2020-2021学年第1章 化学反应与能量转化第4节 金属的腐蚀与防护练习

1.4金属的腐蚀与防护

【练概念】

1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是(   )

A.金属被腐蚀的本质是

B.马口铁（镀锡铁）镀层破损后，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

2.为延长舰船服役寿命可采用的电化学防腐的方法有：①舰体与直流电源相连；②舰体上镶嵌某种金属块。下列有关说法正确的是(   )

A.方法①中舰体应连电源的正极                  B.方法②中镶嵌的金属块可以是锌

C.方法①为牺牲阳极保护法                      D.方法②为外加电流阴极保护法

3.我国某城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中铁制品极易被腐蚀。下列对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(   )

A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀

B.发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为

C.在电化学腐蚀过程中有氢气产生

D.发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为

4.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.④>②>①>③>⑤>⑥                            B.⑤>④>②>③>①>⑥

C.④>⑥>②>①>③>⑤                            D.⑥>③>⑤>②>④>①

5.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀，下列说法不正确的是(   )

A.正极的电极反应式为

B.此过程中还涉及的反应有：

C.此过程中铜并不被腐蚀

D.此过程中电子从Fe移向Cu

【练能力】

6.如图是中国在南极建设的第四个科学考察站——泰山站。为了延长科学考察站基础设施使用寿命，钢铁设备表面镶嵌一些金属块（M）。下列说法正确的是(   )

A.金属块M可能是铜，发生氧化反应

B.钢铁设备在潮湿空气中主要发生化学腐蚀

C.这种保护方法叫牺牲阳极保护法

D.若采用外加电流阴极保护法，钢铁设备与电源正极相连

7.炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是(   )

A.腐蚀过程中，负极是C

B.Fe失去的电子经电解质溶液转移给C

C.正极的电极反应式为

D.每生成1mol铁锈，理论上消耗标准状况下的

8.下列关于金属腐蚀与防护的说法错误的是(   )

A.图①中的铁钉不易生锈

B.图②中，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门被腐蚀

C.图②中，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀

D.图③中，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀

9.某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失，拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法正确的是(   )

A.在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生吸氧腐蚀

B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过导线流向钢管

C.在潮湿的酸性土壤中向金属棒M移动，抑制与铁的反应

D.钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以达到减缓腐蚀钢管的目的

10.根据要求回答问题：

（1）工业生产和日常生活中的金属腐蚀主要是铁制品的电化学腐蚀，电化学腐蚀包括________和析氢腐蚀，这两种电化学腐蚀的相同点是负极的电极反应相同，该电极反应式是________；下图1所示的装置中铁片发生的是________腐蚀。

（2）下图2所示的装置中，a试管内铁钉的腐蚀是________（填“化学腐蚀”“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”），其腐蚀速率比b试管内铁钉的腐蚀速率________（填“快”或“慢”）；a试管内正极的电极反应式是________。

11.关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：

①       ②           ③

④

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1000g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6mol电子发生转移，则参加反应的在标准状况下的体积为_______L，生锈后铁件的质量为_______g（已知铁锈中x的值为1）。

答案以及解析

1.答案：C

解析：金属被腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：，A项错误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀铁先被腐蚀，B项错误；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，C项正确，D项错误。

2.答案：B

解析：舰体是由钢板制成的。方法①是外加电流阴极保护法，舰体必须与电源负极相连，A、D项错误；方法②是牺牲阳极保护法，舰体镶嵌一些金属块，构成原电池，舰体为正极，故镶嵌金属必须是比铁活泼的金属，如锌等，B项正确、C项错误。

3.答案：B

解析：金属铁的腐蚀过程中，金属铁可以和溶液中的氢离子反应，直接发生化学腐蚀，由于铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，A项正确；酸性条件下，发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极的电极反应式为，B项错误，C项正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为，D项正确。

4.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：⑥>②；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④>⑥>②>①>③>⑤，C项符合题意。

5.答案：A

解析：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，铜作正极，电极反应为，反应中电子从负极Fe移向正极Cu，铜不被腐蚀，总反应为，生成的继续被空气中的氧化成，反应方程式为。

6.答案：C

解析：Fe比Cu活泼，若金属块M为铜，则会加快钢铁设备的腐蚀，A项错误；潮湿的空气中，金属发生的主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，B项错误；外加金属块的金属防护，是牺牲阳极保护法，C项正确；外加电流阴极保护法中，被保护的金属不能发生氧化反应，故被保护的金属应连电源的负极，D项错误。

7.答案：D

解析：由腐蚀原理图可知，Fe失电子作负极，负极的电极反应式为，碳作正极，正极的电极反应式为，A、C项错误；原电池中电子不能通过电解质溶液，B项错误；负极产生的与正极产生的结合生成，被氧化为，再转化为，得关系式，故每生成1mol铁锈，需，标准状况下的体积为33.6L，D项正确。

8.答案：B

解析：碱石灰能干燥试管中的空气，即铁钉与水不接触，不易生锈，A项正确；将钢闸门与电源的正极相连，则钢闸门作为阳极，失电子发生氧化反应，加速了钢闸门的腐蚀，B项错误；断开电源，图②装置为原电池，海水为弱碱性电解质溶液，钢闸门将发生吸氧腐蚀，C项正确；图③中，若金属M比铁活泼，则金属M作负极，失电子发生氧化反应，可保护输水管不被腐蚀，D项正确。

9.答案：B

解析：在酸性环境下，钢铁主要发生析氢腐蚀，A项错误；金属棒M、钢管在酸性土壤中形成原电池，其中金属棒M作负极，失去电子失去的电子通过导线流向钢管，钢管作正极被保护，B项正确；在潮湿的酸性土壤中，存在大量，移动到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，抑制与铁的反应，C项错误；若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源正、负极，则钢管作阳极，腐蚀速率加快，D项错误。

10.答案：（1）吸氧腐蚀；；吸氧

（2）吸氧腐蚀；慢；

解析：（1）电化学腐蚀包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀，二者的负极上均为Fe失电子，电极反应式为。图1所示的装置中电解质溶液是饱和食盐水，为中性环境，铁发生吸氧腐蚀。

（2）由图2信息可知，a试管内铁钉发生的是吸氧腐蚀，b试管内铁钉发生的是析氢腐蚀，一般情况下，析氢腐蚀比吸氧腐蚀速率快；发生吸氧腐蚀时，在正极得电子，电极反应式是。

11.答案：（1）C

（2）AD

（3）33.6；1066

解析：（1）根据反应机理，将方程式叠加：①×4+②×8+③×2+④可得，，为吸氧腐蚀。

（2）保护铁不被腐蚀，可隔绝或采取牺牲阳极保护法等。

（3）由得如下关系式：

，，生锈后铁件质量为1000g+66g=1066g。