人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后复习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后复习题，共8页。
一、金属的腐蚀
1．金属腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。温度对化学腐蚀的影响很大。
②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
2．钢铁的电化学腐蚀
由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
【核心归纳】
1．金属腐蚀快慢比较
(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快。
二、金属的防护
1．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。例如，把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品。
2．在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。
(1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。
(2)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
(3)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。
(4)利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。
(5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜。
3．电化学保护法
(1)牺牲阳极的阴极保护法：应用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连。
(2)外加电流法：利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极。在电解质溶液里，接外加直流电源。
【核心归纳】
【必备知识基础练】
1．（2024上·甘肃酒泉·高二统考期末）关于如图所示各装置的叙述正确的是
A．图1支撑海港码头基础的钢管桩与电源相连，以防止被海水腐蚀
B．图2铁钉发生析氢腐蚀，导管中水面下降，负极反应为
C．图3装置可在铁件表面镀铜，溶液浓度不变
D．用图4装置精炼铜，b极为精铜，电解质溶液为溶液
2．（2024上·河北石家庄·高二石家庄二中阶段练习）糕点包装中常见的脱氧剂成分为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+
C．脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-
D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
3．（2024上·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末）下列有关电化学原理的说法正确的是
A．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫牺牲阳极法
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．电解精炼铜时，可以从阴极泥中提炼金、银等贵金属
D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬、镍
4．（2023上·陕西渭南·高二渭南市杜桥中学校考期中）随着全球经济的不断发展汽车的使用越来越普及，已经成为现代社会重要的交通工具。但是汽车腐蚀已经成为当今社会不可避免的问题，汽车腐蚀不仅造成巨大的经济损失，物质和能源浪费，而且还会造成环境污染和交通事故。汽车腐蚀主要是构成汽车的钢材的腐蚀。
在空气中，如图所示的四种情况里，铁的腐蚀速率最快的是
A．B．C．D．
5．（2023上·黑龙江·高二黑龙江实验中学校考阶段练习）化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A．用硫酸铁除去水中的悬浮物
B．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀。
C．铅蓄电池在充电时，其正极与外接电源的正极相连
D．明矾可用作净水剂和消毒剂
6．（2023上·云南·高二云南师大附中校考阶段练习）出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁)，现藏于广州博物馆，该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字，剑色为水银古，时至如今，依然锋利。剑脊含铜量较多，韧性好，不易折断；刃部含锡高，硬度强，可见其性能优异，锻造技术优良。已知：剑在地下因构成原电池发生了腐蚀，导致生锈()。下列叙述错误的是
A．铁与铜、锡构成原电池时，铁为负极
B．铁发生的电极反应为
C．生活中，为了防止铁板被腐蚀，可以在铁板上镀铜或者镀锌，镀锌效果更好
D．铜碳合金在强酸性条件下不会发生析氢腐蚀
【关键能力提升练】
7．（2024上·辽宁·高二校联考期末）用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是
A．整个过程中，铁粉作为负极电极反应式均为：
B．时，只发生析氢腐蚀，正极电极反应式为：
C．时，正极电极反应式为：和
D．将均匀覆盖铁粉和碳粉的滤纸更换为只均匀覆盖纯铁粉的滤纸，压强随时间变化的曲线走势与原图相同
8．（2024上·山东济宁·高三统考期末）下图所示的实验操作中，能达到相应目的的是
9．（2024上·河北石家庄·高二石家庄精英中学阶段练习）钢铁闸门的防护方法有多种，下列对于图中的防护方法描述错误的是
A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应
B．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法
C．a、b以电源连接，辅助电极的材料可能含有Cu
D．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门
10．（2023上·河北石家庄·高二正定中学校联考阶段练习）某小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：
下列说法正确的是
A．实验Ⅱ中5min时出现红色区域，说明铁钉腐蚀速率比Ⅰ快
B．实验Ⅱ中正极的电极反应式为
C．若将Ⅱ中Zn片换成Cu片，推测Cu片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色
D．实验Ⅰ如果使用纯铁材质铁钉腐蚀速率会更快
11．（2024上·吉林·高二四平市第一高级中学校联考期末）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A．图①中往Fe电极区滴入2滴硫氰化钾溶液，溶液变红
B．图②中铁丝容易生成Fe2O3·xH2O C．图③中M可用石墨代替
D．图④中若电源断开，闸门易发生吸氧腐蚀
12．（2024上·河北石家庄·高二石家庄精英中学阶段练习）近日，三星堆文化与青铜文明学术研讨会在德阳广汉市举行，研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生腐蚀的原理示意图如图甲和图乙。下列说法错误的是
A．图甲可知青铜器生锈发生的是化学腐蚀
B．图甲可知铜锈的主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl
C．图乙中c青铜基体作原电池负极，发生氧化反应
D．图乙生成a多孔粉状锈的离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu(OH)3Cl↓
13．（2024上·吉林长春·高二长春市第二中学校考期末）下列叙述中不正确的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈
C．在铁制品上镀铜时，铁制品为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
14．（2023上·福建福州·高二福建省福州格致中学校考期中）电化学在实际生活生产中十分常见，如金属的腐蚀及防护，利用电化学合成物质、处理废水等等。
(1)按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示，之间主要发生 (填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，其正极反应式为 。
(2)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将作阳极置于一定浓度的溶液中，一定条件下，钝化形成致密氧化膜，试写出该阳极的电极反应 。
(3)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗。
①离子交换膜应选择 离子交换膜(填“阴”或“阳”)
②反应的总化学方程式为 。
③当电路中通过电子时，右侧溶液质量 (填“增加”或“减少”) 。
【学科素养拔高练】
15．（2022上·北京·高二北京十五中校考期中）某小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了实验。
(1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是 (填实验序号)。
(2)实验小组将实验④中氯化钠溶液分别替换为pH=2和pH=4的盐酸溶液。在密闭容器中，分别用压强传感器记录实验过程中的压强变化，如图所示。
下列说法正确的是 (填字母，下同)。
a．两容器中负极反应均为Fe－2e⁻=Fe2+
b．曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化
c．在弱酸性溶液中，铁钉能发生吸氧腐蚀
d．曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e⁻+2H2O=4OH⁻
(3)电化学原理在保护海水中钢闸门中有广泛应用。

①图1的保护方法是 。
a．牺牲阳极法 b．外加电流法
②为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，图1中材料B可以选择 。
a．碳棒 b．锌板 c．铜板
③图2中，钢闸门C应连接直流电源的 (填“正”或“负”)极。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
示意图
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
水膜环境
在酸性环境中
水膜酸性很弱或呈中性
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
2Fe－4e－===2Fe2＋
正极反应
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
总反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
联系
吸氧腐蚀更普遍
A．验证铁钉的吸氧腐蚀
B．测定的溶解度
C．探究浓度对反应速率的影响
D．制备氢氧化铁胶体
实验
装置
5min时现象
25min时现象
Ⅰ
铁钉表面及周边未见明显变化
铁钉周边出现少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成
Ⅱ
铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化
铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现，锌片周边未见明显变化
序号
①
②
③
④
实验