人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后测评

第四章　第三节

A组·基础达标

1．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是(　　)

A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀

B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀

C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化

D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应

【答案】D

2．铁生锈是一种常见的自然现象，其主要反应的化学方程式为4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(　　)

A．① B．②　　

C．③ D．④

【答案】C

3．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　)

A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应

B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．具支试管中溶液pH逐渐减小

【答案】C　【解析】发生原电池反应时，生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面上升，B错误；导管内液面上升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳为正极，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。

4．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理，设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是(　　)

A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成

C．若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈

D．分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快

【答案】D　【解析】铁是负极，失电子被氧化成Fe2＋；在正极氧气得电子发生还原反应生成OH－，故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2的腐蚀速率快。

5．将一根较纯铁棒垂直没入水中，由于深水处溶氧量较少，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。

下列关于此现象的说法错误的是(　　)

A．铁棒AB段发生的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流，且方向是从AB段到BC段

C．向水中加入一定量硫酸钾固体后，对铁棒的生锈速率几乎无影响

D．产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同

【答案】C　【解析】铁在水中发生吸氧腐蚀，BC段作原电池负极，AB段作原电池正极，正极发生反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；腐蚀过程中电子从BC段流向AB段，电流方向为从AB段到BC段，B正确；向水中加入一定量的硫酸钾固体后，离子浓度增大，铁棒的生锈速率增大，C错误；此原电池的形成是由于铁棒所处的化学环境不同，D正确。

6．相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是(　　)

A B

C D

【答案】C

7．下列装置中电解质溶液均为稀硫酸。对铁防腐的防护而言，采用的是外加电流法的是(　　)

A B

C D

【答案】C

8．(2021·广东卷)钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(　　)

A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g

C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变

D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋

【答案】D　【解析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2＋＋2e－===Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋。

9．如图所示，液面上浮着一个空心铁球。

(1)数天后可观察到的现象是____(填字母)。

①铁球表面出现红棕色锈斑　②铁球表面出现黑色锈斑　③量筒内水位下降　④量筒内水位上升

A．①③ B．①④　　

C．②③ D．③④

(2)发生上述现象的原因是_____________________________________________(用反应式及必要的文字予以说明)。

【答案】(1)B　(2)铁球发生吸氧腐蚀，其负极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，Fe(OH)2继续发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O

B组·能力提升

10．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)

A．在酸性环境下，钢铁只能发生析氢腐蚀

B．金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原

C．轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法

D．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：Fe－3e－===Fe3＋，继而形成铁锈

【答案】C　【解析】弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀，A错误；金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化，B错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极上Fe失去电子生成Fe2＋，D错误。

11．(2020·广东汕头潮阳实验学校高二检测)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．这种方法称为外加电流法

【答案】C

12．验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。

下列说法不正确的是(　　)

A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化

C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼

【答案】D　【解析】对比②③可知，没有连接锌的Fe附近溶液在加入K3[Fe(CN)6]溶液后产生了蓝色沉淀，说明Zn保护了Fe，A正确；对比①②可知，铁氰化钾可能把Fe氧化为Fe2＋，并进一步与Fe2＋反应生成蓝色沉淀，B正确；①生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，因而不能用于验证Zn保护Fe，C正确；实验①中无论Fe作正极还是负极，Fe附近均产生蓝色沉淀，故将Zn换成Cu，无法证明Fe比Cu活泼，D错误。

13．用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于______________，反应的化学方程式为______________________________________；若用铝饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀叫做________________，反应原理是(写电极反应式)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】化学腐蚀　2Al＋6CH3COOH===2(CH3COO)3Al＋3H2↑　电化学腐蚀　负极：Al－3e－===Al3＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

14．下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：

(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为________(用甲、乙、丙填写)。

(2)通过甲、乙装置的对比说明铁粉中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。

(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为__________________________。

(4)针对乙、丙装置实验的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：________________________________________(写出一点即可)。

【答案】(1)乙　乙>甲>丙　(2)高

(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－

(4)将金属放在油脂或有机溶剂中(合理即可)