2021学年第3章 物质的性质与转化第1节 铁的多样性巩固练习

金属的腐蚀与防护

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．在下列各种情况下，埋在地下的输油铸铁管道的腐蚀速率最慢的是(　　)

A．在潮湿疏松的酸性土壤中

B．在潮湿疏松透气的土壤中

C．在干燥致密不透气的土壤中

D．在含碳较多、潮湿透气的土壤中

C　[A项易发生析氢腐蚀，B项易发生吸氧腐蚀，D项易发生电化学腐蚀，故A、B、D项都加快了铸铁管道的腐蚀速率。本题选C。]

2．为了避免青铜器生成铜绿，下列方法中正确的是(　　)

①将青铜器放在银质托盘上　②将青铜器保存在干燥的环境中　③将青铜器保存在潮湿的空气中　④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜

A．①③　　B．②③　　C．②④　　D．①④

C　[Cu比Ag活泼，将青铜器放在银质托盘上，构成原电池时青铜器作负极，青铜器更易被腐蚀，①错误；将青铜器保存在干燥的环境中，可避免其与空气中的水接触，不易被腐蚀，②正确；青铜器在潮湿的空气中易被腐蚀，③错误；覆盖防渗的高分子膜可以隔绝潮湿的空气，④正确。]

3．家用炒菜锅用水清洗放置后，会出现红棕色的锈斑。在此变化过程中不可能发生的化学反应是(　　)

A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

B．2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2

C．正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D．负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋

D　[在潮湿的环境中铁发生电化学腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，总反应式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。故D项错误。]

4．下列表面上镀有金属保护层的铁板中，当镀层破损后，在相同条件下最不易被腐蚀的是(　　)

A．镀锌铁板　 B．镀锡铁板

C．镀银铁板  D．镀铜铁板

A　[铁板在镀层破损后不易被腐蚀，是指镀层破损后仍能对铁板构成有效保护。A项，铁板镀锌，镀层破损后发生电化学腐蚀时，锌为负极，铁为正极，铁被保护；B、C、D项，锡、银、铜不如铁活泼，镀层破损后发生电化学腐蚀时，铁为负极，失去电子被氧化，从而加速了铁的腐蚀。综上所述，A项符合题意。]

5．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　)

A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质：M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑

B．金属的化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，该过程有电流产生

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，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

D　[金属在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀而变质，A错误；金属的化学腐蚀的实质为M－ne－===Mn＋，是金属直接和氧化剂反应的过程，不产生电流，B错误；金属的化学腐蚀在酸性或碱性环境下均可进行，如金属铝在盐酸或NaOH溶液中均发生化学腐蚀，C错误；在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主，D正确。]

6．下列对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较，合理的是(　　)

A．负极反应不同　　　 B．正极反应相同

C．析氢腐蚀更普遍  D．都是电化学腐蚀

D　[钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀过程中，负极都是铁放电生成亚铁离子，负极反应相同，A错误；钢铁的析氢腐蚀过程中，正极是水膜中氢离子放电生成氢气，吸氧腐蚀过程中，正极是水膜中氧气放电生成氢氧根离子，正极反应不同，B错误；在钢铁的电化学腐蚀中，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，C错误；钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，D正确。]

7．(双选)下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是(　　)

A．铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀

B．铁只能发生析氢腐蚀

C．铜只能发生吸氧腐蚀

D．吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍

CD　[在金属活动性顺序表中，铜排在氢之后，铜不能将氢气置换出来，所以不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，故A项错误、C项正确；铁既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀，故B项错误；在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故D项正确。]

8．如图所示，将拴有金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到靠近金属条的溶液出现粉红色。则该金属条可能是(　　)

A．铜     B．镁

C．铝   D．锌

A　[由题给现象可知，该金属条上发生反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－，则该金属条为正极，负极为Fe，故正极为比铁活泼性弱的金属，故本题选A。]

9．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理，设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是(　　)

A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成

C．若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈

D．分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快

D　[铁是负极，失电子被氧化成Fe2＋；在正极氧气得电子发生还原反应生成OH－，故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2快；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增加，加快腐蚀速率；若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈。]

10．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)

A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿

B．钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜，不能保护内层金属

C．在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阴极电化学保护法

D．不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬

B　[黄铜是锌和铜的合金，锌比铜的化学性质活泼，铜、锌形成原电池时，锌作负极，铜被保护，所以黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，A错误；铁锈具有疏松多孔的结构，不能隔绝空气，所以不能保护内层金属，B正确；在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体，叫牺牲阳极保护法，C错误；不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为其表面可以形成一层致密的氧化膜，保护内部金属不被腐蚀，金属铬均匀分布在不锈钢中，而不是镀在不锈钢表面，D错误。]

11．如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　)

①　　②　　③　　④　　⑤

A．①②③④⑤　　 B．④③②①⑤

C．④③①②⑤  D．④②③①⑤

C　[根据装置图可知，②③装置是原电池，在②中Fe作正极，被保护，在③中Fe作负极，被腐蚀，所以铁的腐蚀速率：③>②；④⑤装置是电解池，④中Fe为阳极，被腐蚀，⑤中Fe为阴极，被保护，所以铁的腐蚀速率：④>⑤。根据腐蚀速率：电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有原电池防护措施的腐蚀>有电解池防护措施的腐蚀，可知铁腐蚀速率由快到慢的顺序为④③①②⑤。]

12．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖，在其表面。下列说法不正确的是(　　)

A．锡青铜的熔点比纯铜低

B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用

C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程

D　[锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点都低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度都大，A正确；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D错。]

13．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(显酸性)，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　)

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

B　[生铁在NH4Cl溶液中发生析氢腐蚀，在食盐水中发生吸氧腐蚀。]

[拓展培优练]

14．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。

下列说法错误的是(　　)

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，正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O

D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

C　[在pH＜4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；在pH>14的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误；在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确。]

15．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H＋向金属棒M移动，抑制H＋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

B　[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H＋，H＋移动到正极上得电子被还原，即移动到钢管上得电子，抑制H＋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。]

16．由图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护

B．Ⅰ和Ⅱ中Cl－均向Fe电极移动

C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋

D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋4e－＋2H2O===4OH－

A　[两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确。 Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误。Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。]

17．(素养题)我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.通电时，锌环为阳极，发生氧化反应

B．通电时，阴极上的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

C．断电时，锌环上的电极反应：Zn2＋＋2e－===Zn

D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀

C　[通电时，锌环连接电源正极，所以锌环为阳极，发生氧化反应，A正确；通电时，阴极上溶液中水电离的氢离子得电子，所以发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正确；断电时形成原电池，锌环失电子作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C错误；断电时锌环作负极被腐蚀，铁帽作正极被保护，属于牺牲阳极保护法，D正确。]