化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后作业题

第四章 第三节 金属的腐蚀与防护 同步课时训练

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

一、单选题(共40分)

1、(4分)埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是(   )

A.该方法将电能转化成化学能

B.在此装置中钢管道作正极

C.该方法称为“外加电流的阴极保护法”

D.镁块上发生的电极反应为

2、(4分)下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是(   )

A.④②①③⑤⑥ B.⑤④②③①⑥

C.④⑥②①③⑤ D.⑥③⑤②④①

3、(4分)钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的防护方法描述错误的是(   )

A.a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应
B.a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn
C.a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门
D.a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法

4、(4分)一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表。下列说法正确的是(   )

A.随pH的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快

B.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快

C.pH为14，其负极反应为

D. pH<4，发生析氢腐蚀

5、(4分)研究金属的腐蚀和防护有利于降低国家的经济损失，具有现实意义。下列有关做法与防护 原理不相匹配的是（   ）

A.A B.B C.C D.D

6、(4分)如图所示的钢铁腐蚀中,下列说法正确的是(   )

A.碳表面发生氧化反应
B.图②中,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,正极反应为

7、(4分)我国学者进行了如下模拟实验：将甲、乙两片相同的低合金钢片用导线连接插入海水中，钢片甲附近通入氧气，钢片乙附近通入氮气。研究表明钢片乙的腐蚀速率明显高于钢片甲。下列说法错误的是（    ）

A.钢片甲作正极  

B.氮气在钢片乙上得电子

C.在海水中阳离子向钢片甲移动 

D.能产生电流的主要原因是两极上氧气浓度不同

8、(4分)下列解释事实的化学用语错误的是(   )

A.闪锌矿（ZnS）经溶液作用后，转化为铜蓝

B.0.1醋酸溶液的pH约为3：

C.电解NaCl溶液，阴极区溶液pH增大：

D.“暖宝宝”工作发热时铁粉发生析氢腐蚀

9、(4分) 下列关于钢铁腐蚀的说法错误的是(   )

A. 在钢铁制品中加入一些铬或镍制成合金，可有效防止金属腐蚀

B. 自然界中，生铁比纯铁更易腐蚀

C. 钢铁设备上连接铜块可以防止钢铁腐蚀

D. 钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐蚀

10、(4分)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后，发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被腐蚀变暗，在液滴外沿出现棕色铁锈环（b），如图所示。下列说法不正确的是(   )

A.铁锈环的主要成分是，铁片腐蚀过程发生的总反应为

B.液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为

C.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为

D.铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域

二、填空题(共30分)

11(本题 15 分)Ⅰ.钢铁容易被腐蚀而生锈，可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，如图所示是钢铁桥墩的防护原理示意图。

（1）K与M连接时，钢铁桥墩的电化学防护方法为______。

（2）K与N连接时，钢铁桥墩为______（填“正”或“负”）极，其电极反应式为______。

Ⅱ.如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的示意图。

（3）腐蚀过程中，负极是______（填“a”“b”或“c”）。

（4）环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为______。

（5）若生成4.29g，则理论上消耗的体积（标准状况下）为______L。

随着现代科学技术的快速发展,防腐蚀技术也在不断提高。

Ⅰ.金属的腐蚀原理

(1)中性环境中多为吸氧腐蚀,其正极的电极反应为________________。

(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀均会导致体系中_______(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)不同酸性介质中,金属腐蚀原理并不相同。下图是密闭容器中,生铁在pH=2和pH=4的盐酸中压强随时间的变化过程。

图中代表pH=2的曲线是_________(填“a”或“b”)。

Ⅱ.金属的电化学防护

(1)富锌涂料是使用广泛的防锈底漆,涂层中锌对钢铁保护的原理是___________。

(2)缓蚀剂是能明显减缓或阻止金属腐蚀的物质,钼酸钠和磷酸二氢锌是常用的自来水(pH范围为6.5~8.5)介质碳钢缓蚀剂。

①钼酸钠在电极表面被还原为形成保护膜,减缓腐蚀,该电极反应式为___________;同时,能与反应生成难溶的,沉积在碳钢表面减缓腐蚀。写出与反应的离子方程式:____________。

②电化学反应可使缓蚀剂成分中的转化为难溶性的,形成保护膜,减缓腐蚀。用平衡移动原理解释发生转化的原因:_____________。

三、推断题(共15分)

13、(15分)钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。钢铁容易生锈的主要原因是因为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。

1.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b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。(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)

2.红墨水柱两边的液面变为左低右高,则__________(填“a”或“b”)边盛有食盐水。

3.b试管中铁发生的是__________腐蚀,(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)生铁中碳上发生的电极反应式__________。

四、实验题(共15分)

14、(15分)实验小组探究酸雨对低碳钢腐蚀的影响，实验流程如图：

实验使用了3种模拟酸雨。模拟酸雨中的离子浓度如表所示，其中平衡电荷的阳离子以或补充，实验均在室温下进行，低碳钢片样品的大小和质量均相同。

（1）将模拟酸雨1和模拟酸雨2进行对比实验，实验的目的是_______。模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率，可以得到结论是_______。

（2）在用模拟酸雨2进行实验时，腐蚀冲洗液中检测到和的含量升高。腐蚀时硝酸和铁反应的离子方程式为_______。

（3）在上述三组腐蚀实验中，都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流。产生腐蚀电流的原因是_______。

（4）钢铁的腐蚀研究中，通常用“腐蚀速率（单位为）”对钢铁腐蚀过程和结果进行评估。则计算“腐蚀速率”需要测量的实验数据为_______。

参考答案

1、答案：B

解析：A.该方法构成原电池，将化学能转化成了电能，A错误；B.根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，B正确、C错误；D.镁块作负极，电极反应：，D错误。

2、答案：C

解析：由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序为④⑥②①③⑤，C项符合题意。

3、答案：D

解析：

4、答案：D

解析：由题表可知，随pH的升高，碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，故A错误；碱性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后的碱性溶液中氧气浓度降低，碳钢腐蚀速率会减慢，故B错误；在pH=14的溶液中，碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为，故C错误；当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极上电极反应式为，正极上电极反应式为，故D正确。

5、答案：D

解析：本题以金属的腐蚀对国家经济造成重大损失为背景，考查金属的腐蚀与防护方法，考查学生证据推 理、分析与推测能力，突出化学学科的核心价值。A项在护栏表面涂上环氧封闭涂料，目的是隔绝钢 铁与腐蚀介质（空气、水）接触，A 项正确；B项用浓硝酸对铁罐车内壁进行酸洗，可使Fe与浓发生钝化反应，在铁罐车内壁产生致密氧化膜，隔绝金属与酸接触而起到保护作用，B项正确；C项采用铝锂合金，是通过改变金属的本质，使其具有抗腐蚀性，C 项正确；D 项将钢铁闸门与电源 连接，此方法应叫外加电流的阴极保护法，需将钢 铁闸门与电源负极连接从而起保护作用，D 项正确。

6、答案：D

解析：A项,碳为正极,碳表面上发生还原反应,B项,钢铁吸氧腐蚀的最终产物为;C项,生活中钢铁制品的腐蚀主要以吸氧腐蚀(图②)为主;D项,图②中,正极上发生还原反应。

7、答案：B

解析：钢片乙的腐蚀速率明显高于钢片甲，钢片乙作负极、钢片甲作正极，A项正确；钢片乙中铁失电子，氧气在钢片甲.上得电子，B项错误；原电池溶液中阳离子向正极移动，C项正确；由信息可知，氧气浓度不同使两极产生电势差而形成原电池装置，D项正确。

8、答案：D

解析：本题考查钢铁的吸氧腐蚀、电解氯化钠溶液的原理等。溶解度大的物质可以转化为溶解度小的物质，溶解度：ZnS>CuS，则闪锌矿（ZnS）经溶液作用后，转化为铜蓝（CuS），反应的离子方程式为，A正确；0.1 醋酸溶液的pH约为3，说明醋酸为弱酸，部分电离，电离方程式为，B正确；电解NaCl溶液时，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，阴极区溶液pH增大，C正确；“暖宝宝”的工作原理为铁作负极，食盐作电解质，活性炭为正极，加水，构成原电池，电解质溶液显中性，发生铁的吸氧腐蚀，D错误。

9、答案：C

解析：A.在钢铁制品中加入一些铬或镍制成合金，改变了金属的结构，能防止金属的腐蚀，故A正确； B.生铁中含碳单质，铁和碳能形成原电池，从而加快了铁的腐蚀，故生铁比纯铁更易腐蚀，故B正确； C.在原电池中，负极被腐蚀，正极被保护，钢铁设备上连接铜块后，铁做负极，其腐蚀速率加快，故C错误； D.在电解池中，阴极被保护，钢铁设备与外加直流电源的负极相连做阴极，故被保护，能减缓腐蚀，故D正确。故选：C

10、答案：B

解析：NaCl溶液覆盖的铁片主要发生吸氧腐蚀，正极区在液滴外沿得到电子被还原：，C正确。铁片作负极，发生氧化反应，电极反应为，B错误。两极生成的和相互吸引，发生迁移接触后生成，继而发生反应和，则铁锈环的主要成分是；铁片腐蚀过程的总反应为，A正确。铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，而是液滴覆盖的圆周中心区，D正确。

11、

（1）答案：外加电流的阴极保护法

解析：K与M连接时，钢铁桥墩连接外接电源的负极，故该防护方法为外加电流的阴极保护法。

（2）答案：正；

解析：由于Zn比Fe活泼，所以K与N连接时，锌板为负极，钢铁桥墩为正极，正极的电极反应式为。

（3）答案：c

解析：据图可知该腐蚀过程为铜的吸氧腐蚀，青铜基体为负极。

（4）答案：

解析：在正极被还原为，Cu在负极被氧化为，和发生反应的离子方程式为。

（5）答案：0.448

解析：4.29g的物质的量为，则生成，转移0.08mol电子，正极的电极反应为，转移0.08mol电子时消耗0.02mol，其在标准状况下的体积为0.448L。

12、答案： Ⅰ.（1）

（2）增大

（3）a

Ⅱ.（1）形成原电池，锌失去电子作负极，铁为正极，被保护

（2）①；

②正极反应使增大，使平衡及正向移动，有利于发生反应

解析： Ⅰ.（1）中性环境中，溶液中浓度较小，金属发生的腐蚀为吸氧腐蚀，正极区溶解在溶液中的氧气得电子，生成，电极反应式为。

（2）析氢腐蚀是在强酸性溶液中，溶液中较大，正极区的得电子生成逸出，使溶液中降低，因溶液中存在水的电离平衡，温度不变，不变，降低，使溶液中增大；由（1）中分析得，吸氧腐蚀体系中增大。故无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，最终都导致溶液中增大。

（3）溶液的pH=2时是强酸性环境，金属发生析氢腐蚀，产生气体，使体系的压强增大。根据图示可知，曲线a随着反应的进行体系的压强增大，说明反应产生了气体，发生的为析氢腐蚀；曲线b，随着反应的进行体系的压强减小，说明发生吸氧腐蚀导致体系中的压强降低。

Ⅱ.（1）由于金属活动性Zn>Fe，所以Zn、Fe及周围的电解质溶液构成原电池，Zn作负极，失去电子被氧化，而Fe作原电池的正极，被保护。

（2）①在钼酸钠（）中Mo元素化合价为+6价，在阴极上得电子生成，附着在电极上，在电极表面形成保护膜，电极反应式为；能与反应生成难溶的和，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为。②在电化学反应中，在正极上反应产生的使溶液中增大，使及的电离平衡正向移动，导致溶液中增大，有利于发生反应，形成沉淀。

13、答案：1.电化学; 2.b; 3.吸氧    O2+2H2O+4e-=4OH-

解析：

14、答案：（1）研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀效果；酸雨酸性越强，对钢片的腐蚀速率越快

（2）

（3）钢片发生了电化学腐蚀

（4）腐蚀前钢片的质量，（腐蚀结束后）除去铁锈后钢片的质量，腐蚀持续的时间

解析：（1）分析题给表格中的数据可知，模拟酸雨1和模拟酸雨2的和pH均相同，只有不同，故进行这组对比实验的目的是研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀效果；比较模拟酸雨3和模拟酸雨2可知，二者只有溶液的pH不同，且模拟酸雨3的pH更小即酸性更强，模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率，说明酸雨酸性越强，对钢片的腐蚀速率越快。

（2）在用模拟酸雨2进行实验时，腐蚀冲洗液中检测到和的含量升高，说明腐蚀时硝酸和铁反应生成了和，故该反应的离子方程式为。

（3）由于钢铁为铁和碳的合金，在电解质溶液中可形成原电池，在题给组腐蚀实验中，都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流，可判断原内是钢片发生了电化学腐蚀。

（4）根据腐蚀速率的单位可以推知其计算公式为腐蚀速率=，故计算“腐蚀速率”稀要测量的实验数据为腐蚀前钢片的质量，（腐蚀结束后）除去铁锈后钢片的质量，腐蚀持续的时间。