人教版高中化学选择性必修1 第4章 化学反应与电能 作业25 金属的腐蚀与防护 【原卷+答案】

作业25金属的腐蚀与防护

A级必备知识基础练

题组1.金属的腐蚀

1.下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（）

A.用铜质钏钉钾接铁板，铁板易被腐蚀

B.为了保护海轮的船壳，常在船壳上附加锌块

C.在空气中，铝表面会生成一层致密氧化膜

D.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀

2.某实验小组拟探究食品袋里抗氧剂的抗氧化能力，装置如图所示：

向两支注射器中分别放入抗氧剂甲（1gFe粉、0.5g炭粉和0.5gNaCl）和抗氧剂乙（IgFe粉）,向右拉

动注射器活塞，各吸入50mL空气，关闭注射器针头的止水夹，均放置一周后，装置1活塞向左移动的

距离比装置2长。下列说法错误的是（）

—

抗制射罩机火剂乙

X.I1<12

A.抗氧剂甲的抗氧化能力比抗氧剂乙的强

B.用生石灰替代铁粉，二者功能完全相同

C.装置1中发生吸氧腐蚀，炭粉作正极

D.食品袋里抗氧剂能延长食品的保质期

3.利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧

浓度比海水低，易形成浓差电阻而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是

()

A.金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极

B.缝隙内溶液pH增大，加快了缝隙内腐蚀速率

C.为了维持电中性，海水中大量cr进入缝隙

D.正极的电极反应为O2+2H2O+4D=4OH-

4.下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是（）

序

①②③

号

八N,

实盘基

验律吗.胞和

依水秋水

?快用勺帙片生快片

现8小时未观察到明显8小时未观察到明显1小时观察到明显的红褐色

象锈蚀锈蚀绣蚀

A.对比实验①②③,说明苯能隔绝02

B.实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少02

C.实验②中,NaCI溶液中溶解的02不足以使生铁片明显锈蚀

D.实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，正极发生氧化反应，电极反应为Ch+4e-+2H2070H-

题组2.金属的防护

5.（2024.福建莆田五校联考）支撑海港码头基础的钢管桩，常用电化学原理进行防腐，工作原理如图所

示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）

」----龙渡电旎

育H传帙

海■海水

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.此方法在化学上称为牺牲阳极法

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

6.（2024.福建福州六校联考）我国多条高压直流电线路的在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（）

—锌环

床।

*词的

电JLz

h子表匐

向

A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应

B.通电时，阴极上的电极反应为2H2。十2己一H2T+2OH-

C.断电时，锌环上的电极反应为Zn-2e-=Zn：

D.断电时，不能防止铁帽被腐蚀

7.关于下列各装置图的叙述不正确的是（)

NM

A.图①装置盐桥中KC1的cr移向甲烧杯

B.图②装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护

C.图③装置中开关由M置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减个

D.图④装置精炼铜,a为精铜,b为粗铜，电解质溶液为CuSCh溶液

B级关键能力提升练

8.在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流

泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。该原理简化如图1所

示。下列有关说法不正确的是（）

A.图I装置可看作两个串联电解装置，图2所示环境中,铁被腐蚀速率：I＞川＞II

B.图I溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色

C.图1溶液中铁丝左端电极反应式为Fe-2e-Fe2+,图2中II的铁主要发生了析氢腐蚀

D.地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（或油漆等）

9.（2024♦湖北四地七校联考）利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。

仅

1气

-

实验传

i唱

装置gS.

实验

②③④⑤

编号

1.00.51.0().5

浸泡液HO

2moll/1moll71mol-L-1moll."1

NH4CI(NHSSChNaCINa2s0$

)H75577

氧气1

浓

度

随

时

间

的•.

变

化

120I&0240300

时阿/min

下列说法不正确的是（）

A.①与④、⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率

B.②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关

C.向实验⑤溶液中加入少量（NH6S04固体，吸氧腐蚀速率加快

D.向实验②溶液中加等体积的0.5moLL”（NH4）2SC）4,吸氧腐蚀速率一定加快

10.（2024.湖南衡阳三校联考）利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列叙述正确的是（）

X产〃

X、'/铁

A.铁被腐蚀过程实质是金属铁失电子发生还原反应

B.当K置于N处时，将减缓铁的腐蚀

C.若X为碳棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

D.若X为锌片，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

11.某种Fe合金在硫酸盐还原菌（SRB）存在条件下腐蚀的机理如图所示。

2

涉及的部分反应:HzO-H'OH-、H++e—H、SOi+8H-S+4H2Oo

下列说法正确的是（）

A.电化学腐蚀中正极的电极反应为Fe-2e=Fe2+

B.SRB对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的

C.在SRB作用下,Fc腐蚀后最终会生成FC2O3AH2O

D.当ImolSO彳在SRB作用下转化为S?-时，理论上净消耗水4mol

12.（2024.河南许平汝联考）某研究小组向锥形瓶内加入混合均匀的新制铁粉和炭粉，塞紧瓶塞,从胶头

滴管中滴入醋酸溶液，同时测易锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法正确的是（）

强仪界〜小海的演版

A.Ofs内，压强增大的原因是帙发生了吸氧腐蚀

B.炭粉表面的电极反应式只有2H++2D=H2T

C.整个过程中铁粉发生了氧化反应

D.若将铁粉换为铜粉，锥形瓶内的压强变化仍为如图

C级学科素养拔高练

13.(2024.福建福州六校联考)古代青铜器的修复涉及化学知识。“修旧如旧”是文物保护的主旨。

⑴铜锈的成分比较复杂，主要成分有CuMOH)2c03和CU2(OH)3CL考古学家将铜锈分为无害锈和有

害锈，结构如图1所示：

图1

CuMOH)2cCh和CU2(OH)3C1分别属于无害锈和有害锈,请解释原因:

(2)图2为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成有害锈CU2(OH)3CI的原理示意图。

写出正极的电极反应式:o若生成2.145gCu2(OH)3Q,理论上

消耗标准状况下氧气的体积为Lo

⑶文献显示有害锈的形成过程中会产生CuQ(白色不溶于水的固体)，请结合图3【回答：

含°「

CuCICuQCu^OH).CI

图3

①过程I的正极反应物是O

②过程I负极的电极反应式是

(4)青铜器的修复有以下三种方法：

i.柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接放在2%〜3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；

ii.碳酸钠法:将腐蚀文物置于含NazCCh的缓冲溶液中浸泡，便CuCI转化为难溶的Cs(OH)2co3；

iii.BTA保护法：

请回答下列问题：

①写出碳酸钠法的离子方程式:。

②二种方法中.BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有（填字母）。

A.在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜

氏替换出锈层中的。一,能够高效地除去有害锈

C.和酸浸法相比，不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

分层作业25金属的腐蚀与防护

1.C解析用铜质钾钉钾接铁板时，铁、铜及周围的电解质溶液构成原电池，由于Fe的活动性比

Cu强,Fe为原电池的负极，发生氧化反应,A正确;为了保护海轮的船壳，常根据原电池反应原理，在

船壳上附加活动性比铁强的锌块，铁、锌及周围的海水构成原电池，锌为负极，首先被氧化腐蚀，轮

船得到了保护,B正确;在空气中,铝与空气中的02发生氧化还原反应产生一层致密氧化屋AI2O3,

阻止金属进一步氧化，故铝具有一定的抗腐蚀性能,与也化学腐蚀无关,C错误;埋在潮湿土壤里的

铁管Tc、其中的杂质C及周围的电解质溶液会构成原电池，铁作原电池的负极，发生电化学腐

蚀，因而比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀,D正确。

2.B解析相同条件下装置1活塞向左移动的距离比装置2长，说明装置I消耗氧气多,抗氧化

剂甲抗氧化能力比乙强,A正确;生石灰只能作为干燥剂，不能吸收氧气,生石灰不能替代铁粉，二

者功能不相同,B错误;装置1中发生吸氧腐蚀，铁是较活泼的金属，作负极,炭粉作正极,C正确;食

品变坏腐败主要是与氧气发生氧化还原反应,加入抗氧剂能延长食品的保质期,D正确。

3.B解析根据氧气得电子发生还原反应生成OH,故金属缝隙外自由表面为正极，金属隧隙内

表面为负极,A正确;金属缝隙外自由表面为正极，生成0H:缝隙外溶液pH增大，加快了缝隙内腐

蚀速率,B错误;阴离子由正极向负极移动，大量Cr进入缝隙维持电中性,C正确;正极为氧气得电

子发生还原反应生成OH,电极反应为O2+2H2O+4e=4OH,D正确。

4.C解析对比①②③,说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极,需足量02和水，由实验③可知,苯不能

隔绝02,A错误。原电池的形成条件:有两个活动性不同的电极、电解质溶液、闭合回路,金属腐

蚀时还要有空气和水，实脸①中,生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少比。1错误。实验②中，铁

能发生电化学腐蚀，但氧气难溶于水,NaCl溶液中溶解的02不足以使生铁片明显锈蚀,C正确。

实验③中，铁是负极,发生氧化反应，生成Fe2+,负极反应为Fe-2D=Fe2+,在正极上发生还原反应，

电极反应为O2+2H2O+4e=4OH,D错误。

5.C解析通入保护电流，使斜管桩与电源负极相连作阴极，使其表面腐蚀电流接近零，从而达到

保护钢管桩的目的,A正确;通电后，钢管桩作阴极得到电子发生还原反应滴硅铸铁与电源正极相

连为阳极失去电子发生氧化反应，则通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩,B正确;此

方法接有外接电源，称为外加电流法而不是牺牲阳极法,C错误;在保护过程中要使被保护金属结

构电位低于周围环境，则通入的保护电流应根据环境条件变化进行调整,D正确。

6.D解析通电时，锌环连接电源正极，则锌为阳极，阳极发生氧化反应,A正确;阴极为溶液中氢离

子得电子，电极反应为2H2cH2e-=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-2c==Zn2+,C正确;断电时锌作负极，属于牺牲阳极法，可以防止铁帽被腐蚀,D错

■口

i大o

7.D解析图①装置Zn化合价升高，失去电子，作原电池负极,盐桥中KC1的C「移向甲烧杯,A正

确;根据外加电流法，得到图②装置中钢闭门应与外接电源的负极相连获得保护.B正确;图③装置

中开关由M置于N时,Zn作负极,Cu-Zn合金作正极，因此Cu-Zn合金的腐蚀速率减小,C正确;图

④装置精炼铜，根据电流移动方向，得到a为阳极,b为阴极，因此a为粗铜,b为纯铜，电解质溶液为

CuSCU溶液,D错误。

8.C解析图1装置可看作两个串联电解装置，左边铁与正极相连为阳极，铁丝左边应为阴极，形

成电解装置，铁丝右边为阳极，右边的铁为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置;

图2所示环境中，I形成原电池，铁作负极,加快腐蚀速率,II中形成原电池，锌作负极,铁得到保护，

铁被腐蚀速率：I正确。左边铁与正极相连为阳极，发生反应Fe-2e-==Fe",铁丝左边应

为阴极，反应式为2H.+28==出3消耗氢离子导致碱性增强与阳极生成的Fe2+结合成白色

Fc(0H)2沉淀,后被氧化成灰绿色,B正确。图1溶液中铁丝右端电极反应式为Fc-2e--Fe2+,图2

中H的铁作正极得到保护,C错误。地下管线被腐蚀，不易发现，故应将埋在地下的金属管道表面

涂绝缘膜(或油漆等)，为金属与土堞隔开,D正确。

9.D解析NaCl和Na2sO4都是强酸强碱盐，①与④、⑤比较，水中加入盐，增强了溶液的导电性，

加快了吸氧腐蚀速率,A正确;②与③都是馁盐，④与⑤都是钠盐，二者所含阴离子种类不同，说明

吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关.B正确;③与⑤相比，等浓度(NH4)2SO4溶液中吸氧腐蚀速

率快，故⑤中加入少量(NH4)2SC)4固体,吸氧腐蚀速率加快,C正确;②和③相比，所含阴离子种类不

同,cr对吸氧腐蚀速率影响更大,故②中加等体积的0.5moLL"(NH4)2SCh溶液，吸氧腐蚀速率不

一定加快,D错误。

10.D解析铁被腐蚀过程实质是金属铁失电子发生氧化反应,A错误;当K置于N处时,该装置

为电解池,X为阴极，铁为阳极，铁失去电子发生氧化反应被腐蚀.B错误;若X为碳棒，开关K置于

M处,则该装置为原电池,Fe为负极，失去电子发生氧化反应被腐蚀,C错误;若X为锌片，开关K置

于M处,则该装置为原电池,Fc为正极，锌失去电子发生乳亿反应被腐蚀，铁被保护,故可减缓铁的

腐蚀,D正确。

11.D解析由图可知该电化学腐蚀负极电极反应为Fe-2e==Fe2+,A错误;硫酸根离子在硫酸盐

还原菌SRB作用下转化成硫离子，硫离子再与Fe?+结合成FeS,若有氧气存在会将SRB氧化，不

利于硫酸根离子转化成硫离子,B错误;由图中信息可知在SRB作用下,Fe腐蚀后最终会生成

FeS,C错误;1molSO亍在SRB作用下转化为S?•时，转移电子的物质的量为8mol,结合已加反应

可知消耗水的物质的量为81noi，而1molSOf发生已知反应3时生成4mol水，则净消耗水4

moLD正确。

12.C解析铁在酸性条件下发生的是析