化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护备课课件ppt

《金属的腐蚀与防护》

题型一：化学腐蚀&电化学腐蚀

1．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。

2．下列四种情况里，铁的腐蚀速率最慢的是（      ）

A．      B．     C．      D．

【答案】C

【分析】金属的腐蚀速度顺序为：电解池阳极>原电池负极>原电池正极>电解池阴极；

【详解】根据分析可知铁做电解池阴极，外加电源的阴极保护腐蚀速度最慢，故答案为C

3．钢铁长时间与下列溶液接触，最容易发生吸氧腐蚀的是（      ）

A．醋酸溶液 B．氯化铵溶液

C．浓硫酸 D．食盐水

【答案】D

【详解】A．醋酸溶液呈酸性，钢铁长时间接触会发生析氢腐蚀，A不符合题意；

B．氯化铵溶液呈酸性，钢铁长时间接触会发生析氢腐蚀，B不符合题意；

C．浓硫酸与钢铁长时间接触，会在钢铁表面形成钝化膜，阻止金属的进一步腐蚀，C不符合题意；

D．食盐水溶液呈中性，钢铁与其长时间接触，会因溶解氧气而发生吸氧腐蚀，D符合题意；

故选D。

题型二：吸氧腐蚀&析氢腐蚀

4．对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较，合理的是（      ）

A．负极反应不同 B．正极反应相同

C．析氢腐蚀更普遍 D．都是电化学腐蚀

【答案】D

【分析】钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多，且腐蚀速度也快得多，在钢铁的电化学腐蚀中，在酸性条件下发生析氢腐蚀，在弱酸性、中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍。

【详解】A项、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极都是铁放电生成亚铁离子，负极反应相同，故A错误；

B项、钢铁的析氢腐蚀的正极是水膜中氢离子放电，吸氧腐蚀的正极是水膜中氧气放电，正极反应不同，故B错误；

C项、在钢铁的电化学腐蚀中，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故C错误；

D项、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，故D正确。

故选D。

【点睛】题考查了钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀，明确原电池原理是解本题关键。

5．关于下列各实验装置及药品的叙述中，正确的是（      ）

A．装置①可用于实验室制取少量  B．可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性

C．利用装置③验证铁的析氢腐蚀   D．装置④随关随停制氨气

【答案】A

【详解】A．二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应，装置①可用于实验室制取少量，A正确；

B．右侧为敞口体系，不能检验装置②的气密性，B错误；

C．铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境，C错误；

D．碱石灰中氢氧化钠溶于水、氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙，隔板不起作用，D错误；

故选A。

6．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：

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。

7．在潮湿的环境中，钢铁发生腐蚀的示意图如图所示。下列说法错误的是（      ）

A．图甲、图乙描述的分别是钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀

B．图甲、图乙中负极发生的反应均为Fe-3e-=Fe3+

C．图甲、图乙中正极反应不同的原因是电解质溶液的酸碱性不同

D．图甲、图乙中负极腐蚀的最终产物都是Fe2O3·xH2O

【答案】B

【详解】A．据图可知，图甲中Fe被腐蚀时生成氢气，为析氢腐蚀，图乙中Fe被腐蚀时吸收氧气，为吸氧腐蚀，A正确；

B．原电池中，Fe参与电极反应时，反应式为Fe-2e-=Fe2+，B错误；

C．一般情况下强酸性环境中铁发生析氢腐蚀，中性、碱性环境中发生吸氧腐蚀，即正极反应不同的原因是电解质溶液的酸碱性不同，C正确；

D．Fe被氧化为Fe2+后，继而生成Fe(OH)2，然后在潮湿环境中被氧气氧化为Fe(OH)3，再进一步转化为Fe2O3·xH2O，D正确；

综上所述答案为B。

8．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是（      ）

A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀

B．发生化学腐蚀时的正极反应为：2H++e—=H2↑

C．在化学腐蚀过程中没有氢气产生

D．发生电化学腐蚀时的负极反应为：Fe—2e—=Fe2+

【答案】C

【详解】由酸雨的pH平均为3.2可知，铁制品在酸性条件下即发生化学腐蚀也发生电化学腐蚀，以电化学腐蚀为主，主要发生析氢腐蚀，腐蚀过程中，铁做原电池的负极，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，铁制品中的碳做正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H++e—=H2↑，故选C。

题型三：金属的防护

9．金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值的2%~4%。下列有关说法错误的是（      ）

A．改变金属的结构，可将金属制成防腐的合金

B．喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化是金属防护的物理方法

C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿与金属的电化学防护有关

D．将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用

【答案】B

【详解】A．改变金属的结构，将金属制成防腐的合金可以减少金属腐蚀造成的损失，故A正确；

B．电镀或表面钝化时，有新物质生成，属于化学变化，故B错误；

C．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿是因为锌的金属性强于铜，锌铜构成的原电池中锌做负极被损耗，铜做正极被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；

D．将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用，该保护方法为外加直流电源的阴极保护法，故D正确；

故选B。

10．有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（      ）

A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀，负极均是Fe发生还原反应：Fe—2e—=Fe2+

B．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的阴极保护法

C．镀层破损后，镀锡铁板的镀层仍能对铁制品起保护作用，比镀锌铁板更耐腐蚀

D．将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

【答案】B

【详解】A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀中铁均为原电池的负极，都是铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式都为Fe—2e—=Fe2+，故A错误；

B．在海轮外壳连接锌块的方法为牺牲阳极的阴极保护法，目的是保护外壳不受腐蚀，故B正确；

C．镀层破损后，镀锡铁板中铁做原电池的负极，腐蚀速率加快，镀锌铁板中铁做正极被保护，则镀层破损后，镀锡铁板的镀层不能对铁制品起保护作用，过C错误；

D．将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连做电解池的阴极，以保护地下输油钢管不受腐蚀，故D错误；

故选B。

11．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（      ）.

A．图1中，铁钉易被腐蚀

B．图2中，滴加少量K3[Fe（CN）6]溶液，没有蓝色沉淀出现

C．图3中，形成了原电池，加速了铁锅、铁铲的腐蚀

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正极

【答案】C

【详解】A. 图1中，浓硫酸具有吸水性，能够干燥空气，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀，故A错误；

B. 图2中，铁作负极，生成亚铁离子，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，故B错误；

C. 图3中，形成了原电池，铁锅、铁铲作负极，发生吸氧腐蚀，加速了铁锅、铁铲的腐蚀，故C正确；

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负极，故D错误。

综上所述，答案为C。

【点睛】牺牲阳极的阴极保护法是原电池原理，让被保护的金属作阴极(即原电池正极)，外接一个比被保护的金属更活泼的金属作阳极(原电池负极)。

12．下列关于金属保护的说法中错误的是（      ）

A．图1是牺牲阳极的阴极保护法

B．图2中钢闸门表面发生还原反应

C．图1中的负极反应式是

D．两种保护法的共同点是被保护的钢闸门上均有电子流出

【答案】D

【详解】A．钢闸门连接锌块，Fe、Zn、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；

B．钢闸门连接锌块，Zn为原电池负极电子流出，水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，钢闸门表面发生还原反应，故B正确；

C．Fe、Zn、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Zn，负极反应是Zn-2e-═Zn2+，故C正确；

D．图1中，钢闸门连接锌块，Zn为原电池负极电子流出；图2中，钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，钢闸门上均没有电子流出，故D错误；

故选D。

13．在船体的钢铁外壳上镶嵌锌块可以有效避免船体遭受腐蚀。下列说法错误的是（      ）

A．镶嵌的锌块作原电池的负极

B．若不镶嵌锌块，钢铁在海水中易发生吸氧腐蚀

C．电子由船体的钢铁外壳向锌块移动

D．海水中阳离子向船体的钢铁外壳移动

【答案】C

【详解】A．锌比铁活泼，船体的钢铁外壳上镶嵌锌块，让镶嵌的锌块作原电池的负极，船体的钢铁外壳作正极，故A正确；

B．若不镶嵌锌块，由于海水是呈中性，因此钢铁在海水中一般易发生吸氧腐蚀，故B正确；

C．电子由锌块向船体的钢铁外壳移动，故C错误；

D．原电池“同性相吸”，则海水中阳离子向正极即船体的钢铁外壳移动，故D正确。

综上所述，答案为C。

题型四：金属的腐蚀与防护综合

14．下列各图所示装置不能达到实验目的的是（      ）

A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙，验证牺牲阳极的阴极保护法

C．图丙，在铁制品表面镀锌 D．图丁，验证铝和稀盐酸反应是放热反应

【答案】C

【分析】根据金属腐蚀的常见类型电化学腐蚀，实质是发生原电池反应，根据原电池中正负极的判断及环境判断发生的反应；金属的防护先判断是原电池的防护还是电解池的防护，再根据相应的电极反应判断是否正确。

【详解】A．饱和食盐水呈中性，发生吸氧腐蚀，A正确；

B．Zn做负极，铁做正极，海水做电解质，构成原电池，而铁被保护的一极，B正确；

C．溶液中有二价铁和二价锌，因为氧化性二价铁大于二价锌，所以在阴极铁上二价铁先得电子，故不是镀锌，C不正确；

D．铝和盐酸反应放热导致小试管的温度升高，大试管气体膨胀烧杯内导管口会有气泡产生，D正确；

故选答案C。

【点睛】电解池中电源的正负极接的两极对应阳极和阴极，电解质溶液中发生的反应实质是氧化和还原反应，根据微粒的氧化性和还原性判断反应的先后，从而判断电极反应。本题中重点考查金属的腐蚀和防护，实质考查氧化还原反应的相关知识点。

15．下列说法中正确的是（      ）

A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠

B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4

C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属

D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属

【答案】D

【详解】A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，由图示知，Y极连接电源负极作电解池的阴极，故Y附近能得到氢氧化钠，A错误；

B．铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，B错误；

C．电镀工业上，阴极Y是待镀金属，阳极X是镀层金属，C错误；

D．被保护金属对应的电极上应该发生还原反应，若为外加电流的阴极保护法，被保护金属应该作阴极，即Y极，D正确；

故答案选D。

16．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（      ）

A．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀

B．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加

C．将海水中钢铁闸门与电源的正极极相连，可防止闸门被腐蚀

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式为Fe-3e-=Fe3+

【答案】A

【详解】A．常温下，铁遇冷浓硝酸钝化，表面形成致密的氧化膜，保护内部不被腐蚀，A正确；

B．铅蓄电池放电时，负极电极反应式为：，正极电极反应式为：，所以正负极质量都增大，B错误；

C．钢铁闸门与电源的正极，做阳极，加快腐蚀，C错误；

D．析氢腐蚀时，铁在负极失去电子被氧化成Fe2+，而不是Fe3+，D错误；

故选A。

17．支撑海港码头基础的钢管桩，常采用图1、图2所示进行防腐，其中图1中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（      ）

A．图1该钢管桩的保护原理为外加电流的阴极保护法

B．两图中钢管桩均作为电子流入的电极

C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D．图1中，当海水的腐蚀性较强时，可适当增大外加电流的强度

【答案】C

【详解】A．图1该钢管桩的保护原理是外接一直流电源，其原理为外加电流的阴极保护法，故A正确；

B．左图钢管桩是连接电源的负极，作阴极，电子流入，而右图钢管桩作正极，电子流入的电极，故B正确；

C．高硅铸铁的作用是传递电流，高硅铸铁作为惰性阳极，不会损耗，故C错误；

D．在电压作用下，电子被强制流向被保护的钢管桩，图1中，当海水的腐蚀性较强时，产生的电流较强，因此被可适当增大外加电流的强度，故D正确。

综上所述，答案为C。

18．关于下列各装置图的叙述不正确的是（      ）

A．图①装置盐桥中KCl的移向甲烧杯

B．图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护

C．图③装置中开关由M置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

D．图④装置精炼铜，a极为精铜，b为粗铜，电解质溶液为溶液

【答案】D

【详解】A．图①装置Zn化合价升高，失去电子，作原电池负极，根据“同性相吸”原则，盐桥中KCl的移向甲烧杯，故A正确；

B．根据外接电源的阴极保护法，得到图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护，故B正确；

C．图③装置中开关由M置于N时，Zn作负极，Cu−Zn合金作正极，因此Cu−Zn合金的腐蚀速率减小，故C正确；

D．图④装置精炼铜，根据电流移动方向，得到a为阳极，b为阴极，因此a极为粗铜，b为纯铜，电解质溶液为溶液，故D错误。

综上所述，答案为D。

19．利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是（      ）

A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀速率

B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁的保护属于牺牲阳极的阴极保护法

C．若X为碳棒，开关K置于N处，铁的保护属于外接电流的阴极保护法

D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应

【答案】D

【详解】A．开关K置于M处，形成铁锌原电池，X为锌棒，为负极，铁为正极，可减缓铁的腐蚀速率，A正确；

B．开关K置于M处，形成铁锌原电池，X为锌棒，较活泼，为负极，铁为正极，利用牺牲阳极的阴极保护法保护铁，B正确；

C．开关K置于N处，形成电解池，铁接电源的负极形成电解池的阴极被保护，属于外接电流的阴极保护法，C正确；

D．开关K置于N处，X极接电源的正极，形成电解池的阳极，发生氧化反应，D错误；

故选D。