专题1 第3单元 金属的腐蚀与防护-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（苏教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 SJ 1 3 第三单元 金属的腐蚀与防护 刷基础 2 1.[河北石家庄2024高二阶段考] 以下现象与电化学腐蚀无关的是( ) D A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易腐蚀 C.铜、铝电线一般不连接起来作导线 D.光亮的自行车钢圈不易生锈 题型1 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀比较 3 解析 黄铜（铜锌合金）及表面的电解质溶液薄膜可构成原电池，不活泼的铜作正极被保护，故 用黄铜制作的铜锣不易产生铜绿，现象与电化学腐蚀有关，A不符合题意；生铁及表面的电解质 溶液薄膜可构成原电池，碳不活泼，作正极，铁较活泼，作负极，铁易被氧化而被腐蚀，纯铁不 构成原电池，故不易被腐蚀，现象与电化学腐蚀有关，B不符合题意；铜、铝电线一旦连接起来 作导线，与表面的电解质溶液薄膜可构成原电池，铜不活泼，作正极，铝较活泼，作负极，铝易 被氧化而被腐蚀，现象与电化学腐蚀有关，C不符合题意；自行车钢圈表面镀有耐腐蚀的铬，光 亮说明镀层没有磨损，只有镀层和外界接触，不会发生电化学腐蚀，D符合题意。 题型1 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀比较 4 2.某城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定的数据，该城市整个夏季酸雨的平均为3.2。 在这种环境中铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( ) B A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B.发生电化学腐蚀时的正极反应为 C.在化学腐蚀过程中有氢气产生 D.发生电化学腐蚀时的负极反应为 题型1 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀比较 5 解析 酸雨作用下，铁制品的腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀，以电化学腐蚀为主，A正确； 在酸性环境中铁发生析氢腐蚀，故正极反应为 ，B错误；化学腐蚀过程中铁 与氢离子发生置换反应生成氢气，C正确；发生电化学腐蚀时铁是负极，负极反应为 ，D正确。 题型1 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀比较 6 3.[山东师范大学附中2024高二月考] 研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确 的是( ) D A.图甲中点处溶液变红 B.若图乙中电极为铜，海水换成稀硫酸，则铜棒产生 C.若图乙中电极为锌，则铁不易被腐蚀 D.图甲中不会出现红棕色固体 题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 7 解析 食盐水为中性溶液，生铁发生吸氧腐蚀，点与空气中的氧气接触，氧气得电子生成， 则点处溶液变红，A正确。若电极为铜，海水换成稀硫酸，则作负极，作正极，发生析 氢腐蚀，在正极发生得电子的还原反应： ，B正确。若电极为锌，则 与形成原电池，为负极，为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，C正确。题图甲装置中 铁发生吸氧腐蚀，点为正极，点为负极，在点发生氧化反应，电极反应式为 ，生成的与生成，被氧化生成， 最终脱水形成铁锈，所以会出现红棕色固体，D错误。 题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 8 【归纳总结】 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性 酸性较强 酸性较弱或中性 负极反应 正极反应 总反应 其他反应 腐蚀速率 较快 较慢 普遍性 吸氧腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生 题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 9 4.[江西赣州2023高二联考] 海底的天然气管道主要材料为钢，损坏的管道在海水中主要发生吸氧 腐蚀。下列叙述错误的是( ) B A.吸氧腐蚀属于电化学腐蚀 B.改用生铁可以延长管道寿命 C.正极反应式为 D.浓度越大，吸氧腐蚀速率越大 题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 10 解析 电化学腐蚀分吸氧腐蚀和析氢腐蚀，A项正确；生铁中的碳含量比钢高，更容易构成原电 池使铁被腐蚀，B项错误；正极上得电子被还原，C项正确；根据反应速率的影响因素可知， 浓度越大，吸氧腐蚀速率越大，D项正确。 题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 11 5.[江苏苏州2024高二月考] 锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧 瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是( ) C A.时，铁发生了析氢腐蚀 B.时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C.负极反应式为 D.用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性 题型3 金属腐蚀原理的探究 12 解析 由题图可知，时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁发生了析氢腐 蚀，A正确；由题图可知，时锥形瓶内压强减小，说明气体物质的量减少，则铁一定发生 了吸氧腐蚀，B正确；负极反应式为，C错误；锥形瓶内开始时发生析氢腐蚀， 则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，D正确。 题型3 金属腐蚀原理的探究 13 6.[辽宁沈阳五校协作体2023高二期中] 利用如图装置进行实验，开始 时，、两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的 是( ) C A.处生铁发生吸氧腐蚀，处生铁发生析氢腐蚀 B.一段时间后，处液面高于处液面 C.处溶液中增大，处溶液中增大 D.、两处具有相同的负极反应式： 题型3 金属腐蚀原理的探究 14 解析 处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，处是酸性溶液，生铁发生析氢腐蚀，选项A正 确。处发生吸氧腐蚀，消耗导致气体压强减小，处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强 增大，装置内形成压强差，所以一段时间后，处液面高于处液面，选项B正确。处发生吸氧 腐蚀，铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子生成氢氧根离子，所以处溶液中增大；处 发生析氢腐蚀，正极反应式为 ，反应过程中消耗，溶液中减小，选 项C不正确。、两处的原电池中，铁都作负极，因此、两处具有相同的负极反应式： ，选项D正确。 题型3 金属腐蚀原理的探究 15 7.埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( ) C A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿、疏松的碱性土壤中 C.在干燥、致密、不透气的土壤中 D.在含碳粒较多、潮湿、透气的中性土壤中 题型4 金属腐蚀的快慢比较 16 解析 酸性土壤中的酸性物质与铸铁发生反应，会加快铸铁的腐蚀，A不符合题意；铸铁在潮湿、 疏松的碱性土壤中能形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率较快，B不符合题意；干燥、致密、 不透气的土壤中，不易形成原电池，铸铁的腐蚀速率很慢，C符合题意；铸铁在含碳粒较多、潮 湿、透气的中性土壤中可以构成原电池，会加快铸铁的腐蚀，D不符合题意。 题型4 金属腐蚀的快慢比较 17 8.装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速率从快到慢的顺序是( ) D A.③④②① B.②③①④ C.④②①③ D.③②①④ 题型4 金属腐蚀的快慢比较 18 解析 金属腐蚀快慢顺序：电解池阳极. .原电池负极. .化学腐蚀. .原电池正极. .电解池阴极， ①中锌发生化学腐蚀，②中锌作负极加速腐蚀，③中锌作阳极加速腐蚀，④中锌作阴极被保护， 所以锌棒腐蚀速率从快到慢的顺序是③②①④，故D正确。 题型4 金属腐蚀的快慢比较 19 9.下列说法中错误的是( ) C A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B.钢铁水闸可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 C.若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀 D.当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 题型5 金属的防护方法 20 解析 纯银中无杂质，在空气中不形成原电池，银和空气中的硫化氢反应生成黑色的硫化银，故 纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗，A正确；牺牲阳极的阴极保护法应用的是原电池原 理，外加电流的阴极保护法应用的是电解原理，B正确；海水、铁、铜可形成原电池，铁为负极， 加快铁的腐蚀，C错误；锌、铁和电解质溶液可形成原电池，锌作负极被腐蚀，故当镀锌铁制品 的镀层破损时，镀层能继续对铁制品起到保护作用，D正确。 题型5 金属的防护方法 21 10.[河北唐山2024高二期中] 下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是( ) C A.图甲中放置于干燥空气中的铁钉不易生锈 B.图乙中若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀 C.图乙中若将钢闸门与电源的正极相连，则可防止钢闸门腐蚀 D.图丙中若金属比活泼，则可防止输水管腐蚀 题型5 金属的防护方法 22 解析 潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀，干燥空气中无水，不能发生吸氧腐蚀，铁钉不易生锈， A正确；钢为铁碳合金，断开电源后，钢闸门中铁、碳与海水形成原电池，钢闸门发生吸氧腐蚀， B正确；将钢闸门与电源的负极相连，才可防止钢闸门腐蚀，防腐蚀原理为外加电流的阴极保护 法，C错误；若金属比铁活泼，将与铁相连，为利用牺牲阳极的阴极保护法保护铁不被腐蚀， D正确。 题型5 金属的防护方法 23 11.[福建泉州五中2024月考] 铁碳微电池在弱酸性条件下处理 含氮废水的研究取得突破性进展，其工作原理如图所示。下列 说法正确的是( ) B A.工作时透过质子交换膜由甲室向乙室移动 B.碳电极上的电极反应式： C.处理废水过程中两侧溶液的基本不变 D.若处理含的废水，则有的通过质子交换 膜 题型6 金属腐蚀原理的应用：微电池 24 解析 由题图可知，该原电池反应中，电极为负极，失去电子发生氧化反应，碳电极为正 极，得到电子发生还原反应。原电池中，离子迁移规律是“正正负负”，则会由负极移向 正极，即由乙室通过质子交换膜向甲室移动，A错误；在甲室中被还原为，电极反应式 为，B正确；当转移时，甲室溶液中消耗 ，乙室溶液中氧化为，生成，但通过质子交换膜的只有 ，因此，甲室溶液中减小，溶液的不断增大，乙室溶液中增大，溶液的 不断减小，C错误；处理含的废水时，根据得失电子守恒可知关系式为，透过质 子交换膜的与转移电子的物质的量相等，所以处理（其物质的量是）时，有 透过质子交换膜，D错误。 题型6 金属腐蚀原理的应用：微电池 25 12.[浙江大学附中2023高二期末] 利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能 量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水中低，易 形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确 的是( ) B A.金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极 B.缝隙内溶液增大，加快了缝隙内腐蚀速率 C.为了维持电中性，海水中大量进入缝隙 D.正极的电极反应式为 26 解析 由图知，氧气在金属缝隙外得电子，发生还原反应生成氢氧根离子，所以金属缝隙外自由 表面为正极，金属缝隙内表面失电子，为负极，A正确；金属缝隙内表面为负极，失电子生 成，不增大，B错误；原电池中阴离子由正极向负极移动，大量进入缝隙维持电中性， C正确；正极上氧气得电子，发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为 ，D正确。 27 3 第三单元 金属的腐蚀与防护 刷提升 28 1.[天津耀华中学2023高二期末] 研究金属的腐蚀与防护意义重大。下列说法错误的是( ) C A.“西气东输”工程中的天然气管道，常用外加电流的阴极保护法来防止腐蚀 B.铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分的双吸剂可以延长食物的保质期 C.将被保护金属与外加电源的正极相连，则一定会腐蚀金属 D.微电解技术处理工业废水的原料是含有铁屑和木炭屑的多孔填料，其原理与电解池相同 29 解析 常用的两种电化学保护方法为外加电流的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； 铁腐蚀的反应消耗氧气和水，双吸剂中的铁粉吸收氧气和水，在干燥缺氧的环境下可以延长食物 的保质期，故B正确；在电解池中，金属与外加电源的正极相连，一定电压下可使金属发生钝化 而被保护，故C错误；铁与碳以及外接电源形成电解池，铁屑和木炭屑作电极材料，原理即电解 原理，故D正确。 30 2.[江苏苏州中学2024高二月考] 某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验： 将饱和食盐水与琼脂（凝固剂，不参与反应）的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞 溶液和 溶液，混合均匀，分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现 象如表。遇到能产生蓝色沉淀，下列有关实验的分析不正确的是( ) ⅰ.包裹铜片的铁钉 ⅱ.包裹锌片的铁钉 D A.两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀，且铁钉在培养皿ⅰ中腐蚀速度较快 B.该实验证明，若给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属，则镀层破损后依旧可以防护 C.培养皿ⅱ中对铁钉的防护是牺牲阳极的阴极保护法 D.随着反应的进行，培养皿ⅰ和ⅱ中均出现红褐色浑浊 31 【思路导引】由题图中实验现象知，培养皿ⅰ中有生成，则培养皿ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀， 铁为原电池的负极、铜为正极；培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀，锌为原电池的负极、铁为正极， 铁钉被保护，所以培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速度较快。 32 解析 由思路导引可知，A正确。培养皿ⅰ中，的活泼性大于，作负极，电极反应式为 ；培养皿ⅱ中，的活泼性大于，作负极，电极反应式为 ，作正极被保护，因此该探究实验证明，若给金属表面镀活泼性比被保护金 属强的金属，则镀层破损后依旧可以起到防护作用，B正确。培养皿ⅱ中锌片为负极，发生吸 氧腐蚀，铁为正极，铁钉被保护，该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法，C正确。培养皿ⅱ中锌 为负极，铁为正极，铁受到了保护，不会随着反应的进行出现红褐色浑浊；培养皿ⅰ中铁为负极， 被氧化生成亚铁离子，亚铁离子和正极生成的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和空 气中的氧气反应生成氢氧化铁，随着反应的进行会出现红褐色浑浊，D错误。 33 3.[河北石家庄一中2024高二月考] 利用如图装置，可完成很多电化学实验。 下列有关此装置的叙述中正确的是( ) C A.若为锌棒，为溶液，开关置于处，可减缓铁的腐蚀，这种方法 称为牺牲阴极的阳极保护法 B.若为碳棒，为溶液，开关置于处，可加快铁的腐蚀 C.若为铜棒，为硫酸铜溶液，开关置于处，铜棒质量将增加，此时外 电路中的电子向铜电极移动 D.若为铜棒，为硫酸铜溶液，开关置于处，可用于铁表面镀铜，溶液 中铜离子浓度将减小 34 解析 开关置于处，则该装置为原电池，由于活动性：，所以为负极，为正极， 可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A错误；开关置于处，则该装置为电 解池，若阳极为碳棒，为溶液，为阴极，被保护，B错误；开关置于处，则该装置 为原电池，若为铜棒，为硫酸铜溶液，由于活动性：，作负极，发生反应： ，为正极，发生反应：，铜棒质量将增加，此时外电路中 的电子由铁电极经导线向铜电极移动，C正确；开关置于处，则该装置为电解池，为硫酸铜 溶液，若阳极为铜棒，电极反应式为，为阴极，电极反应式为 ，可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的的质量和析出的的质量相等，所 以溶液中铜离子浓度将不变，D错误。 35 4.[湖南长沙2024高二月考] 深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌（该还原菌最佳生存环 境在为之间）作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原 理有关的说法正确的是( ) D A.输送暖气的管道更容易发生此类腐蚀 B.正极反应： C.这种情况下，腐蚀的最终产物为 D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 36 解析 硫酸盐还原菌中的蛋白质在高温下易变性，失去催化效果，则输送暖气的管道不易发生此 类腐蚀，故A错误；在为的弱碱性条件下，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生 的电极反应为，故B错误；该腐蚀过程在硫酸盐还原菌作用 下进行，腐蚀的最终产物中元素的化合价不会呈价，故C错误；管道上刷富锌油漆，构成 原电池，为正极，可以通过牺牲来延缓管道的腐蚀，故D正确。 37 5.[北京海淀区2023高二期中] 为验证牺牲阳极的阴极保护法，某小组做了如下实验（烧杯内均为 经过酸化的溶液）。 ① ② ③ 在表面生成蓝色物质 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀 下列说法错误的是( ) C A.对比①②，可能将氧化 B.对比②③，可以判定保护了 C.将换成，可用①的方法判断比活泼 D.验证保护时不能用①的方法 38 解析 由②中现象，可知与连接时未被氧化，而①中直接向烧杯中加入 溶液， 根据①中现象知生成了，可能的原因为将氧化为，A正确；②中铁没有 被腐蚀，而③中铁被腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，B正确；可将氧化 为，说明方法存在缺陷，不能用①的方法比较与的活泼性，C错误；验证保护时不 能用①的方法，应用②③对照的方法，D正确。 39 6.[河南许昌2024高二期末] 某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相 关数据如表所示。 实验装置 实验编号 浸泡液 ① 溶液 5 ② 溶液 5 ③ 溶液 7 ④ 溶液 7 已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成： ； ； 。 下列说法错误的是( ) 40 A.铁钉发生腐蚀的负极反应式为 B.上述实验的正极反应式均为 C.内，铁钉的平均吸氧速率：弱酸性溶液 中性溶液 D.实验③④对应的曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进了难溶性 氢氧化物的生成，阻碍反应继续进行 √ 41 解析 由题给已知信息知，铁钉发生腐蚀的负极反应式为，A正确；由题图信 息知，①②③④均在弱酸性或中性环境中进行，随着实验进行，装置中体积分数均减小，则铁 钉均发生吸氧腐蚀，故正极反应式均为，B正确；①②溶液显弱酸性， ③④溶液显中性，根据题图可知，铁钉的平均吸氧速率：弱酸性溶液 中性溶液，C错误；实验 ③④对应的氧气体积分数曲线先陡后平，一方面可能是因为氧气体积分数降低，腐蚀速率变慢， 另一方面也可能是因为溶液碱性增强促进了难溶性氢氧化物的生成，氢氧化物覆盖在铁钉表面阻 碍反应继续进行，D正确。 42 7.[福建连城一中2023高二月考] 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。 （1）图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组利用该装置进行实验， 导管中的液柱上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有 _______（填序号）。 ACD A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热具支试管提高温度 C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管，水中滴加红墨水 43 解析 图甲中左侧具支试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致具支试管中压强减小，右侧 试管的导管中液面上升。用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确； 用酒精灯加热具支试管提高温度，试管内气体受热膨胀，压强增大，不能更快更清晰地观察到液 柱上升，B错误；将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，会形成许多微小的原电池，使反应速率加快， C正确；换成更细的导管，高度变化更灵敏，且滴加红墨水使导管内液面变化更明显，D正确。 44 （2）该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表， 根据数据判断腐蚀的速率随时间__________（填“逐渐加快”“不变”或“逐渐减慢”），你认 为主要影响因素为____________。 逐渐减慢 氧气的浓度 时间/ 1 3 5 7 9 液柱高度/ 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2 45 解析 利用题表中数据，分析每隔导管内液柱高度变化值即可判断铁钉腐蚀速率的变化， 、、、时间段内液柱上升高度分别为、、 、，故铁钉腐蚀的速率随时间逐渐减慢；铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过 程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，导致反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升 的高度逐渐减小。 46 （3）为探究铁钉腐蚀实验、两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格： 实验操作 实验现象 实验结论 向溶液中滴加滴酚酞指示剂 点附近溶液出 现红色 点电极反应式为①____________ ________________ 然后再滴加滴②__________________ ___________________ 点周围出现蓝 色物质 点电极反应式为③____________ ____________ ④根据以上实验探究，判断___（填“”或“”）点为负极，该点腐蚀更严重。 溶液（或铁氰化钾溶液） 解析 ①图乙中铁钉发生吸氧腐蚀，滴加酚酞后点附近出现红色，则说明有氢氧根离子产生，电 极反应式为；点失电子生成，点周围出现蓝色物质说明 加入的是铁氰化钾溶液；点电极反应式为；点作电池的负极，腐蚀更严 重。 47 （4）金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将作阳极置于溶液中，一定条件下钝化 形成致密氧化膜，试写出该阳极电极反应式：_________________________________。 解析 阳极为，失电子生成，电极反应式为。 48 $$