高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护复习练习题

第一章　化学反应与能量

第4节　金属的腐蚀与防护

第二课时  金属腐蚀的防护 电化学腐蚀原理的应用  达标测试

1.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

【解析】略。

2.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)

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.海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀

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】银器在空气中久置会被氧化变黑，为化学腐蚀，A正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe为负极，不再起到保护作用，B错；Fe与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，C正确；外加电流的阴极保护法应使被保护对象与直流电源的负极相连，故D正确。

3.下列说法中，不正确的是(　　)

【答案】C

【解析】钢铁是铁碳合金，当表面水膜为弱酸性或中性溶液时，易发生吸氧腐蚀，故A正确；钢铁是铁碳合金，当表面水膜为酸性较强时，易发生析氢腐蚀，故B正确；Zn-Fe原电池，Fe为正极，可减缓腐蚀，如果换成Fe-Cu原电池，Fe为负极，可加快钢闸门的腐蚀，故C错误；通过连接外接电源的负极保护钢闸门不受腐蚀，这是阴极电保护法，故D正确。

4.下列金属防腐的措施中，使用阴极电保护法的是(　　)

A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆

C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块

【答案】A

【解析】水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极保护法，D项错误。

5.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(　　)

【答案】C

【解析】A、B、D都形成原电池，铁作负极，腐蚀速率加快；C中铁表面镀铜，铁被保护不易被腐蚀。

6.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(　　)

A.图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B.图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀

C.图3中，燃气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

D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极

【答案】C

【解析】A项，水面附近的铁接触的氧气多，容易腐蚀，错误；B项，铁作为阴极受保护，不容易腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块为原电池的负极，一般用锌块，因为镁容易形成致密氧化膜，错误。

7.关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)

A.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋

B.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C.地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法

D.用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极

【答案】D

【解析】钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁失去电子作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，钢铁发生吸氧腐蚀时O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A、B正确；地下钢管连接镁块，镁比铁活泼，作负极，铁作阳极得到保护，C正确；用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁连接电源的负极，D错误。

8.下列叙述正确的是(　　)

　A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程

　B．将水库中的水闸与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀

　C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强

　D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e- = Fe3+，继而形成铁锈

【答案】B

【解析】金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程，Ａ错；将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，则受到保护，Ｂ正确；合金的熔点都低于它的成分金属，Ｃ错；铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生反应：Fe-２e- = Fe２+，Ｄ错。

9.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正确的是(　)  

A.金属棒X的材料可能为铜B.金属棒X的材料可能为钠

C.钢管附近土壤的pH增大D.这种方法称为阴极电保护法

【答案】C

【解析】A项，构成的原电池中，金属棒X作负极，故X的活动性应该强于铁，A项错误；B项，金属钠性质很活泼，极易与空气、水反应，不能作电极材料，B项错误；C项，该装置发生吸氧腐蚀，正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子，导致钢管附近土壤的pH增大，C项正确；D项，该装置没有外接电源，不属于阴极电保护法，D项错误。

10.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，由于海水呈弱碱性，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，由于海水呈弱碱性，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2+2H2O+4e-==4OH-，D错误。

11.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：

请回答以下问题。

(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是____________(填序号)；在电化学腐蚀中，负极反应是_______________________________， 正极反应是 __________________________________。 

(2)由该实验可知，影响铁锈蚀速率的因素是。 

(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________________________(答两种方法)。 

【答案】(1)3、4、5、6　Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)　2H2O+O2+4e-4OH-

(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在

(3)电镀、喷油漆、喷镀等表面覆盖保护层，牺牲阳极保护法等(其他答案合理即可)

【解析】(1)只要铁丝表面变暗则发生了腐蚀，由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6。

(2)实验内容中进行对比的湿度、温度、O2的浓度(氧气流与空气)、电解质溶液(NaCl溶液)等条件就是影响铁锈蚀速率的因素。

(3)从改变物质的内部结构方面及覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考。

12.某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。             

(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号。

(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是____________(填字母)。 

A.在铁门、铁窗表面涂上油漆

B.自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方

C.家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处

D.把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率

【答案】(1)

 (2)AC

【解析】(1)(Ⅰ)探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。(Ⅱ)探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。(Ⅲ)探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。(2)A项涂油漆保护铁门、铁窗，使铁门、铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在遮雨的地方、家用铁制厨具擦干放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。

13.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】(1)①吸氧腐蚀　②B　③C

(2)　(3)④>②>①>③　(4)B

【解析】(1)①金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。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。(2)要用石墨通过电化学腐蚀保护铜，只能用电解池原理，碳接电源正极，铜接电源负极。(3)当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。故本小题中，铁腐蚀由快到慢的顺序为④>②>①>③。(4)A项，K1闭合时该装置构成了Fe－C－NaCl溶液原电池，铁作负极发生氧化反应，电极反应式是Fe－2e－=Fe2＋；B项，石墨棒作正极，发生的电极反应式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高；C项，K2闭合时，该装置构成了Fe－C－外加电源的电解池，石墨棒作阳极，Fe作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保护法；D项，K2闭合时，阳极的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，所以当电路中通过0.002NA个即0.002 mol电子时，生成H2和Cl2的物质的量均为0.001 mol，则两极共产生0.002 mol气体。