化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护精品随堂练习题

4.3金属的腐蚀与防护人教版（   2019）高中化学选择性必修一同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）

1. 关于金属的腐蚀与防护，下列叙述正确的是(    )

A. 一般来说，金属发生化学腐蚀的速率比电化学腐蚀速率要快
B. 保护地下钢管不受腐蚀，可使它连接直流电源的负极
C. 钢铁发生析氢腐蚀时，正极的电极反应式为：
D. 船舶外壳装上锌块，所采用的防腐方法为外加电流的阴极保护法

2. 港珠澳大桥设计使用寿命为年，对桥体钢构件采用多种方法防腐。下列分析错误的是

A. 防腐原理主要是避免发生反应：
B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池
C. 采用外加电流的阴极保护法时需直接在钢构件上绑上锌块
D. 钢构件可采用不锈钢材料以减缓腐蚀速率

3. 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是

A. 图中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极
B. 图中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀
C. 图中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
D. 图中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀

4. 如图所示，下列分析错误的是(    )

A. 只闭合，该装置将电能转化为化学能
B. 只闭合，石墨棒周围溶液逐渐升高
C. 只闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D. 铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只闭合都断开只闭合

5. 为了抵御海水的侵蚀，往往会在船体上安装大型的锌块，利用原电池反应：来抵御侵蚀，下列说法正确的是(    )

A. 锌块发生还原反应而被腐蚀
B. 船体与海水中的等发生反应
C. 正极的电极反应式为
D. 该抵御措施称为牺牲阳极保护法

6. 在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使与反应生成，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 厌氧腐蚀属于化学腐蚀
B. 钢管腐蚀的产物中含有、
C. 正极的电极反应式为
D. 在钢管表面镀锌或铜均可减缓钢管的腐蚀
 

7. 全世界每年因金属腐蚀造成巨大的经济损失，下列有关说法正确的是(    )

A. 钢铁在发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时，其负极反应式是相同的
B. 轮船外壳上焊接锡块儿，能减缓轮船的腐蚀
C. 浸泡在海水中的钢铁设备可以连接在直流电源的正极上，以便保护设备
D. 在金属中添加其他元素制成耐蚀合金，该措施属于金属的电化学防护

第II卷（非选择题）

二、流程题（本大题共1小题，共8.0分）

8. 俗称黄血盐，常用于检验，也是食盐防结剂。以生产电石的副产物氰熔体和的混合物为原料，制备黄血盐的流程如下：

回答下列问题：

“浸取”需控制在以下进行，原因是________。

用硫酸亚铁晶体配制溶液时还需加入________。

对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是________。

“加热”使气体逸出发生“反应”，生成、二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为________。

“反应”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥即得产品。

工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾，可用于检验，阳极的电极反应式为________。

设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。

得出结论：锌能保护铁；________。

三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）

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。
   
   
   I.如图装置中，形管内为红墨水，、试管内分别盛有氯化铵显酸性溶液和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于_________腐蚀。
   
   红墨水柱两边的液面变为左低右高，则______填“”或“”边盛有食盐水。
   
   试管中铁发生的是______腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式___________。
   下面两个图都是金属防护的例子。

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可以采用_____从下面选项中选择，此方法叫做______________保护法。

A.铜 钠 锌 石墨

图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_____极。

采取以上两种方法，_____填“甲”或“乙”能使铁闸门保护得更好。

10. 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，炭粉表面发生了________（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是___________________________________。
 

（3）该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二。

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：________________________。

（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

四、简答题（本大题共1小题，共8.0分）

11. 对金属制品进行抗腐蚀处理，可减缓金属的腐蚀，延长其使用寿命。

工业上冶炼铝的化学方程式是____。

以下为铝材表面处理的一种方法：
 

碱洗的目的是除去铝表面的自然氧化膜，有关反应的离子方程式为____。碱洗时常有气泡冒出，该气体是____填化学式。

电解时，处理好的铝材应与电源的____极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为____。

钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在酸性很弱或中性条件下，其发生的电化学腐蚀类型为____。

利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
 

若为碳棒，开关置于处，该电化学防护法称为____；若为锌棒，开关置于处，____填“能”或“不能”达到防止铁腐蚀的目的。

下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是____。

A.镀铝铁桶       食品铁罐头盒镀锡   白铁水桶镀锌     镀银铜质奖章

五、推断题（本大题共1小题，共10.0分）

12. 亚铁氰化钾俗称黄血盐，常用于检验，也是食盐防结剂。以生产电石的副产物氰熔体和的混合物为原料，制备亚铁氰化钾的流程如下：

回答下列问题：

“浸取”需控制在以下进行，原因是__________________________________________________。

用硫酸亚铁晶体配制溶液时还需加入____________________。

对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是______________。

“加热”使气体逸出发生“反应Ⅲ”，生成亚铁氰化钾、二氧化碳和氢气，该反应化学方程式为__________________________________________________。

“反应Ⅲ”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥即得产品。

工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾，可用于检验，阳极的电极反应式为__________________________。

设计如下实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。

得出结论：锌能保护铁；

________________________________。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
本题以金属的腐蚀为载体考查了原电池和电解池的工作原理，难度不大，原电池中负极上金属容易被腐蚀，正极上金属被保护。
【解答】
A.电化学中，原电池的负极和电解池的阳极金属腐蚀速率远远快于金属发生化学腐蚀的速率，故A错误；
B.当地下钢管连接直流电源的负极，则钢管是阴极，阴极在电解池中属于被保护的电极，故B正确；
C.钢铁发生析氢腐蚀时，正极是氢离子得电子的过程，即，故C错误；
D.船舶外壳装上锌块，形成锌、铁原电池，负极金属锌易被腐蚀，正极金属铁可以被保护起来，所采用的防腐方法为牺牲阳极的阴极保护法，故D错误。
故选B。  

2.【答案】 

【解析】

【分析】本题主要考查金属的防护与腐蚀，题目较基础，注意区分牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，掌握金属防护的基础知识并灵活运用是解题的关键。
【解答】
A.大桥在海水中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子：，正极上氧气得电子：，故总反应为，故防腐蚀即为了避免此反应的发生，故 A正确，不符合题意
B.钢铁生锈的条件是有氧气和水，而钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，故能防止原电池的形成，故 B正确，不符合题意
C.外加电流的阴极保护法中，钢铁接直流电源的负极做阴极被保护，阳极可以采用惰性阳极，而无需采用活性电极，选项中直接在钢构件上绑上锌块，是牺牲阳极的阴极保护法，故 C错误，符合题意
D.不锈钢的耐腐蚀性比较好，故钢构件可以采用不锈钢，故 D正确，不符合题意。  

3.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查的是金属的腐蚀，意在考查学生的知识应用能力，解题的关键是理解金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的原理。
【解答】
A.图中，镁比铁活泼，镁块和输水管相连形成原电池时，镁作负极，从而保护钢铁管道不被腐蚀，故A正确。
B.图中，铁与电源的负极相连，为电解池的阴极，溶液中氯离子在铁棒上放电生成氯气，铁棒不发生放电，不易腐蚀，故B错误；
C.由钢铁的吸氧腐蚀原理可知，图中，插入海水中的铁棒，铁棒在水面的位置处腐蚀越严重，故C错误；
D.图中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁与氧气发生了反应，发生了化学腐蚀，故D错误。
故选A。  

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查学生原电池和电解池的工作原理以及金属的腐蚀速率等方面的知识，属于电化学的综合应用题，难度不大。
【解答】
A.只闭合，构成电解池，该装置将电能转化为化学能，故A正确；
B.闭合，构成原电池，石墨棒是正极，发生氧气得电子的还原反应，该电极附近产生氢氧根离子，所以周围溶液逐渐升高，故B正确；
C.只闭合，构成电解池，铁棒是阴极，被保护，属于外加电源阴极保护法，故C错误；
D.闭合，构成原电池，是负极，腐蚀较快；都断开，金属铁发生化学腐蚀，腐蚀较慢；只闭合构成电解池，铁棒是阴极，铁被保护，金属腐蚀速率：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极，所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只闭合都断开只闭合，故D正确。
故选C。  

5.【答案】 

【解析】错，在船体上安装大型的锌块可以构成锌铁海水原电池，锌的金属性强于铁，锌作负极，失去电子发生氧化反应而被腐蚀。
错，在船体上安装大型的锌块可以构成锌一铁一海水原电池，反应的实质是锌与海水中溶解的氧气反应，不是船体与海水中的等发生反应。
错，在船体上安装大型的锌块可以构成锌铁海水原电池，氧气在正极上得到电子发生还原反应，电极反应式为。
 

6.【答案】 

【解析】错，厌氧腐蚀时，有新的物质生成，且有电流产生，属于电化学腐蚀；
对，钢铁发生析氢腐蚀，负极反应式是，正极反应式为，与的反应可表示为，亚铁离子和硫离子反应生成硫化亚铁，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以钢管腐蚀的直接产物中含有、；
错，在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，没有氧气参与反应，正极上水发生还原反应生成，电极反应式为；
错，在钢管表面镀锌时，若表面破损，锌作原电池的负极，则钢管作正极，能减缓钢管的腐蚀，在钢管的表面镀铜，若表面未破损时，能够保护钢管，但表面破损时，钢管作负极，能加快钢管的腐蚀速率。
 

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查金属的电化学腐蚀和电化学防腐蚀，注意结合金属腐蚀的原理进行分析解答，题目难度不大。
【解答】
A.钢铁在发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时，其负极反应式均为，故A正确；
B.因为金属性铁强于锡，则在轮船外壳上焊接锡块儿，会加快轮船的腐蚀，故B错误；
C.浸泡在海水中的钢铁设备可以连接在直流电源的负极上，以便保护设备，故C错误；
D.在金属中添加其他元素制成耐蚀合金，不属于金属的电化学防护，故D错误。
故选A。  

8.【答案】温度过高，促进水解，生成有毒的，污染环境，故需控制温度低于。
稀硫酸和铁屑


过滤    洗涤

铁被铁氰化钾氧化生成了 

【解析】温度过高，会促进水解，生成有毒的，污染环境，故需控制温度低于。
为防止硫酸亚铁氧化变质，应加入铁屑，为防止其水解，应加入稀硫酸。
分析流程图可知，获得的常用干燥剂是。
根据题给条件知“反应”的反应物为，、，生成物为、、，结合原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为。
从溶液中得到溶质一般需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作。
阳极发生氧化反应，元素由价变为价，电极反应式为。
由操作及实验现象可知，在该原电池中被腐蚀，铁被保护，电解液中无，在形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液后产生了蓝色沉淀，则说明有二价铁生成，即铁被铁氰化钾氧化生成了。
 

9.【答案】电化学

吸氧；

；牺牲阳极的阴极 

负  

乙

【解析】

【分析】

本题考查了金属的腐蚀与防护，明确原电池和电解池原理是解本题关键，知道作原电池负极和电解池阳极的金属易被腐蚀，难度不大。

【解答】

生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀。

故答案为：电化学；
红墨水柱两边的液面变为左低右高，则发生析氢腐蚀，发生吸氧腐蚀，所以中盛有食盐水。

故答案为：；
试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为；

故答案为：吸氧；；
为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法。

故答案为：；牺牲阳极的阴极；
作电解池阴极的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，铁闸门应该连接在直流电源的负极。

故答案为：负；
因为电解池的保护比原电池保护更好，所以乙能使铁闸门保护得更好。
故答案为：乙。

10.【答案】  （1）

（2）吸氧   ；还原；++=O
（3）反应放热，温度升高
（4）

【解析】（1）对比实验①，实验②中炭粉的质量与实验①相同，醋酸的浓度与实验①不同，所以铁粉的质量应与实验①相同，即2.0g；实验③中炭粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，显然实验③目的是探究炭粉含量的影响。
（2）t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中，铁粉为负极，发生氧化反应，形成Fe2+，炭粉为正极，发生还原反应：
++=O。
（3）0~t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。
 

11.【答案】；
；；正；；
吸氧腐蚀；
外加电流的阴极保护法；能；
 

【解析】

【分析】
本题考查铝及其化合物性质、原电池、电解池原理、金属腐蚀等知识，侧重于基础知识的考查，有利于培养学生的学习积极性和科学素养，难度一般，掌握原电池和电解池的工作原理和组成条件、电极反应即可解答。
【解答】
工业上电解熔融氧化铝制备铝，化学方程式为：，
故答案为：；
铝材表面的自然氧化膜是氧化铝，具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗除氧化膜，故反应离子方程式为：，铝能与强碱反应产生氢气，，碱洗时常有气泡冒出，该气体是，
故答案为：；；
铝为阳极，电解时，处理好的铝材应与电源的正极相连，电极上会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为，
故答案为：正；；
钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀，钢铁在酸性很弱或中性条件下，形成原电池发生吸氧腐蚀，
故答案为：吸氧腐蚀；
作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护，若为碳棒，为减缓铁的腐蚀，则铁应作电解池阴极，所以开关应该置于处，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法，
若为锌，开关置于处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，
故答案为：外加电流的阴极保护法；能；
镀铝铁桶，铝被氧化，铁被保护，腐蚀速率慢；
B.食品铁罐头盒镀锡，锡作正极，铁作负极被氧化，腐蚀速率加快，
C.白铁水桶镀锌，锌作负极，铁被保护，腐蚀速率减慢；
D.镀银铜质奖章，银起到密封作用，铜被保护，腐蚀速率减慢。
故选B。  

12.【答案】温度过高，促进的水解，生成有毒的，污染环境
稀硫酸和铁屑


过滤；洗涤

铁被铁氰化钾氧化生成了 

【解析】

【分析】
本题主要考查了物质制备过程中涉及的具体操作及化学方程式，电极方程式的书写，牺牲阳极的阴极保护法原理。难度一般。
【解答】
“浸取”需控制在以下进行，原因是温度过高，促进的水解，生成有毒的，污染环境；故答案为：温度过高，促进的水解，生成有毒的，污染环境；
用硫酸亚铁晶体配制溶液时还需加入稀硫酸和铁屑以防止的水解和被氧化；故答案为：稀硫酸和铁屑；
对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是；故答案为：；
“加热”使气体逸出发生“反应Ⅲ”，生成亚铁氰化钾、二氧化碳和氢气，该反应化学方程式为；故答案为：；
“反应Ⅲ”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥即得产品，故答案为：过滤；洗涤；
工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾，可用于检验，阳极的电极反应式为；故答案为：；
可以得出结论：
锌能保护铁；从操作在形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液，得到蓝色沉淀可得结论铁被铁氰化钾氧化生成了；故答案为：铁被铁氰化钾氧化生成了。