2021-2022学年高二化学鲁科版（2019）寒假作业（（3）金属的腐蚀与防护

（3）金属的腐蚀与防护

1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是(   )

A.金属被腐蚀的本质是

B.马口铁（镀锡铁）镀层破损后，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

2.下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是(   )

A.④>②>①>③>⑤>⑥                         B.⑤>④>②>③>①>⑥

C.④>⑥>②>①>③>⑤                         D.⑥>③>⑤>②>④>①

3.国家文物局在辽宁发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰，其舰体腐蚀严重，为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极法”对水下舰艇进行了处理，考古队员的做法可能是(   )

A.在舰体上贴铝锌合金 B.在舰体上贴铅块

C.将舰体与直流电源正极相连 D.将舰体与直流电源相连作阴极

4.研究发现铜锈的组成非常复杂，主要成分有。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，在文物保护中，无害锈一般不用除去，两种锈的结构如图所示，下列说法正确的是(   )

A.铜锈形成过程中可能发生了析氢腐蚀

B.铜锈形成过程中正极上电极反应式为

C.将青铜器与低压电源正极相连后青铜器可受到保护

D.文物修复过程中可用稀盐酸酸浸法除去有害锈

5.一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表。下列说法正确的是(   )

A.随pH的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快

B.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快

C.pH为14，其负极反应为

D. pH<4，发生析氢腐蚀

6.某化学学习小组用如图所示装置研究电化学原理，下列分析错误的是(   )

7.下列与金属腐蚀有关的说法错误的是(   )

A.（a）图中，燃烧灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

B.（b）图中，钢丝镀锌防腐采用的是外加电流阴极保护法

C.（c）图中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率增大

D.（d）图中，干电池自放电腐蚀体现了锌的还原性

8.利用某种氧气传感器测定含量，探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。实验装置与数据如下。下列说法错误的是(   )

A.向实验④中加入少量固体，吸氧腐蚀速率加快

B.在不同溶液中，是影响吸氧腐蚀速率的主要因素

C.上述正极反应均为

D.在300min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液小于中性溶液

9.随着现代科学技术的快速发展，防腐蚀技术也在不断提高。

Ⅰ.金属的腐蚀原理

（1）中性环境中多为吸氧腐蚀，其正极的电极反应为________________。

（2）析氢腐蚀和吸氧腐蚀均会导致体系中____（填“增大”“不变”或“减小”）。

（3）不同酸性介质中，金属腐蚀原理并不相同。下图是密闭容器中，生铁在pH=2和pH=4的盐酸中压强随时间的变化过程。

图中代表pH=2的曲线是_________（填“a”或“b” ）。

Ⅱ.金属的电化学防护

（1）富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是___________。

（2）缓蚀剂是能明显减缓或阻止金属腐蚀的物质，钼酸钠和磷酸二氢锌是常用的自来水（pH范围为6.5~8.5）介质碳钢缓蚀剂。

①钼酸钠在电极表面被还原为形成保护膜，减缓腐蚀，该电极反应式为___________；同时，能与反应生成难溶的，沉积在碳钢表面减缓腐蚀。写出与反应的离子方程式：____________。

②电化学反应可使缓蚀剂成分中的转化为难溶性的，形成保护膜，减缓腐蚀。用平衡移动原理解释发生转化的原因：_____________。

10.某小组同学进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验。

（1）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。

①实验i中的现象是______。

②用化学用语解释实验i中的现象：_________。

（2）查阅资料，具有氧化性。

①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是________。

②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：

a.以上实验表明：在________条件下，溶液可以与铁片发生反应。

b.为探究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）后再进行实验ⅲ，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明的作用是____________。

（3）有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究的氧化性对实验ⅱ结果的影响，又利用（2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是_______（填字母）。

答案以及解析

1.答案：C

解析：金属被腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：，A项错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀铁先被腐蚀，B项错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C项正确，D项错误。

2.答案：C

解析：由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥>②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序为④>⑥>②>①>③>⑤，C项符合题意。

3.答案：A

解析： “牺牲阳极法”是利用原电池原理来保护水下舰艇，所以舰体作正极、活泼的金属作负极，则镶嵌金属块作原电池的负极，其活泼性需要大于Fe，可以是铝锌合金，故选A。

4.答案：D

解析：铜不能置换出氢气，所以铜锈形成过程中不可能发生析氢腐蚀，故A错误；铜锈形成过程中，铜为负极，失电子发生氧化反应，故B错误；与低压电源负极相连作阴极才能被保护，故C错误；稀盐酸与能反应且不与Cu反应，所以文物修复过程中可用稀盐酸酸浸法除去有害锈，故D正确。

5.答案：D

解析：由题表可知，随pH的升高，碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，故A错误；碱性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后的碱性溶液中氧气浓度降低，碳钢腐蚀速率会减慢，故B错误；在pH=14的溶液中，碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为，故C错误；当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极上电极反应式为，正极上电极反应式为，故D正确。

6.答案：D

解析：A项，连接，则为原电池装置，饱和食盐水为中性电解质溶液，Fe作负极，失电子发生氧化反应，在正极得电子发生还原反应，故为模拟铁的吸氧腐蚀，正确；B项，连接，则为原电池装置，Zn作负极，失电子发生氧化反应，Fe作正极被保护，是模拟钢铁防护中的牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，连接，则为电解装置，石墨电极连接电源正极，在石墨电极上失电子被氧化为，Fe电极连接电源负极，在Fe电极上被还原生成，故为模拟电解饱和食盐水，正确；D项，连接，则为电解装置，Fe电极连接电源正极，Fe失电子发生氧化反应，腐蚀加速，错误。

7.答案：BC

解析：温度越高，铁越容易被氧化，所以铁越容易生锈，故A正确；钢丝镀锌防腐采用的是牺牲阳极保护法，故B错误；开关由M改置于N时，合金为正极，则Cu-Zn合金被保护，腐蚀速率减小，故C错误；干电池自放电腐蚀中Zn为负极，碳棒为正极，金属锌失电子，体现还原性，故D正确。

8.答案：BD

解析：根据题图可知，①②的反应速率接近，③④的反应速率接近，且①远大于③，②远大于④，阴离子对反应速率影响不大，是影响反应速率的主要因素，故B错误；是影响反应速率的主要因素，能导致钢铁的吸氧腐蚀速率加快，向实验④中加入少量固体，吸氧腐蚀速率加快，故A正确；根据题图可知，实验装置中的氧气浓度是逐渐降低的，为吸氧腐蚀，正极反应均为，故C正确；①②溶液显酸性，③④显中性，根据题图可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液，故D错误。

9.答案： Ⅰ.（1）

（2）增大

（3）a

Ⅱ.（1）形成原电池，锌失去电子作负极，铁为正极，被保护

（2）①；

②正极反应使增大，使平衡及正向移动，有利于发生反应

解析： Ⅰ.（1）中性环境中，溶液中浓度较小，金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀，正极区溶解在溶液中的氧气得电子，生成，电极反应式为。

（2）析氢腐蚀是在强酸性溶液中，溶液中较大，正极区的得电子生成逸出，使溶液中降低，因溶液中存在水的电离平衡，温度不变，不变，降低，使溶液中增大；由（1）中分析得，吸氧腐蚀体系中增大。故无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，最终都导致溶液中增大。

（3）溶液的pH=2时是强酸性环境，金属发生析氢腐蚀，产生气体，使体系的压强增大。根据图示可知，曲线a随着反应的进行体系的压强增大，说明反应产生了气体，发生的为析氢腐蚀；曲线b，随着反应的进行体系的压强减小，说明发生吸氧腐蚀导致体系中的压强降低。

Ⅱ.（1）由于金属活动性Zn>Fe，所以Zn、Fe及周围的电解质溶液构成原电池，Zn作负极，失去电子被氧化，而Fe作原电池的正极，被保护。

（2）①在钼酸钠（）中Mo元素化合价为+6价，在阴极上得电子生成，附着在电极上，在电极表面形成保护膜，电极反应式为；能与反应生成难溶的和，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为。②在电化学反应中，在正极上反应产生的使溶液中增大，使及的电离平衡正向移动，导致溶液中增大，有利于发生反应，形成沉淀。

10.答案：（1）①碳棒附近溶液变红；②

（2）①可能氧化Fe生成，会干扰由于电化学腐蚀负极生成的的检验；②a.存在；b.破坏铁片表面的氧化膜

（3）AC

解析：（1）①实验i中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，正极上得电子生成，从而使碳棒附近溶液变红；②正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为。

（2）①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，理由是既然具有氧化性，能将Fe氧化为，影响实验结果。②a.对比试验ⅳ和v，溶液中的对铁的腐蚀无影响，使溶液易与Fe反应，实验表明在存在的条件下，溶液可以与铁片发生反应；b.用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验ⅲ，铁片表面产生蓝色沉淀，则的作用与稀硫酸相同，也是破坏铁片表面的氧化膜。

（3）已除的溶液中铁片不能发生吸氧腐蚀，只能是铁片、溶液反应，从而表明能与铁作用生成，故A符合题意；酸洗后的铁片、和NaCl混合溶液（未除），同时满足两个反应发生的条件，既可能是与铁作用生成，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀，故B不合题意；铁片、和NaCl混合溶液（已除），不能发生吸氧腐蚀，只能是破坏氧化膜，然后与铁作用生成，故C符合题意；铁片、和盐酸混合溶液（已除）反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成，也可能是与铁作用生成，故D不合题意；答案为A、C。