金属的腐蚀与防护(同步练习)高二化学同步课堂(解析版)

第四章化学反应与电能

第三节金属的腐蚀与防护

一,选择题

1.化学与生活息息相关，下列说法不正确的是（）

A.淀粉属于多糖

B.天然药物无毒副作用，可以长期服用

C.与铜质水龙头连接处的铁质水管更易被腐蚀

D.医疗垃圾有多种致病微生物，可■用高温焚烧处理

解析：选B淀粉、纤维素等属于多糖，故A正确；俗话说“是药三分毒”，天然药物也不能长期服用，

故B错误；与铜质水龙头连接处的铁质水管更易被腐蚀，是因为形成铁铜原电池，铁更活泼，铁更易发生

氧化反应，故C正确；医疗垃圾有多种致病微生物，可用高温焚烧处理，通过使蛋白质变性杀死微生物，

故D正确。

2.四块相同的锌片分别放置在下列装置中（烧杯中均盛有0.1molL，Na。溶液），则锌片腐蚀最快的是

（）

解析：选CA项，该装置中发生化学腐蚀，腐蚀速率比电化学腐蚀速率慢；B项，根据金属活动性顺

序，Mg的金属活动性大于锌，所以该装置中Zn为正极被保护：C项，辞的金属活动性大于Sn,所以该装

置中Zn为负极，加速腐蚀；D项，该装置中Zn与电源负极相连为阴极，被保护；综上所述腐蚀最快的是

Co

3.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富

锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是（）

A.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe-3e=Fe3+

B.防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子

C.防腐涂料可以防水、隔离02,降低吸氧腐蚀速率

D.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除

解析：选A钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe-2e.=Fe2+,故A错误；铝和锌的活泼性大于铁，

钢铁防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子，为牺牲阳极法，故B正确：防腐涂料可以防水、隔离02,

减少铁与氧气接触，减缓吸氧腐蚀速率，故C正确；钢铁防腐只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除钢铁腐蚀，

故D正确。

4.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（）

直

流锌环

帽

铁

电湿涧的

方绝缘子表面

向

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：

2H2O+20-=H2T+2OH一

C.断电时，锌环上的电极反应：

Zn2+2e-=Zn

D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀

解析：选C通也时，锌环连接也源正极，所以锌环为阳极，发生氧化反应，A正确；通电时，阴极上

溶液中由水电离出的氢离子得电子，所以发生的电极反应为2HQ+2e-=H2T+2OH，B正确；断电时发

生原电池反应，锌环失电子作负极，电极反应为Zn-2e-=Zn?+,C错误；断电时锌环作负极被腐蚀，铁

帽作正极被保护，属于牺牲阳极法，D正确。

5.利用如图装置探究铁的腐蚀与防护，下列说法错误的是（）

A.装置I中铁发生析氢腐蚀

B.装置II中铁电极上发生还原反应

C.装置【中石墨电极附近溶液pH上升

D.装置I【模拟了牺牲阳极法

解析：选A装置I中电解质溶液为中性，活泼金属铁作负极，发生氧化反应，C为正极，正极反应为

-

O2+2H2O+4e-=4OH,称为吸氧腐蚀，故A错误；装置II中活泼金属锌作负极，则铁作正极，电极上

发生还原反应,故B正确：装置I中石墨电极作正极，电极反应为O?+2HQ+4e一=40H，则附近溶液

pH上升，故C正确；装置II中锌作负极，发生氧化反应，被腐蚀，铁作正极，没有被腐蚀，模拟了牺牲阳

极法，故D正确。

6.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。笑铁丝0

段时间。下列说法不正确的是（）

A.左侧发生吸氧腐蚀，右侧发生析氢腐蚀饱

食•£-WH2SO4

B.一段时间后，左边液面高于右边液面水

cci4

C.a、b两处具有相同的负极反应式：Fe—2e=Fe2+

D.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

解析：选D左侧电解质溶液呈中性，因此发生吸氧腐蚀，右侧电解质溶液显强酸性，因此发生析氮

腐蚀，故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液面，故B正确；吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe—2e—=Fe>,故C正

确；a处正极反应式为02+2比0+4°一=4014一，溶液中dOK)增大，pH增大，b处消耗H*,&H+)减小，

pH增大，故D错误。

7.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCI溶液)。

一段时间

后滴入

K[Fe((^N)JKjFeCCNXl

K[F'e(CN)]3

36溶液溶液

溶液一段、

取出的少量时间后取出的少量

福\Fe附近的Fe附近的

皆溶液'溶液

在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是()

A.对比②③，可以判定Zn架护了Fc

B.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法

D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

2+

解析：选D实验②中加入K3LFe(CN)6],溶液无变化，说明溶液中没有Fe;实验③中加入K3lFe(CN)6J

生戌蓝色沉淀，说明溶液中有Fe?+,A项正确；对比①②可知，①中Ka[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe?*,

Fe?+再与K3[Fe(CN)6]反应生成篮邑沉淀，B项正确：由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用②③做

对比实验，不能用①的方法，C项正确：K3[Fe(CN)6]可将单质铁氧化为Fe?*,Fe?+与K3[Fe(CN)6_|生成蓝色

沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D项错误。

8.下列说法不正确的是()

A.氢氧燃料电池是将化学能直接转化为电能的化学电源

B.钢铁在弱酸环境中发生析氢腐蚀时会生成铁锈(FezQMWO)

C.工业电解饱和食盐水时需用阳离子交换膜隔开阴极区和阳极区

D.海轮外壳焊接锌块是应用了牺牲阳极法

解析：选B氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能直接转化为电能的化学电源，故A正确：钢铁在

弱酸环境中发生吸氧腐蚀时会生成铁锈(FezChwFhO),故B错误；电解饱和食盐水时为了防止生成的氯气与

氢氧化钠发生反应，所以常使用阳离子交换膜将电解池的阳极区与阴极区隔开，故C正确：海轮外壳连接

锌块，锌为负极，保护外壳不受腐蚀，为牺牲阳极法，故D正确。

9.在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机埋有多利其中一种埋论为厌氧

细菌可促使SOM与H2反应生成S2,加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法不正确的是()

A.正极的电极反应式为2H2。I2c-=2OH-IH2T

B.S0/与比的反应可表示为4H2+SO1整驾S?—+4比0

C.钢管腐蚀的直接产物中含有FcS、FC(OH)2

D.在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀，即使镀层破损后仍对钢管有保护作用

解析：选D根据题意知钢管主要发生厌氧腐蚀，即发生析羲腐蚀，正极上山0发生还原反应生成Hz,

电极反应式为2H20+2。一=201<+1423A正确：SOF与H?在厌氧细菌的作用下反应生成S?一和H?。，反

应的离子方程式为4Hz+SO厂庆叁2Fs2-+4Hq,B正硫；钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失电子发生氧

化反应生成Fe”，Fe>与正极周图的S>和OFF反应分别生成FeS和Fe(OH)2,C正确；在钢管表面镀锌或

铜可减缓钢管的腐蚀，但镀铜的钢管镀层破损后容易形成Fe-Cu原电池，会加速铁的腐蚀，D错误。

10.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。下列说法错误的是()

PH2466.5813.514

腐蚀快慢较快曼较快

主要产物Fe2+Fe.304FezO?FeO2

A.当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀

B.当6<pH<8时，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C.当pH>14时，正极反应为O2+4H'+4e=2比。

D.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在pHV4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为Fe-2e—=Fe2+,正极

上巳极反应式为2H'+2b=H2T，故A正确；在6<pH<8的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，故B正确；

在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应：O2+2H2O4-4e-=4OH-,故C错误；在煮沸除AA后的碱性

溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢的腐蚀速率会减缓，故D正确。

二.非选择题

11.某研究小组对铁生锈进行研究。

(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现

象是A中铁钉生锈，B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈。

①通过上述实验现象分析•，可得出铁生锈的外部条件是O

②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，正极电极反

应式为。

③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是。

④实验C中碱石灰的作用是。

（2）乙同学为了达到同样目的，设计了实验D（如图），发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是

，该实验［填"能''或"不能”）说明水对铁钉生锈产生影

响。

（3）丙同学为了防止铁钉生锈，想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是（填字母）。

A.锡B.铜C.锌

解析：（1）①对比A和B可知铁生锈需要有氧气（或空气），对比A和C可知铁生锈需要有水（或电解质

溶液）；②水为中性环境，铁发生吸氧腐蚀，正极为氧气得包子生成氢氧根离子的反应，包极反应式为02

-

+4C~+2H2O——4OH;③为保证变量唯一，实验B中的水需要煮沸除去氧气；植物油可以隔绝空气，防

止氧气与铁接触；④碱石灰可以吸收水蒸气，保证试管内的干燥环境。

（2）铁生锈会消耗泉.气，这样会使试管内压强低于大气压，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管

内的氧气，使试管内压强低于大气压；该实脸不能证明水对铁钉生锈产生影响。

（3）铁钉表面镀的金属应比铁活泼，这样发生电化学腐蚀时，铁作正极才能被保护，故选C。

答案：（1）①有水（或电解质溶液）和氧气（或空气）

②吸氧腐蚀O2+4e-+2H?O==4OH.③煮沸（或除去氧气）隔绝空气（或防止氧气与铁接触）④吸

收水蒸气（或干燥、保持试管内干燥环境）（2）铁发生吸氧腐蚀吸收了02,使试管内气体压强减小不能

（3）C

12.钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列有关钢铁腐蚀、防护过程中的问题：

（1）生产中可用盐酸来除铁锈c现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反

应的化学方程式是____________________。

（2）下列装置可防止铁棒被腐蚀的是.（填字母）"

（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置如图所示。H'h

①A电极对应的金属是（填元素名称），B电极上发生的电极反应是

B

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________O

②若电镀前铁、铜两电极质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质

量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子的物质的量为moL

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀，简要说明原因：

解析：（I）铁锈的主要成分是鱼化铁，氧化铁与盐酸反应生成FeCb,FeCb与Fc反应生成FcCb,该反

应属于化合反应。（2）铁被保护的爱置：原电池中，铁作正极；电解池中，铁作阴极。（3）①电镀池中，镀层

铜作阳极。②根据阳极电极反应：Cu-2e-=Cu2+,阴极电极反应：Cu2++2e-=Cu,可知两极相差5.12g

时，阳极被氧化的铜和阴极析出的铜质量相等，即2.56g,转移电子的物质的量为一・56gi2=0.08mol。

064gmol

③根据金属活动性：Zn>Fe>Cu,分析形成原电池后何种金属为负极可知其原因。

答案：（l）2FeCh+Fe=3Fe02（2）BD（3）①铜Cu2++2c-=Cu②0.08③铁比铜活泼，镀层破

坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速了铁的腐蚀：而锌比铁活泼，镀层破坏后，在潮湿环境

中形成原电池，铁为正极，减慢了铁的腐蚀（其他合理答案也可）

13.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：

“一脱脂碱洗水洗