1、课时分层作业(七)金属的腐蚀与防护 (建议用时：40分钟)合格过关练1在下列各种情况下，埋在地下的输油铸铁管道的腐蚀速率最慢的是()A在潮湿疏松的酸性土壤中B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中D在含碳较多、潮湿透气的土壤中CA项易发生析氢腐蚀，B项易发生吸氧腐蚀，D项易发生电化学腐蚀，故A、B、D项都加快了铸铁管道的腐蚀速率。本题选C。2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O22H2O4e=4OHB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O
2、2，前者铁锈出现得快D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快；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增加，加快腐蚀速率；若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈。3为了避免青铜器生成铜绿，下列方法中正确的是()将青铜器放在银质托盘上将青铜器保存在干燥的环境中将青铜器保存在潮湿的空气中在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜ABCDCCu比Ag活泼，将青铜器放在银质托盘上，构成原电池时青铜器作负极，青铜器更易被腐蚀，错误；将青铜器保存在干燥的环境中，可避免其与空气中的水
3、接触，不易被腐蚀，正确；青铜器在潮湿的空气中易被腐蚀，错误；覆盖防渗的高分子膜可以隔绝潮湿的空气，正确。4家用炒菜锅用水清洗放置后，会出现红棕色的锈斑。在此变化过程中不可能发生的化学反应是()A4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3B2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C正极反应式：2H2OO24e=4OHD负极反应式：Fe3e=Fe3D在潮湿的环境中铁发生电化学腐蚀，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2OO24e=4OH，总反应式为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。故D项错误。5下列表面上镀有金属保护层的铁板中
4、，当镀层破损后，在相同条件下最不易被腐蚀的是()A镀锌铁板 B镀锡铁板C镀银铁板D镀铜铁板A铁板在镀层破损后不易被腐蚀，是指镀层破损后仍能对铁板构成有效保护。A项，铁板镀锌，镀层破损后发生电化学腐蚀时，锌为负极，铁为正极，铁被保护；B、C、D项，锡、银、铜不如铁活泼，镀层破损后发生电化学腐蚀时，铁为负极，失去电子被氧化，从而加速了铁的腐蚀。综上所述，A项符合题意。6(双选)下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是()A铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀B铁只能发生析氢腐蚀C铜只能发生吸氧腐蚀D吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍CD在金属活动性顺序表中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢
5、腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，故A项错误、C项正确；铁既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀，故B项错误；在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故D项正确。7如图所示，将拴有金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到靠近金属条的溶液出现粉红色。则该金属条可能是()A铜 B镁C铝 D锌A由题给现象可知，该金属条上发生反应2H2OO24e=4OH，则该金属条为正极，负极为Fe，故正极为比铁活泼性弱的金属，故本题选A。8一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法错误的是()A当pH6时，碳钢主要发生吸氧腐
6、蚀C当pH14时，正极反应式：O24H4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓C在pH4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，A正确；在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为O22H2O4e=4OH，B正确；在pH14的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e=4OH，C错误；在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确。9某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失，拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说
7、法正确的是()A在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生吸氧腐蚀B在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过导线流向钢管C在潮湿的酸性土壤中H向金属棒M移动，抑制H与铁的反应D钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以达到减缓腐蚀钢管的目的B在酸性环境下，钢铁主要发生析氢腐蚀，A项错误；金属棒M、钢管在酸性土壤中形成原电池，其中金属棒M作负极，失去电子，失去的电子通过导线流向钢管，钢管作正极被保护，B项正确；在潮湿的酸性土壤中，存在大量H，H移动到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，抑制H与铁的反应，C项错误；若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源正、负极，则钢管作阳极，腐蚀速率加快，D项错误
8、。10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。请回答下列问题：(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极_，正极_。(2)为了降低某水库的铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_(填序号)。甲乙A铜B钠 C锌D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极上。解析(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接比铁活泼的金属时，活泼的金属作负极被氧化，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极保护法。Na与水会剧烈反应，本题应该选用锌。(
9、3)图乙所示方案属于外加电流阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。答案(1)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)C(3)负11某研究小组对铁生锈的条件进行探究。请回答下列问题：(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图所示)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过分析上述实验现象，可得出铁生锈的外部条件是_；铁钉发生电化学腐蚀的正极反应式为_；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)乙同学设计了实验D(如图所示)，一段时间后，发现试管中的液面升高，其原因是_。解析对比A
10、、B、C中现象可知铁生锈的外部条件是有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)。铁钉生锈所处的环境为中性环境时，发生吸氧腐蚀，正极反应式为O24e2H2O=4OH。答案(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O24e2H2O=4OH煮沸隔绝空气(或防止氧气与铁接触)吸收水蒸气(2)铁腐蚀吸收氧气，造成试管内气体体积减小，试管内压强减小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：以铝材为阳极，在H2SO4溶液中通电，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。(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)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。
11、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，该电化学保护法称为_。解析(1)活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H。(3)若X为碳棒，则只能用外加电流阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理为牺牲阳极保护法。答案(1)2Al3H2O6e=Al2O36H(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极保护法素养培优练13由图分析，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中Cl均向Fe电极移动C和中负极反应均是Fe2e=
12、Fe2D和中正极反应均是O24e2H2O=4OHA两个原电池中正极金属Fe(中)、Cu(中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确。 中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误。中负极反应式为Zn2e=Zn2，C项错误。中正极反应式为2H2e=H2，D项错误。14(素养题)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A通电时，锌环为阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应：2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应：Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀C通电时，锌
13、环连接电源正极，所以锌环为阳极，发生氧化反应，A正确；通电时，阴极上溶液中水电离的氢离子得电子，所以发生的电极反应为2H2O2e=H22OH，B正确；断电时形成原电池，锌环失电子作负极，电极反应为Zn2e=Zn2，C错误；断电时锌环作负极被腐蚀，铁帽作正极被保护，属于牺牲阳极保护法，D正确。15生铁在pH2和pH4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如图所示。下列说法中不正确的是()A两容器中负极反应均为Fe2e=Fe2B曲线a记录的是pH2的盐酸中压强的变化C曲线b记录的容器中正极反应是O24e2H2O=4OHD在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐蚀C生铁在pH2和
14、pH4的盐酸中均构成原电池，铁作负极，失电子被氧化生成Fe2，故A正确；根据图像可知，曲线a压强逐渐增大，气体增多，说明有氢气生成，即发生的是析氢腐蚀，所以曲线a记录的是pH2的盐酸中压强的变化，故B正确；曲线b压强逐渐减小，气体减少，说明发生的是吸氧腐蚀，氧气在正极得电子，pH4的盐酸呈酸性，则正极反应为O24e4H=2H2O，故C错误；在强酸性溶液中生铁发生析氢腐蚀，在弱酸性溶液中生铁发生吸氧腐蚀，故D正确。16关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：Fe2e=Fe2He=H 4HO2=2H2O4Fe2O2(42x)H2O=2Fe2O3xH2O8H试根据以上过程回答下列问题：(1)根据以上机
15、理，判断下列说法正确的是_(填序号，下同)。A以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀B从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂 C反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化D从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀(2)某铁件需长期浸于水下，为了减缓腐蚀，采取的下列措施正确的有_。A给铁件铆上一些锌板B给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金D在铁件表面涂上一层较厚的沥青(3)质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为_L，生锈后铁件的质量为_g(已知铁锈Fe2O3xH2O中x的值为1)。解析(1)根据反应机理，将方程式叠加：482可得，4Fe3O22xH2O=2Fe2O3xH2O，为吸氧腐蚀。(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极保护法等。(3)由4Fe3O22H2O=2Fe2O3H2O得关系式3O212e增加质量322.4 L 12 mol 132 gV(O2) 6 mol mV(O2)33.6 L，m66 g，生锈后铁件质量为1 000 g66 g1 066 g。答案(1)C(2)AD(3)33.61 066