高中化学 课时提升作业（十八）4.4 金属的电化学腐蚀与防护 新人教版选修4

1、课时提升作业(十八)金属的电化学腐蚀与防护(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分)1.(2015连云港高二检测)埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀的速度最慢的是()A.在含铁元素较多的酸性土壤中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.在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中【解析】选C。A项，是酸性土壤，腐蚀速率快；B项，是潮湿环境，O2、H2O都有，则易发生吸氧腐蚀；C项，是缺O2又缺H2O的环境，故Fe腐蚀速率最慢；D项，是碳粒多且潮湿透气(有O2、H2O)，铸铁易被腐蚀。2.电化学在日常生活中有广泛的应用，下列说法或做法正确的是(

2、)A.夏季多雨，铁门因被洪水浸泡而生锈，铁门生锈是因为发生化学腐蚀B.白铁皮(铁镀锌)表面有划损时，不能阻止铁被腐蚀C.钢管与电源正极连接，钢管可被保护D.不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接【解析】选D。洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀，A项错；白铁皮表面有划损时，先腐蚀的是表面的锌，能阻止铁被腐蚀，B项错；钢管与电源正极连接，作电解池的阳极，被氧化而腐蚀，C项错；铁和铜是两种活泼性不同的金属，易形成原电池，铁作负极会加速铁制自来水管的腐蚀，故D项正确。3.(2015泰安高二检测)下列防止钢铁锈蚀的措施中，不合理的是()A.车轮的钢圈表面镀镍B.在地下钢铁管道上连接铜块C.改变金属内部结构制成

3、不锈钢D.金属材料表面包上一层塑料层【解析】选B。铁比铜活泼，在地下钢铁管道上连接铜块会加速Fe的腐蚀，B项错误。4.(2015沧州高二检测)将铁棒与石墨用导线相连后浸入0.1 molL-1食盐溶液中，可能会出现的现象是()A.铁棒附近产生OH-B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上有Cl2放出D.石墨棒上有O2放出【解析】选B。构成的原电池中铁棒作负极，负极反应：2Fe-4e-2Fe2+，石墨棒作正极，正极反应：O2+4e-+2H2O4OH-。5.(2015三明高二检测)钢铁在腐蚀过程中，下列变化可能发生的是()铁元素由+2价转化为+3价氧气被还原产生氢气Fe(OH)3失水生成Fe2O3xH2O杂质碳被

4、氧化而除去A.B.C.D.【解析】选C。钢铁可能发生吸氧腐蚀，也可能发生析氢腐蚀，因此正确。同时Fe失电子转化为Fe2+，进一步被氧化为+3价的铁，形成铁锈。6.(2015贵阳高二检测)如图所示装置中都盛有0.1 molL-1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()A.B.C.D.【解析】选D。电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。为原电池并且Zn作负极，为电解池，Zn与电源正极相连作阳极而被腐蚀，为电解池，Zn与电源负极相连作阴极，受保护，为化学腐蚀，故腐蚀由快到慢的顺序为。7.(2015无锡高二检测)钢铁生锈过程发生如

5、下反应：2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3；2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是()A.反应中转移电子数目相等B.反应中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【解析】选A。反应中水既不是氧化剂，也不是还原剂，B项错。选项C中钢质(主要成分是Fe)水管与铜质(主要成分是Cu)水龙头构成原电池，较活泼的钢质水管腐蚀速率加快，C项错。钢铁可认为是铁碳合金，在潮湿的空气中构成了原电池，易发生电化学腐蚀而使铁生锈。8.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关

6、说法中错误的是()A.正极的电极方程式为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【解析】选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-，故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，A正确，D错误；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C正确；但若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈，B正确。二、非选择题(本题包括2小题，共18分)9.(9分)(2015泰州

7、高二检测)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的空气中一个月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，

8、可以影响铁锈蚀速率的因素有_；(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法)。【解析】(1)不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，3、4、5、6发生了电化学腐蚀。负极反应Fe-2e-Fe2+，正极反应O2+2H2O+4e-4OH-。(2)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可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。(3)为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制

9、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。答案：(1)3、4、5、6Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)2H2O+O2+4e-4OH-(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等10.(9分)金属腐蚀的电化学原理可用右图模拟。(1)请写出有关电极反应式：铁棒上电极反应式：_。碳棒上电极反应式：_。(2)该图所表示的是_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸，则此图可表示_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁

10、棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_棒。【解析】电解质是氯化钠，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，负极反应是2Fe-4e-2Fe2+，正极反应是O2+2H2O+4e-4OH-。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。答案：(1)2Fe-4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-(2)吸氧(3)析氢锌(或其他比Fe活泼的金属)【方法规律】金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，金属与氧化剂直接反应的属于化学腐蚀

11、。(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序中氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)1.下列情况与电化学无关的是()A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B.铝片不用特殊方法保存C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快D.镀锌铁比镀锡铁更耐用【解析】选B。铝片与O2反应表面生成一层致密的氧化物薄膜，防止内部被腐蚀，与电化学无关。2.缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如

12、图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A.镁B.铝C.锌D.铜【解析】选D。贴近金属丝一边的溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生OH-，即正极反应式：2H2O+O2+4e-4OH-，因此金属丝的活泼性比Fe差，铜符合题目要求。3.(2015濮阳高二检测)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()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O2+2H2O+4e-4OH-

13、C.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Cu-2e-Cu2+【解析】选B。Cl-由b区向a区迁移，A错；正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，C错；铜镙丝钉作正极，D错。【补偿训练】(2015桂林高二检测)某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按下图装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不可能出现的是()A.乙

14、中导气管中产生气泡B.乙中导气管里形成一段水柱C.金属片剪口处溶液变红D.锌被腐蚀【解析】选A。在食盐水中锌、铁形成原电池，发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气，甲中压强变小，乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱；在金属片剪口处形成Zn-Fe原电池，正极发生反应2H2O+O2+4e-4OH-，溶液呈碱性，溶液变红，锌比铁活泼，Zn作负极，Zn-2e-Zn2+而被腐蚀。4.(2015宿迁高二检测)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Fe2+Fe3O4Fe2O3Fe下列说法不正确的是()A.在pH6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH14的溶

15、液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H+4e-2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓【解析】选C。A项，pH6的溶液，氧气得电子，发生吸氧腐蚀，正确；C项，pH14的溶液，氧气与水反应得电子：O2+2H2O+4e-4OH-，错误；D项，煮沸后除去了氧气，碳钢的腐蚀速率会减小，正确。5.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是()A.铁屑不生锈，试管内液面上升B.铁屑不生锈，试管内液面高度不变C.铁屑生锈，试管内液面上升D.铁屑生锈，试管内液面高度不变【解析】选C。从图示知，此装

16、置中发生吸氧腐蚀，铁作负极，杂质C作正极，电极反应为2Fe-4e-2Fe2+，O2+2H2O+4e-4OH-，Fe2+2OH-Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，(可认为Fe2O3xH2O即铁锈)，反应中消耗试管中的O2，故液面上升。【互动探究】(1)若将水改为浓硫酸，答案选哪个选项？提示：选B。浓硫酸难挥发，且具有吸水性，构不成金属腐蚀的条件。(2)若将水改为盐酸，会有什么现象？提示：盐酸具有挥发性，构成原电池，发生析氢腐蚀，故试管内液面下降。6.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中，如图所示。最先观察到酚酞变红现象的区域是()A.和B.和C.和D.

17、和【解析】选B。图中左边装置为一原电池，Zn为负极，电极反应为2Zn-4e-2Zn2+，Fe为正极，电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-，Fe极附近OH-聚积，所以区域先变红色。右边装置为一电解池，Fe为阳极，电极反应为Fe-2e-Fe2+，Zn为阴极，电极反应为2H+2e-H2，H+在阴极不断被还原，促使水不断电离，阴极附近有OH-聚积，所以区域首先变红。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)7.(12分)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

18、大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(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_。【解析】Fe、炭粉-食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀得快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护。答案：(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2O+O2+4e-4OH-8.(8分)(2015重庆高考节选)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。(1)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(2)下图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)；环境中的Cl-扩散到孔口，并与正