，则a极为铜，b极为铁B．图②装置可实现粗铜的精炼，则X极为正极C．图①装置可用于氯碱工业，则电极总反应式为：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－D．图③装置中钢闸门应与外接电源的正极相连以实现外加电流法8．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下图所示。下列叙述正确的是()A．此铁管道发生的是吸氧腐蚀B．输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C．在这种状况下，土壤的c(OH－)增大D．若管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀二、非选择题。9．10月22号我们在“欢快谷”参与了班级细心组织的实践活动，感受科技的魅力。小九同学在享受了“雅鲁藏布大漂流”的激情欢快之后，思考了以下化学问题：(1)该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很简洁生锈，此生锈过程主要是________腐蚀，钢铁做________极，电极反应为________________，为防止被腐蚀，增加设备的耐用性，很多钢铁部件接受在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件需连接电源的________极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行爱护，该方法中，钢铁担当的电极，电极反应方程式为________________________________________________________________________。(2)小九同学利用铁钉深化探究钢铁在不同溶液中的吸氧腐蚀，设计进行了如下试验：下列说法不正确的是()A．①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率B．②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关C．向试验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快D．向试验②溶液中加等体积的0.5mol·L－1(NH4)2SO4，吸氧腐蚀速率肯定加快10．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了试验。试验序号①②③④试验内容一周后观看：(1)铁钉被腐蚀程度最大的是________(填试验序号)。(2)试验③中主要发生的是________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。(3)铁钉发生电化学腐蚀的负极反应式为：________。(4)依据上述试验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是________________________________________________________________________。(5)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可实行的措施有________(填序号)。①健身器材刷油漆②自行车钢圈镀铬③将钢管用导线与镁条连接④将钢管用导线与碳棒连接学科素养升级练1．在城市中地下常埋有纵横交叉的管道和输电线路，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，就会引起后者的腐蚀。该原理简化为如图1所示。则下列有关说法不正确的是()A．图1装置可看作两个串联电解装置，图2所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ＞Ⅲ＞ⅡB．图1溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，四周产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C．图1溶液中铁丝左端电极反应式为：Fe－2e－=Fe2＋，图2Ⅱ中的铁主要发生了析氢腐蚀D．地下管线被腐蚀，不易发觉，修理也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)2．验证牺牲阳极法，试验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。①在Fe表面生成蓝色沉淀②试管内无明显变化③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爱护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn爱护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可推断Fe比Cu活泼3．金属腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域，危害格外严峻。近几十年来，金属的腐蚀与防护已成为一门独立的综合性边缘学科。某试验小组利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理及防护的探究试验：(1)已知，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。小组同学认为以下两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。装置分别进行的操作现象i.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞碳棒四周溶液变红ii.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀①用电极反应式解释试验i中的现象：______________________。②查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是__________________________________________________________________________________________________________。③为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对试验ii结果的影响，进行下列试验，几分钟后的记录如下：试验胶头滴管试管现象0.5mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液iii.蒸馏水无明显变化iv.1.0mol·L－1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀v.0.5mol·L－1Na2SO4溶液无明显变化a.以上试验表明：在Cl－存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。b.为探究Cl－的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行试验iii，发觉铁片表面产生蓝色沉淀。此补充试验表明Cl－的作用是________________________________________________________________________。(2)试验二：乙小组同学向如图所示装置的容器a、b中分别加入30mL3.5%的NaCl溶液，闭合K，电流计指针未发生偏转。加热容器a，电流计指针向右偏转。①分别取少量容器a、b中的溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，容器a中的溶液所在的试管中消灭蓝色沉淀，容器b中的溶液所在的试管中无变化，容器b中铁片做________极。②加热后，电流计指针发生偏转的缘由可能是________________________________________________________________________。(3)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，肯定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应式________________________________________________________________________。4．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NOeq\o\al(－,3))已成为环境修复争辩的热点之一。(1)Fe还原水体中NOeq\o\al(－,3)的反应原理如图1所示。①作负极的物质是________。②正极的电极反应式是________。(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NOeq\o\al(－,3)的去除率和pH，结果如下：初始pHpH＝2.5pH＝4.5NOeq\o\al(－,3)的去除率接近100%<50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH＝4.5时，NOeq\o\al(－,3)的去除率低，其缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)试验发觉：在初始pH＝4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充肯定量的Fe2＋可以明显提高NOeq\o\al(－,3)的去除率，对Fe2＋的作用提出两种假设：Ⅰ.Fe2＋直接还原NOeq\o\al(－,3)；Ⅱ.Fe2＋破坏FeO(OH)氧化层。①做对比试验，结果如图2所示，可得到的结论是________________________________________________________________________。②同位素示踪法证明Fe2＋能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2＋提高NOeq\o\al(－,3)去除率的缘由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)其他条件与(2)相同，经1小时测定NOeq\o\al(－,3)的去除率和pH，结果如表：初始pHpH＝2.5pH＝4.5NOeq\o\al(－,3)的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近中性与(2)中数据对比，解释(2)中初始pH不同时，NOeq\o\al(－,3)去除率和铁的最终物质形态不同的缘由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第三节金属的腐蚀与防护必备学问基础练1．答案：A解析：炒过菜的铁锅中有残留的盐溶液，不准时清洗会发生吸氧腐蚀，易生锈，A正确；在空气中金属镁、铝易被氧气氧化形成致密的氧化膜，具有较好的抗腐蚀性，与电化学腐蚀无关，B错误；红热的铁丝与水接触时会发生化学反应，生成了Fe3O4和氢气，使得表面形成了蓝黑色的物质，与电化学腐蚀无关，C错误；把铁片加入到氯化铜的溶液中，会发生置换反应生成金属铜，在铁表面上附着一层红色的铜，与电化学腐蚀无关，D错误。2．答案：C解析：生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，故A、B正确；左试管中是酸性溶液，主要发生析氢腐蚀，右试管中是中性溶液，主要发生吸氧腐蚀，所以右试管内气体氧气减小，左试管内气体压强增大，导致U形管内红墨水两边的液面变为左低右高，故C错误，D正确；故选C。3．答案：D解析：钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，其中铁作原电池的负极，碳作原电池的正极，在负极铁失去电子，在正极空气中的氧气得电子，结合原电池的工作原理分析可得结论。氧气在水中的溶解度较小，而交界处氧气充分，所以钢柱在水下部分的腐蚀速率小于交界处，故A错误；正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，故B错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，故C错误；依据反应方程式知，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故D正确。4．答案：D解析：为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A错误；2.24LO2没有指明是否为标准状况，不肯定为0.1molO2，B错误；封闭环境中由于Fe2＋水解导致酸性增加，C错误；由于孔隙中有HCl存在，介质的酸性增加，可发生析氢腐蚀，D正确。5．答案：C解析：硅藻土作为载体，将主要成分装入且可增大反应物的接触面积，故A正确；主要反应物为生石灰，生石灰与水反应放热反应，使得整个装置放热，故B正确；该环境加水后是碱性环境，铁粉不发生析氢腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间，故C错误；整个装置放热过程中有是铁－焦炭粉－溶液形成原电池，铁为负极，焦炭粉做正极材料，故D正确。6．答案：D解析：a管内是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，b管内是酸性溶液发生析氢腐蚀，A正确；发生吸氧腐蚀时，氧气和水反应导致气体压强减小，发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，B正确；a处发生吸氧腐蚀，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，b发生析氢腐蚀，氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH值变大，C正确；a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－=Fe2＋，D错误。7．答案：C解析：在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－e－=Fe2＋，正极上电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑，A正确；在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe－2e－=Fe2＋，正极上电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正确；在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C错误；将碱性溶液煮沸除去氧气后，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慢，D正确。8．答案：A解析：Fe在氯化钠溶液中发生腐蚀，加热后铁片Ⅰ失电子的速率加快，会有电子通过电流表，电流表指针会发生偏转，A正确；Fe发生电化学腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，加KSCN溶液无现象，无法检验是否有亚铁离子生成，则不能推断正负极，B错误；形成原电池会加快反应速率，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片Ⅰ快，C错误；铁片Ⅰ、铁片Ⅱ所处的化学环境相同，分别发生化学腐蚀，不能形成原电池，电路中没有电流通过，铁片Ⅰ、Ⅱ腐蚀的速率相同，D错误。9．答案：C解析：a区、b区的铁板与NaCl溶液形成原电池。由于中心a区含氧量削减，b区四周含氧量较高，故b区发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－；a区发生的电极反应为：Fe－2e－=Fe2＋，即a区是负极，b区是正极。溶液中的阳离子移向正极b区，阴离子移向负极a区。由分析可知，Cl－向a区迁移，A正确；由分析可知，b区是正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正确；液滴下的Fe发生氧化反应而被腐蚀，C错误；铁板上嵌Zn之后，负极为Zn，发生的电极反应为：Zn－2e－=Zn2＋，D正确。10．答案：D解析：依据试验，在酸性较强的溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀生成Fe2＋，在弱酸性、中性、弱碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成Fe2O3，在强碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化生成FeOeq\o\al(－,2)，据此分析推断。pH＝3溶液显酸性，酸性溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀，负极：Fe－2e－=Fe2＋，铁棒渐渐溶解，正极：2H＋＋2e－=H2↑，碳棒表面有气泡产生，故A正确；pH＝7溶液显中性，中性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故B、C正确；pH＝14溶液显碱性，在碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故D错误。11．答案：C解析：健身器材刷油漆为外加防护膜的爱护法，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爱护法，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。12．答案：A解析：A项，铁锅洗刷后，应当烘干后表面涂一层油，置于干燥处保存，错误。B项，增加铝制品表面的氧化膜厚度，可以爱护内层的铝不被氧化，正确；C项，铁制品要定期涂刷防护漆，以隔绝空气，防止生锈，正确；D项，把一般钢制成不锈钢，可以防止铁的生锈，正确。13．答案：B解析：图示爱护金属的方法为牺牲阳极法，利用了原电池原理，此处阳极、阴极实际是原电池负极、正极，依据原电池原理，金属M的活泼性要比铁强，才能爱护钢铁设施，②说法错误；此时Fe被爱护，不发生反应，①说法错误；由于负极(图示阳极M)失去的电子流入正极(图示阴极)，故此时钢铁设施表面积累大量电子，从而被爱护，③说法正确；由于海水中含有大量的电解质，故其导电力量比河水强，所以钢铁在海水中腐蚀速率更快，④说法错误；综上所述，只有③说法正确，故选B。关键力量综合练1．答案：A解析：由于Fe比Sn活泼，图①马口铁(镀锡铁)镀层破损，将由于与空气中的CO2、H2O、O2等形成电化学腐蚀，加快铁生锈，A不正确；图②若将钢闸门与电源的负极相连，则钢闸门作阴极，故可防止钢闸门腐蚀，B正确；图②若断开电源，钢闸门中将形成Fe和C两电极，在海水和O2作用下形成原电池，电解质溶液呈中性或弱酸性，故将发生吸氧腐蚀，C正确；图③若金属M比铁活泼，则M作负极，失电子，从而爱护了铁，故可防止钢铁输水管腐蚀，D正确。2．答案：A解析：Fe、Cu和食醋构成原电池，Fe易失电子作负极、Cu作正极，加速铁的腐蚀；装置构成原电池，Al易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被爱护；该装置不能构成原电池，Cu和食盐水不反应，Fe和食盐水被Cu隔开，则Fe被爱护；该装置构成原电池，Zn易失电子作负极、Fe作正极，则Fe被爱护；综上所述，A项腐蚀最快。3．答案：D解析：若X为锌棒，开关K置于A处，Fe作电解池的阴极，属外加电流法，开关K置于B处，Fe作原电池的正极，属牺牲阳极法，均可减缓铁的腐蚀，故A、B、C项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，故D项错误。4．答案：D解析：钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；原电池的负极被腐蚀，正极被爱护的方法称为牺牲阳极法，B正确；由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，C正确；用外加电流法时，被爱护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误。5．答案：C解析：饱和食盐水呈中性，发生吸氧腐蚀，A正确；Zn做负极，铁做正极，海水做电解质，构成原电池，而铁是被爱护的一极，B正确；溶液中有二价铁和二价锌，由于氧化性二价铁大于二价锌，所以在阴极铁上二价铁先得电子，故不是镀锌，C不正确；铝和盐酸反应放热导致小试管的温度上升，大试管气体膨胀烧杯内导管口会有气泡产生，D正确。6．答案：C解析：检验亚铁离子用K3[Fe(CN)6]，故A正确；钢管桩与电源负极相连，此防腐蚀的方法为外加电流法，故B正确；高硅铸铁为惰性帮助阳极，阳极材料不损耗，故C错误；通过外加电流抑制金属电化学腐蚀电流，通入的爱护电流应当依据环境条件变化进行调整，故D正确。7．答案：D解析：图①装置可实现铁上镀铜，即铜为阳极，铁为阴极，依据电流方向，a为阳极即为铜，b极为铁，故A正确；图②装置可实现粗铜的精炼，粗铜作阳极，因此X极为正极，故B正确；氯碱工业是阳极生成氯气，阴极生成氢气，总反应的离子方程式为：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，故C正确；图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连以实现外加电流法，故D错误。8．答案：C解析：原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－，故不是发生吸氧腐蚀，A错误；硫酸盐还原菌中的蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B错误；由图示可知正极发生的电极反应为SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－，负极上是Fe失电子的氧化反应，反应产生OH－，使溶液中c(OH－)增大，导致土壤的pH增大，C正确；管道上刷富铜油漆，形成Cu－Fe原电池，Fe作为负极，会加快管道的腐蚀，D错误。9．答案：(1)吸氧负Fe－2e－=Fe2＋负O2＋4e－＋2H2O=4OH－(2)D解析：(1)该游乐项目环境潮湿，各种钢铁设备很简洁生锈，此生锈过程主要是吸氧腐蚀，钢铁做负极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，为防止被腐蚀，增加设备的耐用性，很多钢铁部件接受在表面电镀一层锌或镍的方法，电镀时钢铁部件作为镀件需连接电源的负极，而对于地下输水钢管，设计者经常使用“牺牲阳极法”进行爱护，该方法中，钢铁担当的电极是正极，得电子，电极反应方程式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。(2)①与④⑤比较，均是pH为7的溶液，结合图中①④⑤曲线可知，不同的盐溶液氧气浓度下降速率均比水快，说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率，A正确；②与③阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，④与⑤阳离子种类和浓度相同，溶液的pH相同，阴离子不同是唯一变量，而曲线变化不相同，故可说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关，B正确；从图中曲线分析可知，⑤Na2SO4溶液吸氧腐蚀速率较慢，③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率较快，故向试验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，C正确；从图中曲线分析可知，②NH4Cl溶液吸氧腐蚀速率比③(NH4)2SO4溶液吸氧腐蚀速率快，向试验②溶液中加等体积的0.5mol·L－1(NH4)2SO4，阳离子浓度不变，阴离子增加了硫酸根离子，氯离子浓度减半，吸氧腐蚀速率不会加快，D错误。10．答案：(1)④(2)电化学腐蚀(3)Fe－2e－=Fe2＋(4)铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)(5)①②③解析：(1)①在干燥空气中难以腐蚀，②隔绝空气也难以腐蚀，③④发生电化学腐蚀，但④中电解质溶液离子浓度大，导电性强，电化学腐蚀速率快；(2)③中蒸馏水溶解氧气，能发生电化学腐蚀；(3)反应中铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2＋；(4)电化学腐蚀发生了原电池反应，从原电池的形成条件来推断：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，金属腐蚀时还要有空气；(5)本题中①②为外加防护膜的爱护法，可以隔绝空气，③中金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极法(可理解为牺牲负极的正极爱护法)，④中加快了金属的腐蚀。学科素养升级练1．答案：C解析：图1装置可看作两个串联电解装置，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，图2所示环境中，Ⅰ形成原电池，铁作负极，加快腐蚀速率，Ⅱ中形成原电池，锌作负极，铁得到爱护，铁被腐蚀速率：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ，故A正确；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，反应式为2H＋＋2e－=H2↑，消耗氢离子导致碱性增加与阳极生成的二价铁结合成白色的氢氧化亚铁沉淀，后被氧化成灰绿色，故B正确；图1溶液中铁丝右端电极反应式为：Fe－2e－=Fe2＋，图2Ⅱ中的铁作正极，得到爱护，故C错误；地下管线被腐蚀，不易发觉，修理也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)将金属与土壤隔开，故D正确。2．答案：D解析：对比②③，②Fe四周的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，②Fe四周的溶液中不含Fe2＋，③Fe四周的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，③Fe四周的溶液中含Fe2＋，②中Fe被爱护，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爱护Fe，C项正确；D项，由试验可知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．答案：(1)①O2＋4e－＋2H2O=4OH－②K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2＋，会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2＋的检验③破坏铁片表面的氧化膜(2)正温度上升，Fe还原性增加，反应速率加快(3)3Fe－8e－＋4H2O=Fe3O4＋8H＋解析：(1)①试验i中连好装置，构成原电池，Fe为负极，碳棒为正极，由于电解质溶液呈中性，则正极碳棒上O2得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，c(OH－)增大，四周溶液显碱性，因此碳棒四