1．(2009年高考广东卷)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＋3H2O。
下列说法正确的是( )
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
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
解析：选A。反应①、②中均为O2→2O2－，故转移电子数相等。C、D中因形成原电池而易发生电化学腐蚀。
2．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( )
A．在铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿、疏松、透气的土壤中
C．在干燥、致密、不透气的土壤中
D．在含碳粒较多、潮湿、透气的土壤中
解析：选C。铸铁管道被腐蚀需要具备活动性不同的电极和电解质溶液。A中是酸性土壤，易发生析氢腐蚀，速率较快；B中是潮湿环境，O2、H2O都有，则铁易发生吸氧腐蚀；C中缺O2、H2O，故腐蚀的速率最慢；D中碳粒多且潮湿透气(含O2和H2O)，因此最易被腐蚀。
3．(2009年高考北京卷)下列叙述不正确的是( )
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
解析：选A。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极。
4．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是( )
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③H＋被还原 ④有Fe2O3·xH2O生成 ⑤杂质碳被氧化除去
A．①② B．③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：选C。钢铁在发生电化学腐蚀时，依据介质的不同可以发生两类原电池反应：(1)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较强时，钢铁发生析氢腐蚀，其电极反应式是正极2H＋＋2e－===H2↑，负极Fe－2e－===Fe2＋；(2)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较弱或呈中性时，钢铁发生吸氧腐蚀，其电极反应式是正极O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极Fe－2e－===Fe2＋。钢铁发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，导致钢铁表面生成铁锈。同时在电解质溶液中还发生了如下一系列的反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。
5．某研究性学习课题小组为探究影响钢铁生锈的因素，设计了如下的方案：在四只小烧瓶中分别放入下列物质：A瓶干燥的细铁丝、B瓶浸过食盐水的细铁丝、C瓶浸过清水的细铁丝、D瓶食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中。然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示。
不同时间水面上升的高度
课题组在解题时，学校评审组组织了成果展示与答辩，假如你是课题组组长，请回答以下的问题：
(1)导管中水面为什么会上升？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述实验中，细铁丝生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧瓶代号)________________________________________________________________________。
(3)影响钢铁生锈的因素主要有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________________________________________________(答两种方法)。
解析：细铁丝在清水或食盐水中，发生吸氧腐蚀，故导管中液面要上升。但要发生吸氧腐蚀的原电池反应，必须符合构成原电池的基本条件：①活泼性不同的电极互相接触。②电解质溶液。③有空气(或O2)且尽量与细铁丝和电解质接触。为了防止铁的锈蚀，工业上普遍采用电化学保护法，可以作原电池的正极或电解池的阴极，也可以用覆盖保护层的方法。
答案：(1)铁生锈时跟空气中的氧气反应，消耗了氧气而使小烧瓶中气体压强降低 (2)B>C>A＝D
(3)①跟氧气接触，②有水分存在，③有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速度最快(或从构成原电池的条件分析)
(4)电镀等表面覆盖保护层法，牺牲阳极的阴极保护法等
1．(2010年福建省仙游一中高二检测)2008年，美籍华裔化学家钱永健获得该年度诺贝尔化学奖。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是( )
A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B．合金都比纯金属易被腐蚀
C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀
D．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
解析：选C。金属原子失电子被氧化，A错误；有些合金改变了金属的内部结构，此时金属抗腐蚀性增强，B错误；C项，金属作电解池的阴极，被保护，正确；镀锌铁破损后形成原电池时，铁作正极，被保护；而镀锡铁破损后铁作负极，腐蚀更快，D错误。
2．下列方法中，不能用于进行金属防锈蚀处理的是( )
A．油漆 B．铝热反应
C．电镀 D．改变金属的内部结构
解析：选B。本题考查的是金属的电化学防护。铝热反应是用Al还原比它活动性弱的金属，如2A1＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，不能用于进行金属防锈蚀处理。
3．(2009年高考广东卷)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(双选)( )
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
解析：选BC。锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低，故A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
4．相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是( )
解析：选C。A、B、D都能形成原电池而使Fe被腐蚀，而C中铁被铜镀层保护，则不易被腐蚀，故选C。
5．下列叙述正确的是( )
A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 mol NaOH
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析：选C。选项A中在电解池的阴极是阳离子得到电子，发生的是还原反应；选项B中用惰性电极电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，在阴极上：4H＋＋4e－===2H2↑，在阳极上：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以阴阳两极产物的物质的量之比为2∶1；选项C中2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，每生成2 mol的NaOH转移的电子数为2 mol，所以转移1 mol电子，生成的NaOH就是1 mol；选项D中镀层破损后，镀锡铁组成的原电池，Fe作负极而被腐蚀，镀锌铁组成的原电池，Zn作负极，所以镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更容易被腐蚀。
6．目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时，则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：
主要原料
用量
含碳4%的铸铁粉
80 g
滑石粉
40 g
食盐
4 g
乙醇
适量
下列反应式中与铁脱氧原理无关的是( )
A．Fe－2e－===Fe2＋
B．C＋O2===CO2
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
解析：选B。脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的生成过程主要是FeC原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Fe2＋和OH－结合：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3缓慢分解：2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，也含有未分解的Fe(OH)3。
7．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选C。镀锌的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn溶解(即6.5 g)，正极：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2(标准状况下为2.24 L)，故选C。
8.某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按如图装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不可能出现的是( )
A．乙中导气管中产生气泡
B．乙中导气管里形成一段水柱
C．金属片剪口处溶液变红
D．锌被腐蚀
解析：选A。在食盐水中锌、铁形成原电池，发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气，甲中压强变小，乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱；在金属剪口处形成ZnFe原电池，正极发生反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－，溶液呈碱性，溶液变红，Zn比铁活泼，Zn作负极，Zn－2e－===Zn2＋而被腐蚀。
9.(2009年高考上海卷)如图装置中，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：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
解析：选B。该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的是析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选择B项。
10．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”选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Cr防锈
解析：选B。“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。
11．潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和空气的作用下会被腐蚀。
(1)若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：
正极：________________________，
负极：________________________。
(2)为有效地保护潜艇，下列措施中最好的是________。
A．采用纯铁制造潜艇外壳
B．采用耐腐蚀的合金制造潜艇外壳
C．在潜艇外壳上涂一层油
D．在潜艇外壳上装一定数量的锌块
解析：金属防护的方法很多，可以采取以下措施进行。
(1)改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如不锈钢。
(2)在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。
(3)电化学保护法：①外加电源的阴极保护法：接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极。
答案：(1)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋
(2)BD
12．(2010年浙江省苍南县宜山高级中学高二期末考试)金属由于其优良的物理化学性能，在工农业生产以及国防中大量使用。钢铁是应用最广的金属材料，但是钢铁材料的腐蚀也使我们损失惨重。因此对其的防护是十分必要的。防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：
正极：________________；负极：________________。
(2)合金的性能各种各样，人们根据需要生产出种类繁多的合金材料。
请回答：①作为建筑材料的铝合金利用了该合金的哪些特性(至少回答两点)?
________________________________________________________________________。
②由于人体摄入较多的Al，对人的健康有害，所以现在不主张使用铝制炊具。你认为生产炊具使用材料最好是________，理由是________________________________________________________________________。
(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能所决定的。
请回答：电镀过程中，阴极是________，电解质溶液中一定含有________离子，阳极材料是_________；电镀Cr时，不能使用CrO2－4或Cr2O2－7作为电镀液，请说明原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。
答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋
(2)①主要利用了合金的强度较高、密度小、耐腐蚀等特点 ②不锈钢 不锈钢强度高、耐腐蚀，无有害健康的离子进入食物
(3)镀件 Cr3＋ 纯铬 由于CrO24－、Cr2O27－均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr
13．取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料。如图所示：
试管(1)中放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触。
试管(2)的底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，使铁钉和干燥空气接触。
试管(3)中先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸(赶出原来溶解在蒸馏水中的空气)的蒸馏水浸没铁钉，再加上一层植物油，用棉花团堵住试管口，使铁钉不能跟空气接触。
试管(4)中放入一根铁钉，注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触。
试管(5)中放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片。
试管(6)中放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。
把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。其中________试管内的铁钉未被腐蚀。由铁钉被腐蚀的情况可知，引起和促进铁钉被腐蚀的条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：此题实际上是用原电池形成的条件及原理解释金属发生腐蚀的条件。由于(2)和(3)两支试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以暂时未被腐蚀。而试管(5)尽管具备构成原电池的条件，但Zn比铁活泼，在原电池中作负极，铁作正极得到保护，所以铁也暂时未被腐蚀。引起和促进铁钉被腐蚀的条件是：水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。
答案：(2)、(3)、(5) 水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在
14．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：________________________________________________________________________；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝。纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是________________________________________________________________________。
解析：(3)属于钢铁的吸氧腐蚀，(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋ 铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
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