1、第3节 金属的腐蚀与防护A级基础达标练一、选择题1如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(C)ABCD解析：实质均为原电池装置。中Fe为正极被保护；中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性的差别比Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe被腐蚀得快；中发生化学腐蚀。2铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑，在此变化过程中不发生的反应是(A)AFe3e=Fe3BO22H2O4e=4OHC4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3D2FeO22H2O=2Fe(OH)2解析：铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑，发生电化学腐蚀，负极上铁失去电子生成Fe2，正极上氧气得到电
2、子，且Fe(OH)2易被氧化，负极反应为Fe2e=Fe2，B、C、D均可发生，故选A。3下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是(A)A纯银器的表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗B当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍D相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀解析：银和空气中H2S反应生成黑色Ag2S，发生化学腐蚀渐渐变暗，A项错误；由于锌比铁活泼，形成原电池，锌作负极，铁作正极仍被保护，B项正确；金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更常见，C项正确；相对于内河河水，海水中电解质浓度大，海轮更易被腐蚀，D项正确。4如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程的模型，以
3、下有关说法正确的是(D)A该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B正极为C，发生的反应为氧化反应C在强酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D正极反应为2H2OO24e=4OH解析：钢铁中含有铁和碳，在潮湿环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极，由图示看发生的是吸氧腐蚀，即在强酸性条件下发生析氢腐蚀，中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，正极发生还原反应，反应式为：O24e2H2O=4OH，故选D。52019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰正式交付海军。为了保护舰艇(主要是铁合金材料)在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是(C)A这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的保护法B金属块R可能是镁或锌C海水呈弱碱性，舰艇
4、在海水中易发生析氢腐蚀D正极反应式为O22H2O4e=4OH解析：原电池中作正极的金属被保护，这种保护法叫牺牲阳极的保护法，A项正确；金属块R必须比铁活泼作负极，镁或锌均可，B项正确；海水呈弱碱性，易发生吸氧腐蚀，正极反应为O24e2H2O=4OH，C错，D对，故选C。6下列现象与电化学腐蚀无关的是(C)A生铁比纯铁更容易生锈B黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿C纯银饰品久置表面变暗D铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈解析：生铁中有铁和碳，在潮湿空气中能构成原电池，易被腐蚀而生锈，A不选；黄铜(铜锌合金)，锌作负极，Cu被保护，B不选；纯银饰品久置变暗，Ag与空气中H2S反应生成黑色Ag
5、2S，属于化学腐蚀，选C；铁质器件附有铜质配件，铁作负极易生锈，不选D。二、非选择题72018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰“经远舰”。已知：正常海水呈弱碱性。(1)“经远舰”在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_Fe2e=Fe2_。(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的保护法”对舰船水下遗址进行了处理。考古队员贴在舰体上的材料块可以是_a_(填字母)。a铝锌合金b石墨c铅d铜采用“牺牲阳极的保护法”后，水下舰体上正极的电极反应式为_O24e2H2O=4OH_。(3)考古队员将舰船上
6、的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防护原理：_脱盐、干燥处理破坏了原电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成原电池而发生电化学腐蚀_。解析：(1)海水呈弱碱性，钢铁在中性或弱碱性条件下发生吸氧腐蚀，负极上铁失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe2e=Fe2。(2)采用“牺牲阳极的保护法”对舰船进行保护，需要选用活泼性比铁强的金属作负极，故选a。采用“牺牲阳极的保护法”后，铁为正极，海水呈弱碱性，在中性或弱碱性条件下发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH。(3)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采
7、取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀，脱盐、干燥处理破坏了原电池的构成条件，使之缺少了电解质溶液，使文物表面无法形成原电池而发生电化学腐蚀。8电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。(1)钢铁在海水中容易发生电化学腐蚀，负极反应式是_Fe2e=Fe2_。图1中，为减缓钢闸门的腐蚀，材料B可以选择_Zn_(填“Zn”或“Cu”)。(2)图2为钢铁防护模拟实验装置，则铁作_阴_极，检测钢铁保护效果的方法是取少量铁电极附近的溶液于试管中，_滴加铁氰化钾(或K3Fe(CN)6)溶液，若无蓝色沉淀产生_，则说明保护效果好。(3)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图3所示：a、b为多孔石
8、墨电极，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。a的电极反应式是_H22OH2e=2H2O_；若电池共产生20 mol水，则电路中通过了_40_mol的电子。解析：(1)负极失去电子发生氧化反应，注意电极反应中，铁失去电子一定生成二价铁，反应式为Fe2e=Fe2；为了减缓海水对钢闸门的腐蚀，材料B的活泼性应该强于铁，作负极，才能满足牺牲阳极的保护法，故选Zn。(2)外加电流的阴极保护法，铁应该与电源的负极相连，作阴极。溶液中没有亚铁离子则保护效果好，检验无亚铁离子的方法和现象是滴加铁氰化钾(或K3Fe(CN)6)溶液，若无蓝色沉淀产生，则说明保护效果好。(3)a极氢气失电子作负极，反应式为H
9、22OH2e=2H2O。由总反应2H2O2=2H2O可得：2H2O4e，则当产生20 mol水时，电路中通过了40 mol的电子。B级能力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法不正确的是(CD)A在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快解析：当pH4，酸性强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A项正确；pH6，酸性较弱，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B
10、项正确；pH14强碱性溶液中吸氧腐蚀正极反应为：O24e2H2O=4OH，C项错误；煮沸除氧的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率减慢，D项错误。2铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，如图。下列说法不正确的是(A)A腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H2e=H2B若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀C若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀D若将该铜板与直流电源负极相连，则铁铜均难被腐蚀解析：A项，根据图示可知左侧Cu上发生吸氧腐蚀，右侧Cu上发生析氢腐蚀，则两个铜极上的反应是O24e4H=2H2O,2H2e=H2，错误；B项，若水膜中溶有食盐，增加吸氧腐蚀介质的导电性，将加快
11、铁铆钉的腐蚀，正确；C项，在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，正确；D项，若将该铜板与电源负极相连，相当于外界电子由铜电极强制转送给铁，从而抑制铁失电子而不易被腐蚀，正确。3研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是(AB)A图1：b点溶液变红B图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重C图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀D图2：正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH解析：食盐水的边缘处与空气接触，氧气得电子，故a处电极方程式为：O24e2H2O=4OH，a点溶液变红，A错误；a点与空气接触，氧气得电子发生还原反应，a点为正极，b点为负极，负极
12、被腐蚀，所以b点的铁比a点的铁腐蚀严重，B错误；Fe和Zn形成原电池、Zn为负极，铁为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，C正确；图2中发生吸氧腐蚀，正极反应式为O24e2H2O=4OH，D正确。4某同学进行以下实验：操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和K3Fe(CN)6的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是(AD)A生铁片发生析氢腐蚀B中心区域：Fe2e=Fe2C边缘处：O22H2O4e=4OHD交界处：4Fe2O210H2O=4Fe(OH)38H解析：生铁片边缘处为红色，说明生成了OH：O
13、22H2O4e=4OH，生铁片发生吸氧腐蚀，A项不合理，C项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2，B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁分解生成铁锈，D项不合理。5某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图甲)从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化结果如图乙，下列叙述错误的是(C)A图丙中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示B图乙中，t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀C碳粉表面的电极反应式只有O24e2H2O=4OHD若将丙图中的C换成Z
14、n，铁的腐蚀速率会大大降低，这是利用了牺牲阳极的保护法二、非选择题6钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_BD_。(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，如图。请回答：铁棒应与电源的_负_(填“正”或“负”)极相连，B电极的电极反应式是_Cu22e=Cu_。若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为10.24 g，则电镀时电路中通过的电子为_0.16_mol。电镀结束后CuSO4溶液的浓度_不变_(填“变大”“变小”或“不变”)。镀
15、层破损后，铁不易被腐蚀的是_B_(填序号)。A镀铜铁B镀锌铁C镀锡铁解析：(1)铁作原电池的正极或电解池的阴极时可防止被腐蚀，B为原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，D为电解池，铁与电源的负极相连，作阴极被保护。(2)在铁件上镀铜时，铜作阳极，与正极相连，铁棒作阴极，B电极为阴极，阴极发生还原反应，Cu2得电子生成Cu：Cu22e=Cu；A电极为阳极，发生氧化反应，阳极反应式：Cu2e=Cu2，故阳极固体质量减少，阴极固体质量增加，二者质量差为10.24 g，则阴极表面增加的铜的质量为5.12 g，转换为物质的量为0.08 mol，已知每生成1 mol铜转移2 mol电子，故电路中通过的电子为0.16 mol；A电极为阳极，发生氧化反应，阳极反应式：Cu2e=Cu2，这样溶液中铜离子的浓度就不会改变；镀层破损后，镀铜铁、镀锡铁形成的原电池中铁作负极，腐蚀加快，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护。
