《金属的电化学腐蚀与防护》模拟试题库

《金属的电化学腐蚀与防护》试题库试题组一一、选择题1．下列有关金属腐蚀的说法正确的是()A．金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈D．电化学腐蚀伴有电流产生解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。答案：D2．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎为纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌长期放置后其奖牌的表面变暗解析：A项黄铜发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜；B项生铁中含较多的碳，比软铁芯在电解质作用下更容易形成原电池而生锈；C项铁质器件附有铜质配件时，接触电解质溶液，铁作负极，易被腐蚀生成铁锈；D项银质奖牌久置后表面生成硫化银而变暗，属化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。答案：D点评：化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别是有无形成原电池。3．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是()A．反应①②中电子转移数目相等B．反应①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：反应①②中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。答案：A4．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，故选C。答案：C5．(2022·甘肃天水高二期中)如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到贴近金属条一边的溶液出现粉红色，该金属条可能是()A．Cu B．AlC．Zn D．Mg解析：溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成OH－导致的。答案：A6．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有mol电子发生转移，则下列说法正确的是()①有g金属被腐蚀②有g金属被腐蚀③在标准状况下有L气体放出④在标准状况下有L气体放出A．①② B．②③C．①④ D．③④解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－=Zn2＋，当有mol电子转移时，有molZn溶解，在正极上：2H＋＋2e－=H2↑，生成molH2。答案：B7．下列说法中，正确的是()①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O③锌和铁构成原电池时，铁作负极④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中A．②④ B．①③C．①②③ D．①②③④解析：镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀，①说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH－，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3·nH2O表示，②说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，③说法不正确。④说法正确。故A为正确选项。答案：A8．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是()A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑解析：A选项，若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，正确；B选项，若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，B、C选项正确；若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，D错误。答案：D9．(2022·北京海淀期中)下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是()A．自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B．外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连C．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe－3e－=Fe3＋解析：钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，D项错误。答案：D10．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀解析：Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，左端液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁钉反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁钉在干燥空气中几乎不腐蚀。答案：B二、非选择题11．(1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，该原电池的负极是________，负极反应式为________________________；正极是________，正极反应式为________________________。(2)下列装置中，能对Fe片腐蚀起防护作用的有________(填序号)。解析：(1)在空气酸度不大的环境中，钢铁发生吸氧腐蚀，负极是铁，发生反应Fe－2e－=Fe2＋，正极是C，发生反应O2＋2H2O＋4e－=4OH－，(2)c是牺牲阳极的阴极保护法，d是外加电流的阴极保护法。答案：(1)FeFe－2e－=Fe2＋CO2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)cd12．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，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。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(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、喷油漆等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等13．(1)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。铝材eq\o(→,\s\up7(脱脂))eq\o(→,\s\up7(碱洗))eq\o(→,\s\up7(水洗))eq\o(→,\s\up7(除灰))eq\f(电解,H2SO4溶液)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→耐蚀铝材,→废电解液))↓槽液①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)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。a.NH3 b．CO2c.NaOH d．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，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材料的原因是________________________________________________________________________。(3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图①所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。A．铜 B．钠C．锌 D．石墨(4)图②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。解析：(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH发生反应，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；使AlOeq\o\al(－,2)转变成Al(OH)3沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3沉淀容易溶解。②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋。(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋。(3)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(4)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。答案：①2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，使电解质溶液中的Cu2＋保持不变(3)C(4)负14．金属由于其优良的物理化学性能，在工农业生产以及国防中大量使用。钢铁是应用最广的金属材料，但是钢铁材料的腐蚀也使我们损失惨重。因此对其的防护是十分必要的。防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：负极：____________________________________________________________；正极：______________________________________________________________。(2)合金的性能各种各样，人们根据需要生产出种类繁多的合金材料。请回答：①作为建筑材料的铝合金利用了该合金的哪些特性(至少回答两点)?________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②由于人体摄入较多的Al，对人的健康有害，所以现在不主张使用铝制炊具。你认为生产炊具的材料最好是________，理由是_________________________________。(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能。请回答：电镀过程中，阴极是________，电解质一定含有________离子，阳极材料是________；电镀Cr时，不能使用CrOeq\o\al(2－,4)或Cr2Oeq\o\al(2－,7)作为镀液，请说明原因：____________________________________________________________________________________________。解析：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。答案：(1)2Fe－4e－=2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)①主要利用了合金的强度较高、密度小、耐腐蚀等特点②不锈钢不锈钢强度高、耐腐蚀，无有害健康的离子进入食物(3)镀件Cr3＋纯铬由于CrOeq\o\al(2－,4)、Cr2Oeq\o\al(2－,4)均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr试题组二一、金属腐蚀的分类1.下列说法不正确的是()A.化学腐蚀和电化学腐蚀的实质都是氧化还原反应B.化学腐蚀只发生在金属的表面C.金属要发生电化学腐蚀必须先构成原电池且本身充当正极D.化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生解析:金属腐蚀都是金属被氧化剂氧化的过程,所以实质都是氧化还原反应,A选项正确;只有金属与氧化剂接触的地方才能发生化学腐蚀,B选项正确;金属的电化学腐蚀都是较活泼的金属充当原电池的负极,C选项错误;化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,D选项正确。答案:C2.下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+nH2OM(OH)n+H2↑B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne-Mn+,电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀解析:金属在潮湿的中性环境中易发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种电化学腐蚀,主要发生吸氧腐蚀。其腐蚀的本质都是金属失电子,即M-ne-Mn+,所以A、D不正确,B正确。金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质如酸、Cl2等发生腐蚀,所以C不正确。答案:B3.以下现象与电化学腐蚀无关的是()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁器附有铜质的配件,在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗解析:电化学腐蚀是指不纯的金属(或合金),接触到电解质溶液时发生了原电池反应,比较活泼的金属原子失去电子而被氧化所引起的腐蚀。选项A中黄铜是铜锌合金,可以构成原电池,但铜没有锌活泼,被腐蚀的是锌而不是铜,所以不易产生铜绿;选项B中生铁是铁碳合金,可以构成原电池而使铁腐蚀生锈,软铁芯几乎是纯铁,不构成原电池;选项C中铁与铜接触则构成原电池,铁比铜活泼,铁被腐蚀生成铁锈,所以,A、B、C三个选项的现象均与电化学腐蚀有关;选项D中银质奖牌是由较纯的银制作的,不构成原电池,久置后表面变暗是跟空气中的多种物质反应造成的。答案:D二、析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较4.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示:下列有关说法中,不正确的是()A.负极电极反应为:Fe-3e-Fe3+B.此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3C.此过程中铜并不被腐蚀D.此过程中电子从Fe移向Cu解析:铜板和铁铆钉构成原电池,发生吸氧腐蚀时铁作负极,其电极反应为Fe-2e-Fe2+,故A错误。答案:A5.炒过菜的铁锅未及时洗净(菜的残液中含NaCl),第二天铁锅便出现红棕色锈斑(Fe2O3·xH2O)。请完成下列问题:(1)该腐蚀属于(填“化学”或“电化学”)腐蚀。(2)正极的电极反应是。(3)用电极反应、离子反应、化学反应方程式表示铁锈的形成过程。解析:铁锅中含杂质碳,在NaCl残液中与Fe形成了原电池,发生了电化学腐蚀,Fe失去电子生成了Fe2+,O2得电子生成了OH-,两者生成Fe(OH)2,后被氧化成Fe(OH)3,最后转化为铁锈斑。答案:(1)电化学(2)2H2O+O2+4e-4OH-(3)负极:Fe-2e-Fe2+,正极:2H2O+O2+4e-4OH-;离子反应式:Fe2++2OH-Fe(OH)2;化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O6.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于腐蚀。(2)若试管内液面上升,则原溶液呈性,发生腐蚀,正极反应为。(3)若试管内液面下降,则原溶液呈性,发生腐蚀,正极反应为。答案:(1)电化学(2)弱酸性或中吸氧O2+2H2O+4e-4OH-(3)较强的酸析氢2H++2e-H2↑三、金属的防护7.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解析:铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀而生锈。答案:B8.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是()A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:水中的钢闸门连接电源的负极之后,作电解池的阴极,被保护起来,所以采用的是外加电流的阴极保护法;金属护栏表面涂漆、汽车底盘喷涂高分子膜均使用的是覆盖保护层法的保护措施;地下钢管连接镁块,镁作负极,被腐蚀从而起到保护钢管的作用,所以使用的是牺牲阳极的阴极保护法。答案:A四、金属腐蚀快慢的比较9.下列表面上镀有金属保护层的铁板,当镀层破损使铁板裸露后,在相同条件下最耐腐蚀的是()A.镀锌铁板(白铁)B.镀锡铁板(马口铁)C.镀银铁板D.镀铜铁板解析:铁板在镀层破损后最耐腐蚀,应是指镀层破损后仍能对铁板构成有效保护的有镀层的铁板,A中铁板镀锌,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中锡、银、铜不如铁活泼,镀层破损后发生电化学腐蚀时,铁为负极,铁失去电子被氧化,从而加速了铁的腐蚀。故选A。答案:A10.试管中盛放饱和食盐水。讨论下图几种情况下,铁腐蚀由快到慢的顺序是(试管中的液体均为水)。解析:(1)中铁是吸氧腐蚀;(2)中铁与锌构成原电池,铁作正极受到了保护,腐蚀速度较慢;(3)中形成原电池,铁作负极,腐蚀的速率比(4)慢;(4)构成了电解池并且铁作阳极,铁受到的腐蚀最快;(5)构成了电解池并且铁作阴极,受到了保护,腐蚀最慢。答案:(4)>(3)>(1)>(2)>(5)(建议用时:30分钟)1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生解析:金属腐蚀的本质,主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,所以A错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,所以B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,所以C错误;只有选项D正确。答案:D2.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)制的铜锣不易产生铜绿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)容易生锈解析:自行车钢圈是由于在钢圈表面镀了一层铬,与电化学无关;黄铜中,锌比铜活泼,二者构成原电池,锌失电子,这样可以保护铜不被氧化;铜、铝导线若连接起来与表面溶液构成原电池,铝比铜活泼,铝失电子被氧化,就会造成断路;生铁中含有杂质碳,碳、铁、水膜构成无数个微小的原电池,使得铁不断被腐蚀。答案:A3.下列事实中,不能用电化学理论解释的是()A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块B.高温车间中钢铁设备的腐蚀C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高D.镀锌铁比镀锡铁耐用解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。答案:B4.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是()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.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。答案:C5.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ()解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池。答案:C6.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是()①铁元素由+2价转化为+3价②氧气被还原③产生氢气④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O⑤杂质碳被氧化而除去A.①② B.③④C.①②③④ D.①②③④⑤解析:钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此②③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。答案:C7.如下图所示装置中都盛有mol/L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.③①④② B.①②④③C.①②③④ D.②①④③解析: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。①为原电池并且Zn作负极,②为电解池,Zn与电源正极相连作阳极被腐蚀,③为电解池,Zn与电源负极相连作阴极,受保护,④为化学腐蚀,故腐蚀由快到慢的顺序为②>①>④>③。答案:D8.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示。最先观察到酚酞变红现象的区域是()A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和ⅣC.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ解析: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Ⅰ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Ⅳ区域首先变红。答案:B9.下列叙述中正确的是()①锌跟稀硫酸反应制H2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率;②镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀;③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极;④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解;⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O。A.①②③④⑤ B.①③④⑤C.①③⑤ D.②④解析:①对,因为能组成原电池,反应速率加快。②错,因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后,腐蚀锌保护铁;马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁保护锡。③对,因为电镀时,镀件金属作阴极,镀层金属作阳极。④对,因为氧化铝熔点很高,在冰晶石助熔剂的作用下,在较低温度下就能熔融,可节能降耗。⑤对,因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O,显红色。答案:B10.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-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: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O2含量较大,是原电池的正极,A中Cl-在电池工作时向负极(a)移动,A选项错误,B项显然正确,C中Fe失去电子被氧化而被腐蚀,故C项错误,D中因Fe比Cu活泼,故Fe作负极,负极反应为Fe-2e-Fe2+。故正确答案为B。答案:B11.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溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是。(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)利用下图装置,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。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,由此可得阳极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。加入NaHCO3溶液后,A与HC发生相互促进的水解反应,离子方程式可表示为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。(3)若X为碳棒,则只能用外加电流的阴极保护法,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的阴极保护法。答案:(1)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+HC与Al3+发生水解相互促进反应,产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法试题组三A组1.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为()A.形成原电池,铝作负极B.形成原电池,铜作负极C.形成原电池时,电流由铝流向铜D.铝质铆钉发生了化学腐蚀解析:电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。金属铝发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是负极;电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,应是由铜流向铝。答案:A2.下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是()A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B.铝制品的耐腐蚀性强,说明铝的化学性质不活泼C.将海水中钢铁闸门与电源的负极相连,可防止闸门被腐蚀D.钢铁锈蚀时,铁原子失去电子成为Fe3+,而后生成Fe(OH)3,再部分脱水成为氧化铁的水合物解析:金属失去电子发生的是氧化反应,A项错;铝制品的耐腐蚀性强是因为铝的化学性质活泼,表面被氧化生成了一层致密的氧化膜,B项错;钢铁闸门与电源负极相连作阴极,受到保护,C项正确;钢铁锈蚀时,铁原子失电子生成Fe2+,D项错。答案:C3.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是()解析:A、B、D都能形成原电池而使Fe被腐蚀,而C中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。答案:C4.以下现象与电化学腐蚀无关的是()A.镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B.纯铁不容易生锈C.镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D.输送氯气的钢管易被氯气腐蚀解析:A项中镀锡铁器表面破损时形成原电池,Fe作负极,易被腐蚀,而镀锌铁器表面破损时形成原电池,Fe作正极,被保护。B项中纯铁不能形成原电池,所以不容易被腐蚀。C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流,使人头痛恶心。D项中是铁与Cl2直接发生反应,为化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。答案:D5.下列说法正确的是()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,故不能用来减缓金属的腐蚀C.金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化解析:金属通过改变内部结构,可以耐腐蚀,如将铁冶炼成不锈钢,则耐腐蚀,所以A项错误;原电池反应虽然可以导致金属腐蚀,但将需要保护的金属制品和活泼金属相连,构成原电池可以减慢金属的腐蚀,故B项错误;决定金属发生电化学腐蚀还是发生化学腐蚀的因素是金属周围的环境,如果金属直接接触有腐蚀性的气体或溶液,则会发生化学腐蚀;而一般情况下则发生电化学腐蚀,故C项错误;金属无论发生哪种类型的腐蚀,其实质都是金属失去电子被氧化,故D项正确。答案:D6.光亮的铁钉在下列情况下最易生锈的是()解析:本题从考虑原电池形成的条件分析铁的生锈,A项,在干燥的空气中,缺少水膜很难形成原电池;B中,空气和水的交界面处最容易形成原电池,使铁钉生锈;C中,植物油不是电解质溶液,也无法形成原电池;D中,蒸馏水中含氧气较少,也难发生电化学腐蚀。答案:B7.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是()中铁钉附近呈现红色中铁钉上发生还原反应中铜丝上发生氧化反应中铝条附近有气泡产生解析:a中铁比铜活泼,铁作负极,发生氧化反应,铜作正极,发生还原反应,电极反应式分别为负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,因此A、C不正确。b中铝比铁活泼,铝作负极,发生氧化反应,铁作正极,发生还原反应,电极反应式分别为:负极:4Al-12e-4Al3+,正极:3O2+6H2O+12e-12OH-,因此B正确,D不正确。答案:B8.古老的铁桥,经常每隔一段时间就要刷一遍油漆,但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是()A.油漆只起美观作用,而与腐蚀无关B.铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀C.铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生电化学腐蚀D.铁桥腐蚀与外界环境无关,只由金属内部结构决定解析:油漆被磨损后,主要发生的是电化学腐蚀。答案:C9.钢铁工业是一个国家工业的基础,而且钢铁制品在人们的生产生活中有着广泛的用途。(1)钢材加工前需要对其表面的氧化物(如铁锈)进行处理。常用的方法之一是用硫酸处理。下列能加快除去钢铁表面氧化物速率的是(填字母)。A.用中等浓度的硫酸 B.用%的浓硫酸C.加热 D.加少许铜粉(2)实际生产中也可以用适量的稀盐酸来处理钢铁表面的铁锈。某同学在实验室中,将一块表面生锈的铁片置入稀盐酸中。写出铁锈完全消失后溶液中发生化合反应的离子方程式:。(3)防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示:①上面的电镀装置图的“直流电源”中,(选填“a”或“b”)是正极。②接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用蒸馏水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量差为g,由此计算电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为。③上述铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀的原因:,由此可推知铁镀(填一种金属)在破损时铁不易被腐蚀。解析:(1)稀硫酸可以与铁反应,而浓硫酸则可以使铁钝化;加热可以使铁与浓硫酸反应;铜可以与Fe3+反应,从而降低溶液中Fe3+的浓度,有利于硫酸与铁锈的反应。(2)铁锈溶解于酸,生成Fe3+,Fe3+能与单质铁发生化合反应。(3)电镀时正极连接的电极为阳极,故a为正极;阳极溶解的铜等于阴极上析出的铜,故阳极溶解的铜为g,即mol,故电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为mol;镀件破损时,镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池,活动性强的金属更容易被腐蚀。答案:(1)BD(2)2Fe3++Fe3Fe2+(3)①a②mol③铁比铜活泼,铁与铜构成原电池的两个电极,铁作负极,更易被腐蚀锌B组1.结合下图判断,下列叙述正确的是()A.Ⅰ是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均是Fe-2e-Fe2+C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均是O2+2H2O+4e-4OH-D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量KSCN溶液,均变红色解析:金属的活动性:Zn>Fe>Cu,故Ⅰ中锌作负极,铁作正极,电解质溶液呈中性,锌发生吸氧腐蚀,铁被保护,负极反应式是Zn-2e-Zn2+,属于牺牲阳极的阴极保护法,A正确;Ⅱ中铁作负极,电解质溶液呈酸性,铁发生析氢腐蚀,负极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极反应式为2H++2e-H2↑。因为Ⅰ中铁被保护,溶液中无Fe3+,Ⅱ中也不会生成Fe3+,故加入少量KSCN溶液不会变红色。答案:A2.在一些特定的条件下,铁也可以生成具有保护作用的氧化膜。例如,铁在浓硝酸、浓硫酸中可以生成氧化膜(称为钝化膜),特别是在碱性溶滚中更容易被一些并不强的氧化剂氧化生成钝化膜。拿一把已除锈、去油的小刀放入发蓝液(50g氢氧化钠、10g硝酸钠、3g亚硝酸钠和100mL水所形成的溶液)中,加热煮沸20min,就可形成蓝黑色的“烤蓝”。根据上面的信息下列叙述不正确的是()A.在烤蓝的过程中,铁没有损失B.烤蓝实质是一部分铁被氧化成致密的氧化膜,起到了抗腐蚀作用C.在“烤蓝”液中硝酸钠、亚硝酸钠起了氧化剂的作用D.在烤蓝前除锈可以使用盐酸解析:烤蓝是要损失一少部分金属形成氧化膜,所以选项A不正确;根据题中提供的信息可以判断选项B、C都正确;由于铁表面的锈是氧化铁,易和盐酸反应,所以可以用盐酸来除去,选项D正确。答案:A3.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,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为:①直形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;②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试回答以下问题:(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。能表示其原理的电极反应式为。(2)仪器A的名称为,其中装的药品可以是,其作用是。(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为。决定铁生锈快慢的一个重要因素是。解析:钢铁在潮湿环境下形成原电池,发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明潮湿是铁生锈的前提,而没有潮湿及潮湿程度对生锈快慢的影响,直形管实验与烧杯实验的对比,则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。答案:(1)电化学腐蚀负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:2H2O+O2+4e-4OH-(2)球形干燥管碱石灰(或无水CaCl2)干燥O2(3)与O2接触、与水接触氧气的浓度4.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:①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。 ②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是。(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)利用下图装置,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)①2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑b②2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+HC与H+反应使H+浓度减小,使Al3+的水解平衡向右移动,产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法试题组四一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项)1．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗解析：A选项中黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜；B选项生铁中含较多的碳，比软铁芯(几乎是纯铁)在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈；C选项若铁质器件附有铜质配件，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，被腐蚀生成铁锈；D选项中银质奖牌久置后可能与氧气生成氧化银的化合物而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。答案：D2．下列说法中，正确的是()①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀；②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O；③锌和铁构成原电池时，铁作负极；④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到H2SO4中。A．只有②④ B．只有①③C．①②③ D．①②③④解析：镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀。①说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH－，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3·nH2O表示。②说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极。③说法不正确。铅蓄电池的构成，④说法正确，故A为正确选项。答案：A3．下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为()A．⑤②①③④ B．④③①②⑤C．⑤④②①③ D．③②④①⑤解析：判断金属腐蚀快慢，首先判断该金属是充当原电池还是电解池的电极，若是电解池的阳极，金属腐蚀速率最快，其次是充当原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极不被腐蚀．其中第⑤，Fe作为电解池的阳极，腐蚀最快，②③④均为原电池，第③中，Fe为正极，不被腐蚀，②④中Fe均为负极被腐蚀，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn大，④中铁腐蚀较快，其腐蚀速率由快到慢的顺序为⑤④②①③。答案：C4．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有电子发生转移，下列说法正确的是()①有金属被腐蚀②有金属被腐蚀③在标准状况下有L气体放出④在标准状况下有L气体放出A．①② B．②③C．①④ D．③④解析：镀Zn的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－=Zn2＋，有电子转移，有Zn溶解，在正极上：2H＋＋2e－=H2↑，生成H2。答案：B5．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：本题的铸铁管道被腐蚀需具备活动性不同的电极和电解质溶液。A项是酸性土壤，腐蚀速率快，B项是潮湿环境中(O2、H2O都有)，则铁易发生吸氧腐蚀，C项是缺O2又缺H2O的环境中，故Fe腐蚀速率最慢；D项是碳粒多且潮湿透气(有O2、H2O)，因而铸铁易被腐蚀。答案：C6．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化中可能发生的是()①Fe由＋2价转化为＋3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·nH2O⑤杂质C被氧化除去A．①②④ B．③④C．①②③④ D．①②③⑤答案：A7．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()A．将青铜器放在银质托盘上B．将青铜器保存在干燥的环境中C．将青铜器保存在潮湿的空气中D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜解析：本题考查金属防腐措施。铜比银活泼，容易构成原电池腐蚀，加速了铜的腐蚀速度，A错；潮湿的环境中铜的腐蚀速度加快(电化学腐蚀比化学腐蚀快)。答案：B、D8．最近，科学家冶炼出了纯度高达%的铁，根据你的推测，在下列性质中它不可能具有的是()A．硬度比生铁低B．在潮湿的空气中放置不易生锈C．在冷的浓硫酸中可以钝化D．与4mol·L－1盐酸反应的速率比生铁快解析：生铁块与盐酸反应，由于形成原电池而加快Fe与盐酸的反应速率。答案：D9．下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是()A．镀锌铁板 B．镀铜铁板C．镀铅铁板 D．镀锡铁板答案：A10.如上图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该金属条可能是()A．铜 B．锡C．铝 D．锌答案：A、B11．目前脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域，含铁脱氧剂应用铁易氧化的性质完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。右表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方。下列反应式中与铁脱氧原理无关的是()主要原料用量含碳4%的铸铁粉滑石粉食盐乙醇80%40%4g适量－2e－=Fe2＋B．C＋O2=CO2C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3D．2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up15(△))Fe2O3·3H2O答案：B二、非选择题(共56分)12.上图所示的是铁钉在水中被腐蚀的实验：(1)甲图发生的是________腐蚀，电极反应式是：正极__________________，负极________________________。(2)乙图发生的是______腐蚀，电极反应式是：正极___________________，负极__________________________。答案：(1)吸氧2H2O＋O2＋4e－=4OH－2Fe－4e－=2Fe2＋(2)析氢2H＋＋2e－=H2↑Fe－2e－=Fe2＋13．为探究铁腐蚀的保护方法，某同学按下图连接好装置并往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。(1)电压计指针发生偏转，是因为_______________________。其中Zn电极上发生了氧化反应，即：____________________。Fe电极上发生了还原反应，即：______________________。(用方程式表示)(2)溶液中______(填“有”或“没有”)蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀生成，说明________________________________________。解析：金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池电解池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。如果能让被保护金属成为正极(阴极)，则该金属就不会被腐蚀。要达到这个目的，通常可采用如下两种办法：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。本题的保护方法属于前者。故溶液中没有Fe2＋离子。答案：(1)Zn－Fe构成了原电池Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)没有没有Fe2＋产生，即Fe电极得到了保护14．铜在潮湿的空气中也能发生电化学腐蚀。(1)铜能否发生析氢腐蚀？为什么？_______________________________________________________(2)若铜在中性或碱性环境中发生电化学腐蚀，则负极反应式为__________________________，正极反应式为_________________，总反应式为______________________________。得到的产物还可与空气中的CO2继续反应，得到铜绿[Cu2(OH)2CO3]，化学方程式是_________________________。(3)若铜在酸性环境中发生电化学腐蚀，则正极反应式为______________________，总反应式为_________________。(4)工业上制取硫酸铜就是利用(3)的原理。试计算1t铜理论上可以制得多少吨无水硫酸铜。答案：(1)不能因为铜不能与酸自发反应生成氢气(2)2Cu－4e－=2Cu2＋2H2O＋O2＋4e－=4OH－2Cu＋2H2O＋O2=2Cu(OH)22Cu(OH)2＋CO2=Cu2(OH)2CO3＋H2O(3)4H＋＋O2＋4e－=2H2O2Cu＋4H＋＋O2=2Cu2＋＋2H2O(4)t15．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)A中反应的离子方程式是___________________________。(2)B中Sn极的电极的反应式为______________，Sn极附近溶液的pH____(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应离子方程式是______________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________。答案：(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)2H＋＋2e－=H2↑增大(3)ZnZn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑B>A>C16．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为______________________。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，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________。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。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。答案：(1)负极：2Fe－4e－=2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)C(3)负试题组五一、非标准1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是()A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块B.高温车间中钢铁设备的腐蚀C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高D.镀锌铁比镀锡铁耐用解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。答案:B2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是()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.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。答案:C3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池。答案:C4.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是()①铁元素由+2价转化为+3价②氧气被还原③产生氢气④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O⑤杂质碳被氧化而除去A.①② B.③④C.①②③④ D.①②③④⑤解析:钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此②③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。答案:C5.如下图所示装置中都盛有mol·L-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.③①④② B.①②④③C.①②③④ D.②①④③解析: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。①为原电池并且Zn作负极,②为电解池,Zn与电源正极相连作阳极被腐蚀,③为电解池,Zn与电源负极相连作阴极,受保护,④为化学腐蚀,故腐蚀由快到慢的顺序为②>①>④>③。答案:D6.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示。最先观察到酚酞变红现象的区域是()A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和ⅣC.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ解析: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Ⅰ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Ⅳ区域首先变红。答案:B7.下列叙述中正确的是()①锌跟稀硫酸反应制H2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率;②镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀;③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极;④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解;⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O。A.①②③④⑤ B.①③④⑤C.①③⑤ D.②④解析:①对,因为能组成原电池,反应速率加快。②错,因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后,腐蚀锌保护铁;马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁保护锡。③对,因为电镀时,镀件金属作阴极,镀层金属作阳极。④对,因为氧化铝熔点很高,在冰晶石助熔剂的作用下,在较低温度下就能熔融,可节能降耗。⑤对,因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O,显红色。答案:B8.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应,负极:;正极:。(2)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,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(填写字母序号)。A.铜 B.钠C.锌 D.石墨(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的极。解析:Fe发生吸氧腐蚀,负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,常见保护方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。答案:(1)2Fe-4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-(2)C(3)负9.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溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是。(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)利用下图装置,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。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,由此可得阳极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。加入NaHCO3溶液后,A与HC发生相互促进的水解反应,离子方程式可表示为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。(3)若X为碳棒,则只能用外加电流的阴极保护法,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的阴极保护法。答案:(1)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+HC与Al3+发生水解相互促进反应,产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法试题组六(对应学生用书P79)1．下列关于电化学腐蚀和化学腐蚀的说法正确的是()A．电化学腐蚀没有发生氧化还原反应B．化学腐蚀发生氧化还原反应C．电化学腐蚀没有发生化学反应，化学腐蚀发生化学反应D．电化学腐蚀和化学腐蚀都有电子转移解析：电化学腐蚀和化学腐蚀实质一样，两者都发生氧化还原反应，都是金属失电子，被氧化，但电化学腐蚀构成闭合回路，有电流产生，而化学腐蚀没有产生电流。答案：BD2．下列关于金属的保护方法的说法正确的是()A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B．白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率很慢C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法解析：A选项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部位形成有效的保护；B选项中镀层破损后由于锌的还原性比铁强，发生电化学腐蚀时锌作负极被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D选项中应是用沥青做涂层的涂层保护法。答案：B3．下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①解析：铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大[比①大]，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。答案：A4．铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极：_________________________________________________，负极：_________________________________________________。解析：要注意铜的电化学腐蚀与铁的区别，铜不能还原H＋，故不可能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀；酸雨是一个干扰因素，只是使电解质溶液中的离子浓度增大，反应加快。答案：O2＋2H2O＋4e－=4OH－2Cu－4e－=2Cu2＋试题组七一、选择题1.关于化学腐蚀与电化学腐蚀的比较正确的是()A.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属与电解质溶液直接接触B.化学腐蚀时无电子转移，电化学腐蚀时，有电子转移C.化学腐蚀与电化学腐蚀都是失电子被氧化的过程D.化学腐蚀反应速率快，电化学腐蚀反应速率慢2.(2022·海口高二检测)下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+nH2O====M(OH)n+H2↑B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne-====Mn+，电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀3.(2022·广东学业水平测试)下列措施不能有效防止钢铁腐蚀的是()A.在钢铁中加入铬B.把钢铁零件放在机油中保存C.在较小钢铁制品的表面包裹塑料D.在大型铁壳船上铆铜块4.下列关于吸氧腐蚀和析氢腐蚀的判断正确的是()A.吸氧腐蚀时正极放出O2B.析氢腐蚀时正极放出H2C.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍D.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的负极反应都是Fe-3e-====Fe3+5.(2022·汕头高二检测)为了防止轮船的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的()A.钠片B.铅块C.锌块D.铜块6.(2022·湛江高二检测)下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜能对金属起到防护或减缓腐蚀作用的是()A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.全部7.下列事实不能用电化学原理解释的是()A.铝片不需要特殊的保护方法B.炒过菜的铁锅未清洗易生锈C.轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀8.埋在地下的输油管道，在下列情况下，被腐蚀的速率最慢的是()A.在含铜元素较多的土壤中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.在含碳颗粒较多、潮湿透气的中性土壤中二、非选择题9.如图所示的是铁钉在水中被腐蚀的实验：钢铁表面吸附的水膜中酸性较强时，所对应装置图为__________，铁为原电池的________极，其电极反应式为_______________________________________；碳为原电池的________极，其电极反应式为_____________________________。当钢铁的表面吸附的水膜中酸性很弱或中性时，所对应装置图为_________，铁为原电池的___________极，其电极反应式为____________________________；碳为原电池的______极，其电极反应式为_______________________________。10.如图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1mol·L-1的稀硫酸。(1)C中Cu极的电极反应式为_________________________。(2)B中Zn极的电极反应式为__________________________，Fe极附近溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________________________。答案解析1.【解析】选C。A项金属发生化学腐蚀是金属与氧化剂直接反应，电化学腐蚀是与电解质溶液接触形成原电池，A错；B项化学腐蚀与电化学腐蚀都有电子转移，B错；C项金属腐蚀的实质是金属失电子被氧化的过程，C正确；D项电化学腐蚀的反应速率大于化学腐蚀的反应速率，D错。2.【解析】选B。A项，金属在潮湿空气中腐蚀以吸氧腐蚀为主。C项，金属的化学腐蚀需接触氧化性气体或氧化性物质，不需要在酸性条件下，且金属失去电子被氧化，直接转移给氧化剂。D项，金属在中性电解质溶液中，主要发生吸氧腐蚀。3.【解析】选D。在钢铁中加入铬，做成不锈钢，可以有效防止钢铁腐蚀；把钢铁零件放在机油中保存、在较小钢铁制品的表面包裹塑料也可以有效防止钢铁腐蚀；在大型铁壳船表面喷涂油漆并铆上锌块才能有效防止钢铁腐蚀。4.【解析】选B。钢铁发生腐蚀时负极反应为Fe-2e-====Fe2+，吸氧腐蚀时正极吸收O2反应为O2+2H2O+4e-====4OH-，析氢腐蚀时正极反应为2H++2e-====H2↑，放出H2；钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍。5.【解析】选C。轮船的主要成分是铁，可连接一定数量的比铁活泼的金属，以防止船体的腐蚀。A项，钠极易与水反应，B、D项的金属都比铁稳定，故选C。【误区警示】本题易误选A，此题要求镶嵌金属的活泼性大于铁的活泼性，但不能与水反应，而钠的活泼性非常强，能与水直接发生反应，2Na+2H2O====2NaOH+H2↑，故不能用钠片。6.【思路点拨】从原理上分析，防止金属腐蚀的方法有两类，一类是改变金属内部结构，另一类是在金属表面覆盖保护层。【解析】选D。金属腐蚀的防护方法有加保护层，如①④⑤。改变内部结构，加入某种金属制成合金，如②。由于化学腐蚀比电化学腐蚀慢，保持表面清洁干燥可防止电化学腐蚀的发生，如③。7.【解析】选A。在金属铝的表面容易形成一层致密的氧化膜，会阻止内部的金属被氧化，这不属于电化学原理；炒过菜的铁锅中会残留食盐，形成电解质溶液，发生电化学腐蚀；轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌，锌比铁活泼，采取的是牺牲阳极的阴极保护法。镀锌铁的镀层破损后仍能保护内部金属不被腐蚀，镀锡铁镀层破损后会加速铁的腐蚀。8.【解析】选C。A项中形成了原电池，铁为负极，铜为正极，腐蚀速率很快；B项形成了原电池，铁为负极，碳为正极，腐蚀速率较快；D项的情况与B项基本相同；C项既不能形成原电池发生电化学腐蚀，也没有充足的O2和水分，化学腐蚀也不能发生，腐蚀速率最慢。9.【思路点拨】解答本题应注意以下两点：(1)试管中气体体积的变化及原因(2)铁钉腐蚀时，负极铁被氧化，正极是O2或H+被还原。【解析】钢铁发生析氢腐蚀时，会产生氢气，使试管内气体体积增大；钢铁发生吸氧腐蚀时，会消耗氧气，使试管内的气体减少。观察试管内的气体体积的变化可判断出，甲中发生的反应为吸氧腐蚀，乙中发生的是析氢腐蚀，进而写出各自的反应式答案：乙负Fe-2e-====Fe2+正2H++2e-====H2↑甲负2Fe-4e-====2Fe2+正O2+2H2O+4e-====4OH-10.【解析】B、C装置为原电池，在原电池中，活泼金属作负极，故B中Fe作正极被保护，C中Fe作负极被腐蚀。答案：(1)2H++2e-====H2↑(2)Zn-2e-====Zn2+增大(3)C＞A＞B【互动探究】若将A、B两个烧杯中的海水换为稀硫酸，铁被腐蚀的速率快慢如何？B中溶液的pH如何变化？提示：A、B烧杯中的海水换为稀硫酸后，A中发生化学腐蚀，Fe+2H+====Fe2++H2↑，B中发生电化学腐蚀中的析氢腐蚀，锌比铁活泼，仍然是Zn为负极，Zn-2e-====Zn2+，铁为正极，在铁上产生气体，铁被保护，反应速率C>A>B，由于B中反应时消耗H+，故溶液pH增大。试题组八基础落实1．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．铁管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－=Fe3＋2．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()①Fe由＋2价转化为＋3价②O2被还原③H＋被还原④有Fe2O3·H2O生成⑤杂质碳被氧化除去A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤3．下列事实不能用电化学原理解释的是()A．铝片不需要特殊的保护方法B．炒过菜的铁锅未清洗易生锈C．轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌片D．镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接铜块可保护轮船外壳不受腐蚀D．金属发生的腐蚀主要是化学腐蚀5．家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是()A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3B．2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2C．2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．Fe－3e－=Fe3＋6．把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。则这四种金属的活动性顺序由大到小的是()A．a>b>c>dB．b<d<c<aC．c>a>b>dD．a>c>d>b7．下列叙述中，不可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是()A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性弱C．甲能与稀盐酸反应放出氢气而乙不能D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极8．关于如图所示装置的叙述，正确的是()A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从铜片经导线流向锌片D．硫酸根离子移向锌片，氢离子移向铜片9．小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主要原因是()A．铝不易