1、金属的腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1有关金属腐蚀的论述，正确的是(D)A金属的腐蚀一定伴有电流的产生BFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C发生化学能转变为电能的腐蚀时，较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子解析：金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普通的一种金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。2镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是(B)有5.6 g金属被腐蚀有6.5 g金属被
2、腐蚀在标准状况下有2.24 L气体放出在标准状况下有1.12 L气体放出A B C D解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn2e=Zn2，有0.2 mol电子转移，就有0.1 mol Zn溶解，在正极上：2H2e=H2，生成0.1 mol H2。3.利用如图装置进行实验，开始时，U形管两边液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法中不正确的是(D)A左侧发生吸氧腐蚀，右侧发生析氢腐蚀B一段时间后，左边液面高于右边液面Ca、b两处具有相同的负极反应式：Fe2e=Fe2Da处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小解析：左侧电解质溶液呈中性，因此发生吸氧腐蚀，右侧电解质溶液显酸性，因此发生析氢腐蚀，故
3、A正确；左侧发生吸氧腐蚀，气体压强减小，右侧发生析氢腐蚀，产生气体，气体压强增大，因此左侧的液面高于右侧，故B正确；吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe2e=Fe2，故C正确；a处正极反应式为O22H2O4e=4OH，溶液中c(OH)增大，pH增大，b处消耗H，c(H)减小，pH增大，故D错误。4我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法中不正确的是(C)A腐蚀过程中，负极是cB正极反应是O24e2H2O=4OHC若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则
4、理论上消耗氧气的体积为0.224 L(标准状况)D环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl解析：根据原理示意图，此腐蚀是铜的吸氧腐蚀，铜为负极，即c为负极，故A正确；根据原理示意图，正极上氧气得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH，故B正确；nCu2(OH)3Cl0.02 mol，根据铜原子守恒得n(Cu2)0.04 mol，根据得失电子守恒得关系式：2Cu24eO2，则n(O2)0.02 mol，V(O2)0.02 mol22.4 Lmol10.448 L，故C错误；负极反应为C
5、u2e=Cu2，正极反应为O22H2O4e=4OH，则在孔口生成多孔粉状锈的离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl，故D正确。5下列说法中正确的是(C)A钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原解析：钢铁中因含杂质，容易形成原电池，发生电化学腐蚀，但并不是所有合金都不耐腐蚀，如不锈钢，故A错误；当金属作正极时，可以避免腐蚀，故B错误；钢铁电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，主要区别在于水
6、膜的酸性不同，故C正确；金属被腐蚀，化合价升高，被氧化，故D错误。6将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如下图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是(B)A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu2e=Cu2解
7、析：本题考查原电池、钢铁的吸氧腐蚀等知识。依题意，可判断中心区a为原电池的负极，液滴边缘处O2含量较多，是原电池的正极，A中Cl在电池工作时向负极(a)移动，A项错误；B项显然正确；C中Fe失电子被氧化而被腐蚀，故C项错误；D中因Fe比Cu活泼，充当负极的是Fe，负极反应为Fe2e=Fe2，故D项错误。7将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述中错误的是(A)Ab中铁钉附近呈现红色Ba中铁钉附近出现蓝色沉淀Cb中发生吸氧腐蚀Da中铜丝附近有气泡产生解析：A项，Al比Fe活泼，b中Al为负极，Fe为正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，铁钉上的电极反应式为O24e2H
8、2O=4OH，没有Fe3生成，溶液不会变红，错误；B项，Fe比Cu活泼，a中Fe为负极，Cu为正极，溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，铁钉上的电极反应式为Fe2e=Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6反应产生蓝色沉淀，正确；C项，b中溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，正确；D项，a中为析氢腐蚀，Cu为正极，铜丝上的电极反应式为2H2e=H2，故铜丝附近有气泡产生，正确。8在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法中正确的是(D)A按图装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B图是图所示装置的原理示意图，图的正极
9、材料是铁C铝制品表面出现白斑可以通过图装置进行探究，Cl由活性炭区向铝箔表面区迁移，并发生电极反应：2Cl2e=Cl2D图装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析：如果加热具支试管则管内气体受热膨胀，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故A错误；铁作负极，故B错误；负极反应式为Al3e=Al3，正极反应式为O22H2O4e=4OH，总反应式为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，故C错误，D正确。9我国某大城市某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平均值为3.2。在这种环境中的
10、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(B)A此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2OO24e=4OHC在化学腐蚀过程中有氢气产生D发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe2e=Fe2解析：酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为2H2e=H2。10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)。下列叙述中错误的是(B)A图乙中，t2 s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B碳粉表面的电极反应式只有2H2OO24
11、e=4OHC碳粉表面一定发生了还原反应D图丙中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示解析：t2 s时容器中的压强小于起始压强，原因是当醋酸中的氢离子放电结束后，电解质溶液呈弱酸性，此时发生吸氧腐蚀，故A正确；根据图乙，开始时气体的压强增大，发生了析氢腐蚀，故B错误；铁粉和碳粉构成的原电池中，碳是正极，发生还原反应，故C正确；铁粉和碳粉构成的原电池中，铁是负极，失去电子，故D正确。二、非选择题(50分)11(16分)如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。(1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于电化学(填“化学”或“电化学”)腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈弱酸性或中性，发生吸氧(填“析
12、氢”或“吸氧”)腐蚀，写出电极反应：负极2Fe4e=2Fe2，正极O22H2O4e=4OH。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈较强的酸性，发生析氢(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，写出电极反应：负极Fe2e=Fe2，正极2H2e=H2。(4)若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在溶液乙(填“甲”或“乙”)中腐蚀的速率快。解析：铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，在有电解质溶液存在条件下，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀，依据腐蚀的条件、原理及结果可知，试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，是发生吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内压强增大，生成气体，是发生析氢
13、腐蚀的结果，据此写出电极反应。对于同一金属来说，在强电解质溶液中腐蚀的速率大于在弱电解质溶液中腐蚀的速率。12(20分)装置甲、乙、丙的烧杯中都盛有稀硫酸。(1)装置丙中的Fe电极上的电极反应式是2H2e=H2。(2)装置乙中被腐蚀的金属是Fe(填元素符号)，比较装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是乙甲丙。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图丁。请回答下列问题：A电极对应的金属是铜(填元素名称)，B电极的电极反应式是Cu22e=Cu。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：镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电
14、池中铁作正极被保护。(4)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化学腐蚀的类型为吸氧腐蚀。图中A、B、C三点附近的区域内，腐蚀最严重的是B(填字母)。解析：(1)装置丙构成了原电池，由于金属活动性：ZnFe，所以Fe为正极，在正极Fe上H得电子生成H2，电极反应式是2H2e=H2。(2)装置乙构成了原电池，由于金属活动性：FeSn，所以装置乙中被腐蚀的金属是活动性较强的Fe。装置甲是Fe与稀硫酸直接发生反应，装置乙构成原电池，首先被腐蚀的是Fe，腐蚀速率比甲快；装置丙构成原电池，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到了保护，所以装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是乙甲丙
15、。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。A电极是阳极，为镀层金属铜，B电极是镀件铁，B电极对应的电极反应式是Cu22e=Cu。当镀层破损后，由于金属活动性：ZnFeCu，所以镀铜铁中铁为负极，首先被腐蚀；而镀锌铁中铁为正极，首先被腐蚀的是锌，铁得到了保护，因此镀铜铁更容易被腐蚀。(4)钢铁在海水中发生的是吸氧腐蚀；A点不与海水接触，在海水中B点的氧气浓度比C点大，发生的吸氧腐蚀速率最快，腐蚀最严重。13(14分)铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右
16、，观察到的实验现象为：直试管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试完成下列问题：(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于电化学腐蚀，能表示其原理的反应方程式为负极：2Fe4e=2Fe2、正极：2H2OO24e=4OH也可写总化学方程式：多写Fe(OH)2Fe(OH)3的化学方程式也不算错。(2)仪器A的名称为球形干燥管，其中装的药品可以是碱石灰(或无水CaCl2)，其作用是干燥O2。(3)由此实验可知，该类铁生锈的条件为与O2、H2O接触。决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气浓度。解析：钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直试管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必需前提，直试管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响铁生锈快慢的一个重要因素。
