高中化学 课时跟踪检测(六)金属的腐蚀与防护 鲁科版选修4

课时跟踪检测（六）金属的腐蚀与防护
1．下列叙述不正确的是( )
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B．钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀
C．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D．原电池外电路电子由负极流入正极
解析：选C 不纯的金属在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，A正确；干燥的空气中，不易发生原电池反应，钢铁不易被腐蚀，B正确；铝和铁形成原电池，铁作正极被保护，C错误；原电池负极发生氧化反应，失去电子时通过导线流向正极，D正确。

2．下列关于金属防护的方法不正确的是( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．在自行车的钢圈上镀上一层铬来防锈
解析：选B 某些工具的机械转动部位不易刷油漆，应涂油脂防锈，B不正确。

3．下列各装置中Fe的腐蚀速度最慢的是( )
解析：选A A选项，构成原电池，Fe为正极被保护；B选项，构成原电池，Fe为负极被腐蚀；C选项，构成原电池，Fe为负极，发生析氢腐蚀，Fe腐蚀较B快；D选项构成电解池，Fe为阳极，腐蚀最快。

4．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．在干燥密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多，潮湿的透气土壤中
解析：选C 铁在酸性、潮湿的空气环境下腐蚀速率较快，铁在含碳粒较多，潮湿透气土壤中，易构成原电池，铁作负极，加快腐蚀速率。

5．如图所示为钢铁的两种电化学腐蚀：
下列说法正确的是( )
A．碳表面发生氧化反应
B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO
C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主
D．图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：选D 图①中有H2产生，为析氢腐蚀；图②中吸收氧气，为吸氧腐蚀。

无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，均为钢铁里的铁和少量的碳与钢铁表面的电解质溶液薄膜构成的原电池所造成的电化学腐蚀，碳均作正极，发生还原反应，A项错误；钢铁被腐蚀的最终产物为水合氧化铁，B项错误；生活中钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主，C项错误；发生吸氧腐蚀时，正极为O2得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D项
正确。

6．下列叙述错误的是( )
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
解析：选C A、B选项，都是原电池原理，铁做负极，使铁更易腐蚀；D是牺牲阳极的阴极保护法。

7．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
解析：选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。

8．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：选A 水中的钢闸门连接电源的负极，为阴极，从而得以保护，A正确；金属护栏表面涂漆是隔绝金属护栏与空气接触，减缓金属护栏的腐蚀速率，B错；汽车底盘喷涂高分子膜也是隔绝与空气接触，C错误；地下钢管连接镁块，构成了原电池，属于牺牲阳极的保护法，D错。

9．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________(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失去电子，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，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保
护法。

(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。

答案：(1)负极：Fe－2e－===Fe2＋，
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)C (3)负
10．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__________________________。

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”)说明水对铁丝生锈产生影响。

解析：铁内部一般含有碳，在铁发生电化学腐蚀时作正极，如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀；A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀，所以正极上反应的物质是氧气得到电子；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸。

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－＋2H2O===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)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体体积减小不能
1．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渐渐变暗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在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法④可将地下输油管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
A．①②③B．②④
C．①③ D．①②③④
解析：选C ①纯银器在空气中不能形成原电池，主要发生化学腐蚀；②当镀层破损时，Sn－Fe可形成原电池，Fe作负极，腐蚀速率加快，不再起到保护作用；③Zn作负极(阳极)，Fe作正极(阴极)，从而保护Fe；④利用外加电流阴极保护法，输油管应该与直流电源的负极相连。

2．下列有关金属腐蚀的表述，正确的是( )
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生电化学腐蚀时较活泼的金属总是做正极而被腐蚀
D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子
解析：选D 金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。

Fe在干燥的氯气中不反应。

发生腐蚀时，较活泼的金属做负极被氧化而腐蚀。

3．下列关于钢铁锈蚀的叙述中，不正确的是( )
A．钢铁锈蚀时，铁原子先失去电子成为Fe2＋，然后生成的Fe(OH)3部分脱水成为Fe3O4的水合物
B．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·n H2O，为保护海轮的船壳，常在船壳上镶上锌块
D．酸雨使钢铁更容易发生析氢腐蚀
解析：选A 钢铁锈蚀时铁做负极，失电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，而后Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水成为氧化铁的水合物Fe2O3·x H2O，A项错误；铁比银活泼，镀银铁制品破损后形成的原电池中铁为负极，腐蚀加快，B项正确；锌比铁活泼，形成原电池时锌为负极被腐蚀，铁被保护，C项正确；酸性条件下易发生析氢腐蚀，D 项正确。

4．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，下列说法正确的是( )
A．负极发生反应：Fe－3e－===Fe3＋
B．正极发生反应：2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
D．钢柱在水下的部分比在空气与水交界处的更容易被腐蚀
解析：选C 由原电池原理可知负极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，A项错；正极上发生的反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B项错；由正负极电极反应可知，C项正确；在空气与水交界处O2浓度大，钢柱更容易被腐蚀，D项错。

5．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 ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2
H 2↑ B ．金属腐蚀的实质是M －n e －===M n ＋，电子都直接转移给氧化剂
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，金属发生的是电化学腐蚀
解析：选D 金属在潮湿的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。

金属腐蚀的本质都是金属失电子，即M －n e －===M n ＋，但电化学腐蚀过程中，电子经过外电路转移给氧化剂，并不是直接转移给氧化剂，所以A 、B 项不正确，D 项正确。

金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质发生的腐蚀，并非都在酸性条件下进行，C 项不正确。

6．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH 的关系如下表。

A ．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀
B ．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C ．当pH>14时，正极反应为O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O
D ．将碱性溶液煮沸除去氧气后，碳钢腐蚀的速率会减缓
解析：选C 当pH<4时，酸性较强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A 正确；当pH>6时，是弱酸性和碱性，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B 正确；当pH>14时，正极反应为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，C 项错误；将碱性溶液煮沸除去氧气后，可以减少吸氧腐蚀，故可以使碳钢腐蚀的速率减缓，D 正确。

7．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2，
②4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3，
③2Fe(OH)3===Fe 2O 3＋3H 2O 。

下列说法正确的是( )
A ．反应①、②中电子转移数目相等
B ．反应①中的氧化剂是氧气和水
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①、②中消耗O2的量相等，两个反应中仅有O2作为氧化剂，故转移的电子数相等，A项正确；反应①中，H2O中的H、O两元素的化合价没有变，故不做氧化剂，B项错误；铜和钢构成原电池，钢的腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，故D项错误。

8．如下图所示，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( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
解析：选B 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，则负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应式为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，因此A、C项不正确。

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，则负极反应式为Al－3e－===Al3＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH －，因此B项正确，D项不正确。

9．钢铁工业是国家工业的基础，请回答下列钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。

(1)生产中可用盐酸来除铁锈。

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_______________。

(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是_________________________________________。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如图。

①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为________ mol。

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，简要说明原因
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)铁锈的成分是氧化铁和氢氧化铁，与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，该反应属于化合反应。

(2)铁被保护的装置：原电池中，铁做正极；电解池中，铁做阴极。

(3)①电镀池中，镀层铜做阳极。

②根据电极反应：阳极Cu－2e－===Cu2＋，阴极
Cu2＋＋2e－===Cu，可知两极相差5.12 g时阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等，即2.56 g，
转移电子2.56 g
64 g·mol－1
×2＝0.08 mol。

③根据金属活动性：Zn>Fe>Cu，分析形成原电池后谁为负极可知原因。

答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(2)BD
(3)①铜Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08③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，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可)。