鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护学案

第4节　金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀

1．定义

金属表面与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。

2．金属腐蚀的本质：金属原子失去电子被氧化。

3．分类

(1)化学腐蚀：铜在高温下被空气中的氧气氧化而变黑。

(2)电化学腐蚀：铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈。

金属电化学腐蚀的原理——以铜板上铁铆钉的

电化学腐蚀为例分析在潮湿的空气中，铜板表面凝结有一层水膜，空气中的二氧化碳、二氧化硫或沿海地区空气中的氯化钠等物质都可能溶解到水膜中形成电解质溶液。铜板和铁铆钉与电解质溶液接触形成原电池。由于铁铆钉和铜板直接相连，铁又比铜容易失去电子，因此铁发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。铁原子失去的电子传递到铜板上，铜板上发生还原反应，其产物主要由水膜的酸碱性决定。

1．析氢腐蚀

在水膜酸度较高的特殊环境(如某些工厂附近的酸性气氛)中，正极反应可能主要是H＋被还原成氢气而析出，这时所发生的腐蚀称为“析氢腐蚀”。其反应如下：

负极：Fe－2e－===Fe2＋

正极：2H＋＋2e－===H2↑

电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2．吸氧腐蚀

在通常情况下水膜酸性不强，铜板上主要发生水膜中溶解的氧气被还原的反应，这种腐蚀过程主要消耗氧气，铁生成含氧化合物，因此也称为“吸氧腐蚀”。其反应如下：

负极：2Fe－4e－===2Fe2＋

正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

电池反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

氢氧化亚铁具有强还原性，能与潮湿空气中的水和氧气反应生成氢氧化铁，氢氧化铁可进一步转化为铁锈。即：

4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O

金属的防护

1．金属的防护原理

阻止金属发生化学反应，基本思路是防止金属与周围的物质直接接触，防止金属做原电池的负极。

2．方法

(1)加保护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。

(2)电化学保护法

(3)金属表面钝化法

①电化学钝化法：运用电化学方法将被保护金属接到外加电源的正极上，并使电压维持在该金属发生钝化作用的范围内使金属表面钝化，从而使内部金属得到保护。

②化学钝化法：常温下，也可以将金属铝、铁放入浓硫酸、浓硝酸中，钝化。

电化学腐蚀原理的应用

1．铁腐蚀能消耗空气中的氧气，利用这一原理可以快速测定空气中氧气的含量。

2．铁腐蚀能消耗氧气和水，以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋，可以延长食物的保质期。

3．铁腐蚀的过程放热，利用这一特点可以制成一次性保暖贴。

4．铁和碳加入工业废水中可形成众多的微小电池，发生电化学腐蚀，形成负极产物Fe2＋和正极产物H2(或OH－)，由于电极反应产物具有很高的反应活性，能与废水中的某些污染物发生氧化还原反应，从而达到去除污染物的目的。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极反应式均是Fe－3e－===Fe3＋。(　　)

(2)钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，正极发生的主要反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(　　)

(3)吸氧腐蚀时正极放出O2，析氢腐蚀时正极放出H2。(　　)

(4)现实生活中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。(　　)

(5)金属作为原电池的负极或电解池的阴极时均被保护。(　　)

答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×

2．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＋H2↑

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中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀。

3．为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是(　　)

A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定下降

B．实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低

C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重

D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

答案　B

解析　装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池也会加速铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左测液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被腐蚀。

4．化学与工农业生产、人们日常生活密不可分。以下现象或应用中，与电化学腐蚀无关的是(　　)

A．图中的金属材料R可以用金属锌

B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生铁锈

C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D．金属铝制品较耐腐蚀

答案　D

解析　锌、铁与水构成原电池，锌的活动性强于铁的，故锌做负极保护铁闸门，与电化学有关。生铁中含有杂质碳等，可与铁构成原电池，碳为正极，铁做负极，易生锈，与电化学有关。铁和铜也构成原电池，铁的活动性强于铜的，铁做负极，易生锈，与电化学腐蚀有关。金属铝活动性强，在其表面生成一层致密的氧化膜，不容易被腐蚀，与电化学腐蚀无关。

5．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↑

答案　D

解析　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，A正确。d为石墨，由于中性电解质溶液，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－，B正确。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，C正确。d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。

6．下列叙述错误的是(　　)

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

答案　C

7．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。

(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：__________________，正极：______________________。

(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀。电极反应式：负极：____________________________，正极：__________________________。

答案　(1)电化学　(2)弱酸或中或碱　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　

(3)较强的酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑

解析　根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果。

探究一　金属腐蚀的类型及原理

为什么说电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，而吸氧腐蚀是更普遍的腐蚀呢？

金属腐蚀的类型及比较

1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

2．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较

金属腐蚀类型和腐蚀快慢的判断方法

(1)判断金属的腐蚀类型要从本质上入手，化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。电化学腐蚀中，只有位于金属活动性顺序中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢后面的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。

(2)金属腐蚀快慢的判断

①在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

②对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

1．下列有关金属腐蚀的表述，正确的是(　　)

A．金属的腐蚀一定伴有电流产生

B．钢铁在干燥的空气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀

C．发生电化学腐蚀时较活泼的金属总是做正极而被腐蚀

D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子

答案　D

解析　金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。钢铁在干燥的空气中几乎不腐蚀，在潮湿的空气中发生电化学腐蚀。发生电化学腐蚀时，较活泼的金属做负极被腐蚀。

2．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组用铁丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，根据实验结束时的现象回答下列问题。

(1)装置________(填序号)中的铁钉腐蚀最严重。

(2)装置Ⅰ中左侧的液面________(填“高于”“等于”或“低于”，下同)右侧，装置Ⅱ中左侧的液面________右侧。

答案　(1)Ⅱ　(2)高于　低于

解析　装置Ⅰ中铁钉中含有碳，在中性环境中发生吸氧腐蚀，左侧液面上升，高于右侧；装置Ⅱ中盐酸挥发，铁钉表面的水膜显酸性，发生析氢腐蚀，使左侧液面下降，低于右侧；装置Ⅲ中浓硫酸吸水，保持铁钉所处环境干燥，几乎没有腐蚀。酸性环境中铁钉腐蚀得最快，故三个装置中腐蚀最严重的为装置Ⅱ。

不要忽略浓H2SO4的吸水性和难挥发性，使Ⅲ中铁丝表面不形成电解质水膜。

探究二　金属的防护及电化学腐蚀的应用

金属的腐蚀原理是金属表面由于与周围的氧化剂(O2或Cl2)接触，被氧化或与表面形成的电解质水膜形成原电池，发生原电池反应使活泼金属被氧化的过程，根据金属腐蚀的原理如何进行金属的防护和利用腐蚀原理来测定或消除环境中的氧气呢？

1．金属防护的基本方法

(1)覆盖保护法——防止金属与周围的介质直接接触。

(2)保持金属表面干燥——防止表面形成电解质溶液。

(3)利用电化学原理进行防护；用导线连接上一块比该金属还活泼的金属——牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法；外接一直流电源的负极——外接电源的阴极保护法。

(4)制成不锈钢——改善金属的内部结构。

2．金属电化学腐蚀的利用

利用原电池的形成可加快反应速率且金属发生电化学腐蚀时放热，人们可以设计让金属发生电化学腐蚀为人类提供能量及进行环境的除氧气和测定环境氧的含量。如：铁粉中加入碳粉制保暖贴；实验室在锌与稀H2SO4反应制氢气时，加入少量的铜粉以加快反应速率，防氧化的食品中加入铁粉以延长食物的保质期等。

不同保护措施的腐蚀快慢顺序

无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极保护法引起的腐蚀>阴极电保护法引起的腐蚀。

3．下列金属防护的方法不正确的是(　　)

A．对健身器材涂油漆以防止生锈

B．对某些工具的“机械转动部位”采用刷油漆的方法来防锈

C．用牺牲锌块的方法来保护船身

D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈

答案　B

解析　B项应选用润滑油来达到防锈的目的。

4．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是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，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于______________，正极电极反应式为____________________。

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目的，设计了实验D(如图)，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”)粗略地测定空气中氧气的体积分数。

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(或防止氧气与铁钉接触)

④吸收水蒸气(或保持试管内干燥环境)

(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或氧气参与反应或消耗了氧气)，使试管内气体压强减小　能

解析　(1)铁内部一般含有碳，在铁发生电化学腐蚀时做正极，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，所以正极上是氧气得到电子的反应；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸；碱石灰具有吸水性，可防止C中铁钉上形成水膜，所以C中铁钉不生锈。

(2)D中铁钉发生吸氧腐蚀，消耗O2使试管中气体的压强减小，液面上升，根据试管中液面上升的高度可近似地测定空气中氧气的体积分数。

本课小结

课时作业

一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)

1．下列关于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．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　金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化，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、水或其他腐蚀性物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A错误；化学腐蚀指金属发生化学反应而损耗的过程，不需要外加电流，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，C错误。

2．下列对钢铁制品采取的措施不能防止钢铁腐蚀的是(　　)

A．保持表面干燥 B．表面镀锌

C．与电源负极相连 D．表面镶嵌铜块

答案　D

解析　A选项，保持钢铁制品表面干燥，使金属不和水接触，能防止或减缓钢铁腐蚀；B选项，在钢铁制品表面镀锌，采用的是牺牲阳极保护法，能防止或减缓钢铁腐蚀；C选项，将钢铁制品与电源负极相连，采用的是阴极电保护法，能防止或减缓钢铁腐蚀；D选项，在钢铁制品表面镶嵌铜块，形成的原电池中，金属铁做负极，可以加快腐蚀速率，不能防止或减缓钢铁腐蚀。

3. 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，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负极，发生还原反应

B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．具支试管中溶液pH逐渐减小

答案　C

解析　生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。

4．下列关于钢铁锈蚀的叙述中，不正确的是(　　)

A．钢铁锈蚀时，铁原子先失去电子成为Fe3＋，然后生成的Fe(OH)3部分脱水成为氧化铁的水合物

B．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀

C．铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，为保护海轮的船壳，常在船壳上镶上锌块

D．酸雨使钢铁更容易发生析氢腐蚀

答案　A

解析　钢铁锈蚀时铁做负极，失电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，而后Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水成为氧化铁的水合物，A项错误；铁比银活泼，镀银铁制品破损后形成的原电池中铁为负极，腐蚀加快，B项正确；锌比铁活泼，形成原电池时锌为负极被腐蚀，保护铁，C项正确；酸性条件下易发生析氢腐蚀，D项正确。

5．如图所示的容器中盛有海水，纯铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是(　　)

A．⑤>②>①>④>③

B．③>②>⑤>④>①

C．⑤>④>②>③>①

D．⑤>②>①>③>④

答案　D

解析　①中纯铁在海水中的腐蚀属于化学腐蚀(直接与电解质溶液接触，发生化学反应)。②③构成原电池，②中铁是负极(金属活动性：Fe>Sn，活动性较强的金属Fe先被腐蚀)，属于原电池原理引起的腐蚀；③中铁是正极(金属活动性：Zn>Fe，金属Zn先被腐蚀)，属于利用原电池原理有保护措施的腐蚀。④⑤构成电解池，④中铁是阴极(与外接直流电源的负极相连)，属于利用电解原理有保护措施的腐蚀；⑤中铁是阳极(与外接直流电源的正极相连)，在外加电流作用下铁不断溶解，腐蚀速率最快，属于电解原理引起的腐蚀。因此，纯铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>②>①>③>④，故选D。

6．下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是(　　)

A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用

C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法

D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀

答案　B

解析　纯银器在空气中久置会被氧化为Ag2S而变黑，所以为化学腐蚀，故A正确；当镀锡铁制品的镀层破损时，因为Fe比Sn更活泼，Sn、Fe形成原电池，Fe为负极，镀层不再起到保护作用，故B错误；在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀，因为Fe与Zn形成原电池，Zn做负极(阳极)被消耗，从而保护了正极(阴极)Fe，该防护方法称为牺牲阳极保护法，故C正确；利用电解池原理进行金属防护的方法称为阴极电保护法，使被保护金属与直流电源的负极相连可防止金属被腐蚀，所以将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连，可保护钢管不受腐蚀，故D正确。

7．相同材质的铁在下列四种情况下最不易被腐蚀的是(　　)

答案　C

解析　A项，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电极，构成原电池，铁是活泼金属做负极，铜做正极；B项，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池的构成条件，铁是活泼金属做负极，碳做正极；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别做负极和正极，构成原电池；在上述三种情况中，都是铁做负极，铁容易被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，所以铁不易被腐蚀。

8．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，③2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O。下列说法正确的是(　　)

A．反应①和②中电子转移数目相等

B．反应①中的氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

答案　A

解析　反应①和②中消耗O2的量相等，两个反应中仅有O2作为氧化剂，故转移的电子数相等，A项正确；反应①中，H2O中的H、O两元素的化合价没有变，故水不做氧化剂，B项错误；铜和钢构成原电池，铜的活动性较弱，做正极，钢的腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，D项错误。

二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)

9. 铜板上的铁铆钉处发生的吸氧腐蚀的原理如右图所示，下列有关说法中不正确的是(　　)

A．正极的电极反应：2H＋＋2e－===H2↑

B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

C．此过程中铜并不被腐蚀

D．此过程中电子从Fe流向Cu

答案　A

解析　吸氧腐蚀的负极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液中发生反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2继续被氧化，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水形成铁锈。

10．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，其原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)

A．铁片发生氧化反应而被腐蚀

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　AD

解析　金属因发生氧化反应而被腐蚀，A项正确；铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，B项错误；铁片腐蚀中负极发生的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；铁片发生电化学腐蚀的原因是铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，D项正确。

11．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周中心区(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。下列说法正确的是(　　)

A．液滴下氧气含量少，发生析氢腐蚀

B．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

C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．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Cu－2e－===Cu2＋

答案　C

解析　氯化钠溶液是中性溶液，液滴下氧气含量少，发生在铁表面的是吸氧腐蚀，故A错误；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，a区为负极，b区为正极，根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，Fe2＋由a区向b区迁移，故B错误；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)，故C正确；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＋，故D错误。

12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，Zn­MnO2，干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

答案　B

解析　图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中，开关置于M时，Cu­Zn合金做负极，由M改置于N时，Cu­Zn合金做正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中，接通开关时Zn做负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，C项错误；图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn发生氧化反应引起的，D项错误。

三、非选择题(本题共1小题)

13．钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题：

(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是_______________________________。

(2)如下图所示装置可防止铁棒被腐蚀的是________。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置如下图所示。

①A电极对应的金属是________(填元素名称)，B电极的电极反应是____________________。

②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀，简要说明原因：

________________________________________________________________。

答案　(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2　(2)BD　(3)①铜　Cu2＋＋2e－===Cu　②铁比铜活泼，镀铜铁的镀层破损后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可)

解析　(1)铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，该反应属于化合反应。

(2)铁被保护的装置：原电池中，铁做正极；电解池中，铁做阴极。

(3)①电镀池中，镀层铜做阳极。阴极的电板反应为Cu2＋＋2e－===Cu。②根据金属活动性Zn>Fe>Cu，可知镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中Fe为负极，加速铁的腐蚀；镀锌铁形成的原电池中铁为正极，继续被保护。