1、1-3-3 金属的腐蚀与防护1关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A金属被腐蚀的本质是MnH2O=M(OH)nH2B马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，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【答案】C【解析】A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为Mne=Mn；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe2e=Fe2，铁先被腐蚀；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀。2下列事实与电化学腐蚀无关的是()A光亮的自行车钢圈不易生锈B黄铜(Cu、Zn合金)制的铜
2、锣不易生锈C铜、铝电线一般不连接起来作导线D生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈【答案】A【解析】B、C、D项均与原电池有关，能用电化学知识来解释，故选A。3出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜低B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【答案】D【解析】锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点都低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度都大，可判断A对；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，
3、B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D错。4下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是()A铁为正极B碳为正极C溶液中氢离子浓度不变D析氢腐蚀在任何溶液中都会发生【答案】B5在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()Fe由2价转化成3价O2被还原产生H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3xH2O杂质C被氧化除去A BC D【答案】A【解析】本题考查的是金属吸氧腐蚀的原理。铁能发生吸氧腐蚀，是由于铁所吸附的水膜中溶解了O2，不纯的Fe与之构成原电池，其中Fe为负极：2Fe4e=2Fe2，碳为正极：O22H
4、2O4e=4OH，但铁中的杂质碳因性质稳定而未被氧化；又因溶液的酸性弱，H未发生反应生成H2，而是O2被还原生成OH：O22H2O4e=4OH。4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe由2价转化为3价，然后Fe(OH)3失水，生成铁锈Fe2O3xH2O。因此正确。6钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下说法正确的是()A负极发生的反应为Fe2e=Fe2B正极发生的反应为2H2OO22e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】A【解析】从电池反应式可知，Fe失电子转变成Fe2，Fe
5、为负极，A项对；正极反应式为2H2OO24e=4OH，B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；水面的O2浓度较水下浓度高，水面处的金属更易被腐蚀，D项错。7如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【答案】B【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水水柱两边的液面变为左高
6、右低，故B项错。8下列金属的防护方法不正确的是()A对健身器材涂油漆以防止生锈B对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C用牺牲锌块的方法来保护船体D自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈【答案】B【解析】“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。9下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是()A在钢铁制品表面镀一层金属锌B将钢铁制品放置在潮湿处C在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构D将钢铁制品与电源负极相连【答案】B10为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水
7、中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极【答案】C【解析】A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极。11镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_。(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_。(4)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为_；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因
8、是_。【答案】(1)Mg2H=Mg2H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe(3)2H2OO24e=4OH(4)Al3e=Al3铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”【解析】(3)属于钢铁的吸氧腐蚀；(4)属于牺牲阳极保护法。12对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电
9、极反应式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。【答案】(1)2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2b2Al3H2O6e=Al2O36H(2)补充溶液中的Cu2，保持溶液中Cu2的浓度恒定(3)N牺牲阳极保护法【解析】(1)铝与碱反应产生H2，离子方程式为2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2；通CO2气体，可以让溶液中的 Al(OH)4全部转化为Al(OH)3沉淀。阳极材料是铝，属于活泼金属电极，电极本身参与反应
10、，反应过程中失去电子而生成Al2O3。电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属铝提供了氧元素，所以电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H。(2)电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，镀层金属的盐溶液作电解液。(3)X为碳棒时，接M时，Fe作负极，被腐蚀；接N时，Fe作阴极，被保护。X为Zn时，接M时，形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，属于牺牲阳极保护法。13钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是_。(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_(填序号)。(3)在实际
11、生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：_。【答案】(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)BD(3)铜Cu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀【解析】(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(2)为防止铁棒腐蚀，
12、一般采用牺牲阳极保护法和外加电流阴极保护法。(3)为在铁表面镀铜，需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol 铜时两电极的质量差为(6464) g128 g，转移2 mol 电子，当质量差为5.12 g时，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，镀铜铁中铁为负极，加速铁的腐蚀。14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：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月
13、铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是_(填实验序号)；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_；(2)由该实验可知，可以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、6Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保
14、护层法，牺牲阳极保护法等【解析】解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，而发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe2e=Fe2，正极反应是O22H2O4e=4OH。解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极保护法、外加电流阴极保护法，还可把铁制
15、成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。15某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_；铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_；实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_；实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。【答案】(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O24e2H2O=4OH煮沸(或除去氧气)隔绝空气(或防止氧气与铁接触)吸收水蒸气(或干燥、保持试管内干燥环境)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或氧气参与反应、消耗了氧气)使气体体积减少，试管内压强减小不能【解析】本题主要考查如何分析铁钉所处的环境对铁钉的腐蚀起到促进还是抑制作用，从而得出铁生锈的条件。
