2013年鲁科化学选修《化学反应原理 》：第1章第三节第2课时知能优化训练

1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③B．②③
C．①④D．①③④
解析：选C。

金属腐蚀的实质是M―→M n＋＋n e－，金属总是被氧化，均是氧化还原反应；钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。

C正确。

2．某铁件需长期浸在水下，为减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的是()
A．在铁件上铆上一些铜片
B．在制造铁件时，在铁中掺入一定量的铜制合金
C．在铁件表面涂上一层较厚的沥青
D．给铁件通直流电，把铁件与电源正极相连
解析：选C。

A、B项都是铁做负极，腐蚀速率加快；C项形成保护层；D项铁做阳极，腐蚀速率加快。

3．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是(双选)()
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：选BD。

铜绿是生活中常见现象，反应原理为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3，故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。

A可能发生原电池反应而被腐蚀。

4．下列金属保护的方法不．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．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈
解析：选B。

“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。

5．(2011年河南周口检测)下图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1 mol·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)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
________________________________________________________________________。

解析：(1)装置C中Cu—Fe—稀H2SO4构成原电池，其中Fe作负极：电极反应式为：
Fe―→Fe2＋＋2e－，Cu作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－―→H2↑。

(2)装置B中，Zn—Fe—海水构成原电池，
其中负极(Zn)：2Zn―→2Zn2＋＋4e－
正极(Fe)：2H2O＋O2＋4e－―→4OH－
故Fe极附近c(OH－)增大，pH增大。

(3)经比较铁被腐蚀的快慢顺序为C＞A＞B。

答案：(1)2H＋＋2e－―→H2↑
(2)Zn―→Zn2＋＋2e－增大
(3)C＞A＞B
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()
A．金属被腐蚀的本质是：
M＋n H2O===M(OH)n＋n
2
H2↑
B．马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
解析：选C。

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相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀，为M―→n e－＋M n＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe―→2e－＋Fe2＋，铁先被腐蚀。

常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。

2．下列关于铁器的使用注意事项不．正确的是(双选)()
A．避免长期接触潮湿空气
B．避免与酸性物质接触
C．不能接触干燥的空气
D．用水经常冲洗自行车防锈
解析：选CD。

铁制品的腐蚀主要是电化学腐蚀，包括析氢腐蚀(在酸性条件下)和吸氧腐蚀(在中性条件下)，但主要是吸氧腐蚀。

为了防止腐蚀，就要切断发生电化学腐蚀的条件，隔绝空气(如在金属表面涂油漆、矿物油等或镀层进行保护)，使金属制品表面保持干燥。

A 中防腐方法正确；B中如果与酸性物质接触，会发生化学腐蚀，所以要避免与酸性物质接触；C项错误；D项中经常用水冲洗自行车，如果不及时擦干也容易生锈。

3．下列事实不．能用电化学理论解释的是()
A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B．铝片不用特殊方法保存
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后反应速率加快
D．镀锌铁(在铁上镀上一层锌)比镀锡铁耐用
解析：选B。

铝片不用特殊方法保存是因为其表面有一层致密的氧化膜，与电化学无关。

A项中锌块与船壳(铁)在海水中形成原电池，锌块作负极被腐蚀而保护了船壳；C项中纯锌与稀硫酸反应进行得很慢，滴入少量的CuSO4溶液后，由于锌会置换出铜形成无数个微小的原电池而加快反应速率；D项中镀锌铁比镀锡铁耐用，是因为铁与锌形成的原电池中锌是负极，负极锌首先被腐蚀而保护了铁，而铁与锡形成的原电池中铁是负极，铁首先被腐蚀。

4．不能用来说明金属X比金属Y还原性强的是()
A．把X-Y合金置于潮湿空气中，X先腐蚀
B．X原子最外层电子数比Y原子最外层电子数少
C．X能从Y的盐溶液中把Y置换出来
D．电解X和Y的盐的混合溶液，阴极上先析出Y
解析：选B。

可以通过腐蚀的先后、相互置换、电解时析出的先后来比较金属的活泼性，A、C、D正确；最外层电子数少的金属不一定活泼，如铜最外层电子数为1，但不如镁活泼故选B。

5．(2009年高考广东卷)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①、②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：选A。

反应①中的氧化剂是O2而不是H2O，因为H2O中的氢、氧元素的化合价均未发生变化，B错。

C项中两种活泼性不同的金属相接触，较活泼的易发生腐蚀，故C项错误。

钢铁在潮湿的空气中主要发生的是电化学腐蚀，D错误。

6．(2010年济南高二检测)下列装置中，Fe腐蚀由快到慢的顺序为()
A．⑤④③②①B．⑤④①②③
C．⑤③④①②D．①②④③⑤
解析：选B。

③中是Zn失去电子，转化为Zn2＋，而Fe作正极，被保护，不易被腐蚀。

7．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(双选)()
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，锡层仍能对铁制品起保护作用
C．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的阴极保护法
D．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受腐蚀
解析：选AC。

银器在空气中久置会被空气中H2S、O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A正确。

当镀层破损时，Sn-Fe可形成原电池，锡层成为正极，加快了铁制品的腐蚀，B错。

与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，所以C正确。

外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D错。

8．以下现象中是化学腐蚀的是()
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．铝制品擦亮后，几天后表面又变暗，但不像Fe一样生锈
解析：选D。

黄铜中Zn比Cu活泼，发生电化学腐蚀，Zn做负极被腐蚀，而铜做正极受到保护。

B中生铁不纯，内含C等杂质，发生电化学腐蚀，而纯铁由于不能形成原电池而腐蚀得慢。

C中Fe与Cu 接触处形成原电池，活泼性较强的铁做负极被氧化而被腐蚀。

铝与O2反应生成致密的氧化膜，使铝制品受到保护。

9．如图所示装置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()
A．③①④②B．①②④③
C．①②③④D．②①④③
解析：选D。

①为原电池，活泼金属Zn为负极，发生氧化反应，腐蚀速率比④快，②③为电解池，阳极金属相当于被强氧化剂氧化，故②中的Zn被腐蚀的速率较①中的Zn还快，相反，阴极金属相当于被强还原剂保护，从而不易被腐蚀，故③中的Zn比④中的Zn腐蚀更慢。

故由快到慢的顺序是②①④③。

10．工业上制取CuSO4不是直接用铜和浓硫酸反应，而是将铜和少量银的混合物浸在稀硫酸中，并不断从容器底部吹入细小的空气泡。

这样做的优点是()
①不产生污染大气的SO2②提高H2SO4的利用率
③节省能源④提高铜的利用率
A．②③B．①④
C．①②③D．①②
解析：选C。

铜与浓硫酸反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，反应产生的SO2是有毒气体，会污染环境，所以不宜直接用铜和浓硫酸反应来制取CuSO4。

工业上制取CuSO4的相关反应为2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)===2CuSO4＋2H2O，其中加入的少量银与铜在稀硫酸中可构成原电池，能增大反应速率。

比较这两种方案，前者需加热，消耗热能，后者不需加热，不消耗热能，节省能源；如果都生成1 mol CuSO4，前者消耗2 mol H2SO4，后者只消耗1 mol H2SO4，提高了H2SO4的利用率；前者产生有毒气体SO2，后者不产生有毒气体。

在这两种方案中，Cu的利用率都是一样的。

结合题中各选项可知C项正确。

11．如何设计可使A、B、C、D分别符合下述要求：
(1)A中Fe棒不溶解但质量增加：________________________________________________________________________。

(2)B中Fe棒溶解，但Cu不在Fe上析出：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)C中Fe棒不溶于H2SO4：________________________________________________________________________。

(4)D中ZnSO4浓度不变：________________________________________________________________________。

解析：根据原电池和电解池的电极反应来分析。

(1)A中Fe棒不溶解但质量增加，Fe棒可以作原电池的正极或电解池的阴极；(2)B中Fe棒溶解，但Cu不在Fe上析出，Fe棒可以作原电池的负极或电解池的阳极；(3)C中Fe棒不溶于H2SO4，Fe棒可以作原电池的正极或电解池的阴极；(4)D中ZnSO4浓度不变，符合电镀池的特点。

答案：(1)可插入Zn片用导线与Fe相连(或外接电源，Fe作阴极)(2)插入比Fe不活泼的金属并用导线与Fe相连(或外接电源，Fe作阳极)(3)插入Zn片，用导线与Fe相连(或外接电源，Fe作阴极)(4)插入Zn片，外接电源，Fe作阴极，Zn片作阳极
12．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有NaCl)，第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：
(1)铁锅的腐蚀属于________腐蚀，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式：负极________________________________________________________________________，正极________________。

正负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)铁锅的腐蚀属于吸氧腐蚀；因为铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池；并且NaCl溶液呈中性，所以发生吸氧腐蚀，是电化学腐蚀。

(2)在铁锅中铁比较活泼作负极，电极反应：2Fe―→2Fe 2
＋＋4e－；碳作正极，电极反应：2H
O＋O2＋4e－―→4OH－；总反应为：2Fe＋O2＋
2
2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O＋(3－x)H2O。

答案：(1)吸氧铁锅是铁合金，易在NaCl的水溶液中形成原电池，而发生电化学腐蚀，由于NaCl的水溶液呈中性，故发生的是吸氧腐蚀(2)见解析
13．(1)潜艇的金属外壳在海水和空气的作用下会被腐蚀。

①若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________。

②为有效地保护潜艇，下列措施最好的是______(填编号)。

A．采用纯铁制造潜艇外壳
B．采用耐腐蚀的合金制造潜艇外壳
C．在潜艇外壳上涂一层油
D．在潜艇外壳上装一定数量的锌块
(2)在长期的生产实践中，人类对各种金属器件的防锈问题已找到了一些比较理想的措施。

例如：
①农机具采用________________________________________________________________________。

②埋入地下的输油管道采用________________________________________________________________________。

③远洋巨轮船体采用________________________________________________________________________。

④大型水库的钢铁闸门采用________________________________________________________________________。

解析：钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀，潜艇在海水中外壳易被腐蚀，通常情况下在潜艇的外壳装一定数量的锌块，采取牺牲阳极阴极保护法防腐。

另外钢铁材料制成的工具、器械等，可根据具体情况确定防护方法。

答案：(1)①Fe―→Fe2＋＋2e－2H2O＋O2＋4e－―→4OH－②D
(2)①保持表面光洁、干燥、涂矿物油②涂防锈油漆③焊接上比铁更活泼的金属，如锌等④外加电流的阴极保护法
14．(2011年蚌埠高二测试)(1)有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。

将铜
浸入B的盐溶液中无明显变化。

如果将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是__________。

(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀__________。

(3)将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放在如图所示的试管中，过一段时间观察，导管中水柱会__________，说明发生的是__________，相关的电极反应式为________________________________________________________________________。

解析：(1)根据原电池原理：活泼金属作负极，被腐蚀，所以A、B中活泼性A>B；A、D与等浓度盐酸反应时D比A剧烈，所以活泼性D>A；铜与B的盐溶液不反应，而与C的盐溶液反应置换出C，说明活泼性B>铜>C。

即答案为D>A>B>C。

(2)B为牺牲阳极保护法，D为阴极电保护法。

(3)饱和食盐水是中性环境，因此发生吸氧腐蚀。

答案：(1)D>A>B>C(2)BD
(3)升高吸氧腐蚀负极：Fe―→Fe2＋＋2e－；正极：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－。