高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护学案设计

这是一份高中人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护学案设计，共17页。学案主要包含了金属的腐蚀，钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀，金属的防护，金属腐蚀快慢规律等内容，欢迎下载使用。

第28讲 金属的腐蚀与防护

知识导航



知识精讲

一、金属的腐蚀
1．概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．实质：金属失电子变成阳离子，被氧化，其反应为：M - ne- === Mn+（M为金属元素）。
3．分类：
分类
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应
不纯的金属或合金与电解质溶液接触，
形成原电池
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼的金属被氧化
联系
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快

二、钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图示


条件
水膜呈较强酸性（pH≤4.3）
水膜呈弱酸性、中性或碱性
负极反应

正极反应


总反应式


其他反应
Fe2+ +2OH- === Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2 +2H2O + O2 === 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 === Fe2O3·xH2O + (3﹣x)H2O
联系
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
【答案】Fe - 2e- === Fe2+2H+ +2e-=== H2↑ O2 +2H2O + 4e- === 4OH-
Fe + 2H+ === Fe2+ +H2↑ 2Fe + O2 +2H2O === 2Fe(OH)2

三、金属的防护
1．电化学防护法

牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
图示


原理
________原理
________原理
电极要求
被保护的金属作______极，
活泼性更强的金属作______极
被保护的金属作为_____极，
与电源的____极相连
应用
锅炉内壁、船舶外壳安装镁合金或锌块
钢铁闸门，地下管道连接电源负极
【答案】原电池电解池正负阴负

2．其他保护方法
（1）改变金属组成和结构
把金属制成防腐的合金，如含铬、镍、硅等合金元素的不锈钢具有很好的抗腐蚀性能。
（2）金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，如喷油漆、涂油脂、镀抗腐蚀金属等。

四、金属腐蚀快慢规律
同一金属在相同电解质溶液中，腐蚀快慢如下：


对点训练

题型一：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
【变1】（2021·全国·高二课时练习）以下现象与电化学腐蚀无关的是
A．生铁比纯铁容易生锈
B．银质物品久置表面变暗
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
【答案】B
【详解】
A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故A不符合题意；
B．银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故B符合题意；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，故C不符合题意；
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故D不符合题意；
答案为B。

题型二：析氢腐蚀与吸氧腐蚀
【变2-3】（2020·全国·高二课时练习）如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。实验观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是

A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
D．具支试管中溶液酸性增强
【答案】C
【详解】
A．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，铁作负极发生氧化反应，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，整个过程中碳作正极，A项错误；
B．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，生铁片将发生吸氧腐蚀，B项错误；
C．发生析氢腐蚀时液面下降，发生吸氧腐蚀时液面回升，碳电极为正极，液面回升时碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C项正确；
D．pH=4的雨水显酸性，则生铁片先发生析氢腐蚀，随着反应的进行，雨水中的氢离子浓度逐渐降低，整个过程中溶液的酸性是逐渐降低的，D项错误；
故选C。

题型三：金属的防护
【变3-2】（2021·山东省济钢高级中学高二阶段练习）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的三分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
（1）在实际生产中，可在铁件的表面镀上锌保护层或锡保护层防止铁被腐蚀。镀层破损后，镀锡铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是______。(填“镀锡铁”或“镀锌铁”)
（2）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀______。
A． B． C． D．

（3）利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式：_____。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_____，写出铁电极处的电极反应式：_____。
【答案】
（1）镀锡铁
（2）BD
（3）N2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-牺牲阳极保护法(牺牲阳极的阴极保护法)O2+4e-+2H2O=4OH-
【解析】
（1）
铁比锡活泼，形成原电池反应时，铁为负极，锡为正极，镀层破损后，镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀，而锌比铁活泼，形成原电池反应时，铁为正极，锌为负极，铁难以被氧化；
（2）
A．形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误；
B．锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确；
C．水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误；
D．铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确；
故答案为BD；
（3）
①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，故K连接N处，假设海水中只有NaCl溶质，则此时总离子反应方程式为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；
②若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。
题型四：金属的腐蚀与防护综合
【例6】（2020·全国·高二）回答下列问题：

（1）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。
①该电化学腐蚀称为______________。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。
③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。
（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：
________
（3）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________。

（4）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。

A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
【答案】吸氧腐蚀 B C ④>②>①>③ B
【分析】
（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀；
②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B；
③锌块应固定在腐蚀最严重的C处；
（2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极；
（3）金属的腐蚀程度：电解>原电池>化学反应>电极保护；
（4）A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极；
B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极上氧气得电子和水反应生成OH-；
C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，属于外加电源的阴极保护法；
D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，根据电极反应式计算生成气体物质的量。
【详解】
（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀，故答案为吸氧腐蚀。
②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B，故答案为B。
③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护，故答案为C。
（2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极，故答案为。
（3）①发生化学腐蚀，②发生电化学腐蚀，铁作负极，被腐蚀，③发生电化学腐蚀，铁作正极，被保护，④为电解池装置，Fe做阳极，腐蚀最快，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案为④>②>①>③。
（4）
A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；
B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4 OH-，正极附近有OH-生成导致溶液pH增大，故B正确；
C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，因为有外加电源，所以属于外加电源的阴极保护法，故C错误；
D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电极反应式知，电路中通过0.002NA个电子即0.002mol电子，阳极上生成n（Cl2）=0.002mol/2×1=0.001mol，阴极上生成n（H2）
=0.002mol/2×1=0.001mol，所以两个电极共产生0.002mol气体，故D错误。
故选B。
【点睛】
金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属的腐蚀，强电解质中>弱电解质中>非电解质中。

提分特训

【题1】（2021·全国·高二课时练习）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：
C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀 D．负极反应式：
【答案】A
【详解】
A．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；
B．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；
C．原电池反应会加快铁制品的腐蚀，故C错误；
D．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；
故选A。
【题2】（2021·北京十八中高二开学考试）研究小组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)。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是

A．0-t1时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀
B．铁粉发生反应：Fe-3e-=Fe3+
C．碳粉上发生了还原反应
D．t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀
【答案】B
【分析】
0-t1醋酸与铁直接反应产生了氢气发生化学腐蚀和形成Fe-C原电池，Fe发生析氢腐蚀产生氢气和亚铁离子，压强增大；t1以后，亚铁离子被氧气氧化，氧气被消耗，压强减小，之后形成Fe-C原电池，Fe发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，压强明显减小，据此解答。
【详解】
A．0-t1时压强增大的原因可能是醋酸与铁直接反应产生了氢气，也可能是形成铁-C原电池，Fe发生析氢腐蚀，即不一定是铁发生了析氢腐蚀，A正确；
B．无论发生化学腐蚀还是析氢腐蚀，铁粉均发生反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．Fe发生电化学腐蚀，Fe作负极，发生氧化反应，C作正极，C表面发生还原反应，C正确；
D．结合分析可知，t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀，D正确；
答案选B。
【题3】（2021·山东·菏泽一中高二期中）下列事实不能用原电池原理解释的是
A．白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀
B．铁片、铝片在冷的浓硫酸中钝化
C．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”
D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快
【答案】B
【详解】
A．白铁中铁和锌组成原电池，由金属活泼性Zn>Fe，则Fe做正极被保护，所以白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀，A不选；
B．铁、铝常温下与冷的浓硫酸反应生成致密的氧化膜而钝化，不能用原电池原理解释，B选；
C．铁外刷一层“银粉”，阻止与氧气接触，破坏了原电池的构成条件，保护铁不被腐蚀，C不选；
D．锌与少量溶液反应置换单质Cu，形成Zn-Cu原电池，可加快反应速率，D不选；
故选：B。
【题4】（2021·河北石家庄·高三阶段练习）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0.2molFe
C．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
【详解】
A．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．2.24LO2没有指明是否为标准状况，不一定为0.1molO2，B错误；
C．封闭环境中由于Fe2+水解导致酸性增强，C错误；
D．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。
【题6】（2019·重庆南开中学高三阶段练习）以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。
（1）将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如下所示：

①实验ⅰ的现象说明，得电子的物质是_______________________________。
②碳粉的作用是___________________________________________________。
③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是_____________________。
（2）向如图示装置的烧杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。

①取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作________极。
②加热后，指针发生偏转的原因可能是_____________________。
（3）用（2）中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。
实验
a
b
指针偏转方向
I
0.1%
0.01%
向右
II
0.1%
3.5%
向左
Ⅲ
3.5%
饱和溶液
向右
①Ⅱ中，b中电极发生的电极反应式是_______________________________。
②Ⅲ中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：_______________________________。
（4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_______________________________。
【答案】O2与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替NaCl溶液进行上述实验正温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快Fe－2e-=Fe2+另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度
【分析】
（1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；
（2）①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀；
②温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；
（3）①依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断电极，书写电极反应式；
②要证明在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不通入氧气，观察铁的腐蚀情况；
（4）依据上述实验总结归纳解答。
【详解】
（1）①铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2；
②铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极；
③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；
（2）①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，说明a中生成二价铁离子，b中无变化，b中没有二价铁离子生成，所以a做负极，b做正极；
②加热后，指针发生偏转的原因可能是：温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；
（3）①依据图表中Ⅱ组数据及指针向左偏转，则可知：b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe－2e-=Fe2+；
②要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象；
（4）通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。
提分作业

【练1】（2021·浙江嘉兴·高二期末）下列关于金属腐蚀的说法错误的是
A．河水中的钢闸门连接电源的负极，使用的是外加电流的阴极保护法
B．金属腐蚀的实质就是金属原子失去电子被氧化的过程
C．镀锌铁皮(白铁皮)的镀层破损后铁皮仍耐腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中生锈，主要发生了析氢腐蚀
【答案】D
【详解】
A．河水中的钢闸门连接电源的负极，作阴极，被保护，使用的是外加电流的阴极保护法，A说法正确；
B．金属腐蚀的实质就是金属原子失去电子，化合价升高，被氧化的过程，B说法正确；
C．镀锌铁皮(白铁皮)的镀层破损后，锌作负极，失电子，铁作正极氧气得电子，铁皮仍耐腐蚀，C说法正确；
D．钢铁在潮湿的空气中生锈，电解质溶液呈中性，主要发生了吸氧腐蚀，D说法错误；
答案为D。
【练2】（2021·全国·高二课时练习）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是

A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀
B．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀
C．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
【答案】C
【详解】
A．有图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；
B．有图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，故D不选；
故选：C。
【练3】（2021·广东天河·高二期末）一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
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-=2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
【答案】C
【详解】
A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，A正确；
B. 当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；
C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误；
D. 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缓，D正确；
故选C。
【练4】（2021·福建·文博中学高一期中）如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸溶液，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为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是： Fe- 2e-=Fe2+
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【详解】
A．生铁块是铁碳合金，活泼金属作负极，失去电子，所以碳是原电池的正极，A项不符合要求；
B．左侧盛有食盐水，形成吸氧腐蚀，吸收氧气，气体压强减小，右侧盛有食醋，形成析氢腐蚀，释放出氢气，气体压强增大，右侧压强偏大，红墨水向左侧运动，红墨水的液面为左高右低，B项符合题意；
C．左侧试管中负极是Fe反应，正极是O2反应，左侧试管中负极是Fe反应，正极是H+反应，相同的反应为Fe-2e-=Fe2+，C项不符合题意；
D．a试管是中性环境，发生吸氧腐蚀，b试管是酸性环境，发生析氢腐蚀，D项不符合题意；
故正确选项是B
【练5】（2021·贵州·高二学业考试）下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是
A．将钢铁与锌板相连 B．将钢铁置于潮湿的空气中
C．在钢铁表面喷油漆 D．将钢铁与直流电源负极相连
【答案】B
【详解】
A．由于金属活动性Zn>Fe，所以在钢铁中加入铬制成不锈钢，首先被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe就得到了保护，所以能有效防止钢铁腐蚀，A不符合题意；
B．钢铁只与潮湿空气中，会加速钢铁生锈，不能有效防止钢铁腐蚀，B符合题意；
C．在钢铁表面喷涂油漆，起到隔绝空气和水作用，能有效防止钢铁腐蚀，C不符合题意；
D．钢铁与电源的负极相连，钢铁为阴极，外加电流的阴极保护法，钢铁受到保护，D不符合题意；
故选B。
【练6】（2021·浙江温州·高二期中）下列关于电化学腐蚀及防护的说法不正确的是
A．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极
B．白铁皮是在薄钢板表面镀锌，即便镀层破损，仍然可以保护钢板不被腐蚀
C．在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都可以避免钢铁腐蚀
D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜酸性很弱时，仍然以吸氧腐蚀为主
【答案】A
【详解】
A．牺牲阳极的阴极保护法指的是将被保护的钢铁作为原电池的正极，用其他比铁活泼的金属做负极去消耗牺牲，故A错误；
B．锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极，对铁制品起保护作用，故B正确；
C．在钢铁制品表面喷漆等可隔绝与氧气接触，避免发生化学腐蚀，故C正确；
D．当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故D正确；
故选：A。
【练7】（2019·陕西·西安电子科技大学附属中学太白校区高二期中）如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

(1)若液面上升，则溶液呈______性，发生______腐蚀，电极反应式为：负极：______________，正极：___________________。
(2)若液面下降，则溶液呈________性，发生_________腐蚀，电极反应式为：负极：______________；正极：__________________。
【答案】中或碱或弱酸性吸氧Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-酸析氢Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑
【分析】
生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，在弱酸性或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应。
【详解】
生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池。
(1)若试管内液面上升，说明电解质环境是碱性或是中性，试管内气体因和水反应而使其压强减小，发生的是吸氧腐蚀，铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氧气得电子发生还原反应，正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-；
(2)若试管内液面下降，说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大，则金属发生的是析氢腐蚀，溶液呈酸性，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，正极电极反应式为：2H++2e-=H2↑。
【点睛】
本题考查了钢铁的电化学腐蚀，注意酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀，产生气体，使气体压强增大，在弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，反应消耗氧气，是气体压强减小。无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是铁被氧化而腐蚀损耗。
【练9】（2020·福建·三明一中高二阶段练习）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
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（显酸性）溶液和食盐水，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”）边盛有食盐水。
（2）b 试管中铁发生的是_____腐蚀。
II．下面两个图都是金属防护的例子。

（3）为了降低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），此方法叫做_____保护法。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
（4）图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的______极。
（5）采取以上两种方法，_________（填“甲”或“乙”）种能使铁闸门保护得更好。
【答案】电化学b吸氧C牺牲阳极负乙
【分析】
Ⅰ．生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，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，右边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，左边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，据此解答；
【详解】
Ⅰ. 生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀；故答案为：电化学；
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，b发生吸氧腐蚀，所以b边盛有食盐水，故答案为：b；
(2)左边b试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
Ⅱ. (3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：C；牺牲阳极；
(2)电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；
(3)因为电解池的保护比原电池保护更好，所以乙种能使铁闸门保护得更好；故答案为：乙。