高中化学 同步课时分层作业7 金属的腐蚀与防护 鲁科版选修4

课时分层作业(七) 金属的腐蚀与防护
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
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．生铁比纯铁易生锈
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
D[银质奖牌久置后表面变暗是因为被氧气氧化生成Ag2O，属于化学腐蚀。

]
2．为了避免青铜器生成铜绿，下列方法中正确的是( )
①将青铜器放在银质托盘上②将青铜器保存在干燥的环境中③将青铜器保存在潮湿的空气中④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
A．①③B．②③
C．②④D．①④
C[Cu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，①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接触，不易被腐蚀，②正确；青铜器在潮湿的空气中易被腐蚀，③错误；覆盖防渗的高分子膜可以隔绝潮湿的空气，④正确。

]
3．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( )
A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
B．2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
C．正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
D[在潮湿的环境中铁发生电化学腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，总反应式为2Fe＋2H2O＋O2===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。

]
4．下列表面上镀有金属保护层的铁板中，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。

]
5．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
①纯银器表面在空气中因化学腐蚀逐渐变暗②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③海轮外壳连接锌块保护外壳不被腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法④可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不被腐蚀
A．①②③B．①③④
C．①③D．全部
C[纯银器在空气中不能形成原电池，主要发生化学腐蚀，①正确；当镀层破损时，Sn 和Fe在空气中可形成原电池，Fe作负极，腐蚀速率加快，镀层锡不再对铁制品起保护作用，②错误；Fe与Zn形成原电池，Zn作负极，从而保护正极Fe不被腐蚀，③正确；外加电流的阴极保护法中被保护的物质应该与直流电源的负极相连，④错误。

本题选C。

] 6．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
B[图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，选项A错误；图b中开关置于M时，Cu—Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu—Zn合金作正极，腐蚀速率减小，选项B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，选项C错误；图d中Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，选项D错误。

]
7．目前，脱氧保鲜剂已广泛应用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域，含铁脱氧剂是利用铁易被氧化的性质来完全吸收包装袋内的氧，从而对包装袋内的物品起到保鲜作用。

当脱氧剂变成红棕色时则失效。

下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方。

A ．Fe －2e －===Fe 2＋
B ．
C ＋O 2===点燃CO 2
C ．4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3
D ．2Fe(OH)3===Fe 2O 3＋3H 2O B [铁脱氧原理的实质是铁发生吸氧腐蚀，负极：Fe －2e －===Fe 2＋，正极：O 2＋4e －
＋2H 2O===4OH －，生成的Fe(OH)2经以下过程：Fe(OH)2O 2,Fe(OH)3―→Fe 2O 3，最后生成铁锈。

]
8．关于铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀，下列说法不正确的是( )
【导学号：41722057】
A ．正极的电极反应式为2H ＋＋2e －
===H 2↑
B ．此过程中还涉及的反应有4Fe(OH)2＋2H 2O ＋O 2===4Fe(OH)3
C ．此过程中铜不易被腐蚀
D ．此过程中电子从Fe 移向Cu
A [铁铆钉处发生吸氧腐蚀时形成原电池，铁作负极，电极反应为Fe －2e －===Fe 2＋，铜作正极，电极反应为2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －，反应中电子从负极Fe 移向正极Cu ，铜不被腐蚀，总反应为2Fe ＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2继续被空气中的O 2氧化成Fe(OH)3，反应式为4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

]
9．某研究小组对铁生锈的条件进行研究。

请回答下列问题：
【导学号：41722058】
(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。

①通过分析上述实验现象，可得出铁生锈的外部条件是
___________________________________________________________
___________________________________________________________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极反应式为
___________________________________________________________
___________________________________________________________；
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、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O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

[答案](1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸隔绝空气(或防止氧气与铁接触) ④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
[能力提升练]
10．由图分析，下列叙述正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中Cl－均向Fe电极移动
C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋4e－＋2H2O===4OH－
A[两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确。

Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B 项错误。

Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。

Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。

]
11．在城市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，
其腐蚀原理如图所示。

则下列有关说法不正确的是( )
A．原理图可理解为两个串联电解装置
B．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．溶液中铁丝左侧电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．地下管道被腐蚀后不易被发现，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)
C[由原理图可知，左侧铁棒与正极相连，为阳极，铁丝左侧应为阴极，形成电解装置，铁丝右侧为阳极，右侧铁棒为阴极又组成电解装置，所以可理解为两个串联电解装置，A项正确；左侧铁棒为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，左侧铁丝为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，消耗H＋导致附近溶液的碱性增强，OH－浓度增大，与阳极产生的Fe2＋结合生成白色Fe(OH)2沉淀，后被氧化成灰绿色，B项正确，C项错误；为了保护地下管道不被腐蚀，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜等，D项正确。

]
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的原因是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。

(3)利用如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2Al ＋3H 2O －6e －===Al 2O 3＋6H ＋。

(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 ＋3H 2O －6e －===Al 2O 3＋6H ＋
(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu 2＋，保持溶液中Cu 2＋浓度恒定
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
13．关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：
①Fe－2e －===Fe 2＋ ②H ＋＋e －===H
③4H＋O 2===2H 2O ④4Fe 2＋＋O 2＋(4＋2x )H 2O===2Fe 2O 3·x H 2O ＋8H ＋
试根据以上过程回答下列问题：
(1)根据以上机理，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O 2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Fe 2O 3·x H 2O 中x 的值为1)。

[解析] (1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe ＋3O 2＋2x H 2O===2Fe 2O 3·x H 2O ，为吸氧腐蚀。

(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O 2或采取牺牲阳极的阴极保护法等。

(3)由4Fe ＋3O 2＋2H 2O===2Fe 2O 3·H 2O 得关系式
3O 2 ～ 12e － ～ 增加质量
3×22.4 L 12 mol 132 g V (O 2) 6 mol Δm
V (O 2)＝3×22.4 L×6 mol 12 mol ＝33.6 L ，Δm ＝6 mol×132 g 12 mol
＝66 g ，生锈后铁件质量为1 000 g ＋66 g ＝1 066 g 。

[答案] (1)C (2)AD (3)33.6 1 066。