专题1 第3单元 金属的腐蚀与防护-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(苏教版2019)

第三单元 金属的腐蚀与防护 提优点:1.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀;2.析氢腐蚀和吸氧腐蚀; 3.金属腐蚀的快慢比较;4.金属的防护方法 第1关练速度 5mn为准,你的时间: 铁棒铜棒 . 1.(2023·江苏南通高二期末)保护钢铁有利于 铁棒 节约资源、保护环境,下列钢铁的保护方法中 C 不正确的是 ) D A. 铁栏上涂上油漆 5.(2024·江苏苏州高二检测)如图是探究铁发 B. 铁间与直流电源正极相连 生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红 C. 轮船底部煌接块 墨水水柱下降,一段时间后U形管左端红墨 D. 家用铁锅水洗后及时擦干 水水柱又上升。下列说法不正确的是( _~ 2.(2024·江苏苏州高二检测)首艘国产航母山 东舰已经下水。为保护航母、延长服役寿命 红差水 可采用两种电化学方法。方法1:舰体镶嵌一 些金属块;方法2:航母舰体与电源相连。下 ) 列有关说法正确的是 A. 开始时发生的是析氢腐蚀 ( A.方法1中金属块可能是铎、锡和铜 B. 一段时间后发生的是吸氧腐蚀 B. 方法2中舰体连接电源的负极 C. 两种腐蚀的负极电极反应均为Fe-2e C.方法1叫外加电流的阴极保护法 --Fe2 D. 方法2叫牺牲阳极的阴极保护法 D. 析氢腐蚀的总反应为2Fe+0.+2H.0 3.(2024·江苏无锡高二月考)下列装置中(容 --2Fe(OH). 器中的液体均足量),铁的腐蚀速率最快的是 6. 金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟 { 过 地 --- aCl溶液 无水乙醇 燕糖溶液 氢氧化溶液 稀酸 (1)写出有关电极反应式 B C ①铁棒上的电极反应式: 4. 下列装置可防止铁棒被腐蚀的是 ②碳棒上的电极反应式 7 (2)该图所表示的是 (填“析氢”或 铁棒 石墨林 . 铁样楼 “吸氧”)腐蚀。 (3)若将0.撤走,并将NaCl溶液改为 A B 稀H.S0.溶液,则此图可表示 (填 专题1学霸035 “析氢”或“吸氧”)腐蚀原理:若用牺牲阳极 C. ③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护 的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解,则 桥墩 可将碳棒改为 棒。 D. ①②③中均实现化学能转化为电能 第2关练准确率 10.利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理 准确率>90%,你做对 题 三氢乙(C.HCl。)进行水体修复的过程如 7. 相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被 ) 图所示,水体中的H'、0.、NO.等共存物会 腐蚀的是 _ 影响修复效果。下列说法错误的是( 铜 ) 铁炒铁 食酷 食盐水 A 铁球” 均匀 有效腐蚀 # 晚铁抑钉 #H 食盐水 _ 塑科板 塑料贫 H.O() 。 D 8. 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有 A. 若水体酸性较强,则ZVI易发生析氢腐蚀 Cu.(0H).C1覆盖在其表面。下列说法错误 B. 水体修复过程中溶液的pH保持不变 ~ 的是 ( C. 图中④的电极反应式为N0.+10H+8e A. 锡青铜的熔点比纯铜低 --NHt+3H,0 B. 在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保 D. 过程中可产生Fe(OH).胶体有利于净化 护作用 水质 C. 锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环 11.“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并 境中快 能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合 D. 生成Cu.(OH).Cl覆盖物是电化学腐蚀过 金表面钝化膜破损后,发生“孔蚀”的电化学 程,但不是化学反应过程 腐蚀过程如图所示。下列有关说法正确的是 9. 研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要 ( ) 课题。下列判断中正确的是 -~_ _~ 钱化)o 1 海水 ① ③ ② A.负极反应:Fe-3e---Fe3* A. 用装置①模拟研究时未见a上有气泡产 B. 氧化0.2 mol Fe,需消耗3.36L0. 生,说明铁棒没有被腐蚀 C. 铁合金腐蚀的最终产物为Fe(OH). B. ②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩 D. 为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与 不被腐蚀 金属相连 选择性必修第-册·SJ 学霸036 12.回答下列问题: 第3关 练思维宽度 难度级别:立众立☆文 (1)如图是实验室研究海水对铁间不同部位 13.(2023·北京首都师范大学附中高二期末) 腐蚀情况的剖面示意图 钢铁腐蚀现象在生产、生活中普遍存在,也 铁问模型 是科学研究的关注点之一。 4A B海水 (1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原 #4 多 电池,其负极的电极反应式为 (2)外加电流的阴极保护法是防止钢铁腐蚀 的常用方法之一,该方法中,需将被保护的 ①该电化学腐蚀称为 碳钢管与直流电源的 ②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多 (填“正极”或 (填字母)。 的是 “负极”)相连。 ③以铲为负极,采用牺牲阳极的阴极保护法防 (3)在铁制品表面铎可防止铁制品被腐 止铁间的腐蚀,图中铲块的固定位置最好应在 蚀,键铎层即使局部破损,仍可防止破损部 处(填字母)。 位被腐蚀,原因是 (2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防 (4)研究人员就大气环境对碳钢腐蚀的影响 腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注 进行了研究。其中,A、B两个城市的气候环 境和碳钢腐蚀速率数据如下: 石墨 城市 A B 年均温度/C 17.0 12.3 76 (3)下图所示的各容器中盛有海水,铁在其 年均湿度/% 72 中被腐蚀时由快到慢的顺序是 so.的浓度/(g·m) 62 64 大气C1沉积速率 29 420 (mg·m}.d-) 58 腐蚀速率/(m·a) ④ (4)如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱 ①研究人员认为,A、B两城市中碳钢同时发 和NaCl溶液的U形管中,下列分析正确的 生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。碳钢发生析氢腐 是 (填字母)。 蚀时,正极的电极反应式为 A. K.闭合,铁棒上发生的反应 为2H'+2e-H1 ②结合化学用语解释A、B两城市中碳钢能 B. K.闭合,石墨棒周围溶液pH 发生析氢腐蚀的原因: 逐渐升高 C. K。闭合,铁棒不会被腐蚀, 饱和NaCl溶液 属于牺牲阳极的阴极保护法 ③用电化学原理分析B城市碳钢腐蚀速率 D. K。闭合,电路中通过0.002V,个电子时. 高于A城市的主要原因: 两极共产生0.001mol气体 专题1学霸037负极作阴极，N电极接外加电源的正极作阳极。放电时，电子从负 58g·ml1=2.9gMg(0H)2周体。(3)①原电池中阳离子移 极M电极经导线流向正极N电极，A错误：放电时，N电极作正极 向正极，所以M电极为负极，电极反应式为CH,OH+H,0-6c 电极反应式为i,FPO,+x+xe=LiFePO,B正确：充电 C02「+6H:2由①分析可知，M极为负极，所以右期Fe电 时，N电极接外加电源的正极，C错误：充电时，电路中每通过 极为阴极.左侧Fe电极为阳极，左侧电极反应式为下e-2e 1mole,有1olL广通过透过膜进入左茶，D错误 F2”.6Fe2”+Cr,0+14H一6Fe·+2Cr”+7H,0.右侧电极反 10.D解析：二氧化碳中的C为+4价，面异丙醉中C为-2价，生成 应式为Cr0+14H+6e一2Cr++7H,0,溶液中的e(H)减 1ml异丙醇转移18电子，反应中除生成异丙醇外，还生成氢 小，碱性增强，Fe”,C分别与OH反应生成Fe(OH)、 气.则每生成30g异丙醇至少转移的电子数目为9ml,D项说 Cr(OH),沉淀 法错误。 11,A解析：乙装置中铁电极连接电源的负极，为阴极，在Fe电极上 第三单元金属的腐蚀与防护 溶液中水电离产生的什得到电子，发生还原反应产生H,H放 第1关（练递度） 电使附近溶液中(OH)增大，因此反应一段时间后，乙装置中在 1,B解析：铁橱栏上涂上油漆可以防止铁与碳形成原电池，有利于 铁电极区生成氢氧化钠，A正确：甲装置通人甲醚的一极为负极， 减缓铁棚栏的腐蚀，保护方法正确，A不符合题意：与直流电源正 甲感失去电子发生氧化反应，由于电解质溶液为碱性，因此不可 极相连的铁何作电解池的阳极，会加快铁偏的腐蚀，保护方法不正 能反应产生C0,气体，而是氧化产生C0,B错误：甲装置中通 人氧气的一极为正极，正极上0，得到电子，发生还原反应，正极 确，B符合题意：轮船底部焊接镁块，铁，镁在溶液中形成原电池 的电极反应为02+4e+2H,040H,C错误：对于丙装置，粗 镁作原电池的负极被损耗，铁作正极被保护，保护方法正确C不 铜为阳极，粗铜上C:及活动性比C强的金属原子失去电子，发 符合题意：家用铁锅水洗后及时擦干可以防止铁与碳形成原电池， 有利于减缓铁锅的腐蚀，保护方法正确，D不符合题意 生氧化反应，变为金属阳离子进入溶液：精铜连接电源的负极，为 阴极，在精铜上，溶液中的C“得到电子发生还原反应变为Cu单 2.B解析：方法1舰体上镶嵌活泼性比F强的金属块，发生腐蚀时 质.由于同一闭合回路中电子转移数日相等.所以阳极溶解的C如 舰体作正极，活泼金属作负极，可防止舰体被腐蚀，但是锡和铜不 少.阴极上析出的C!多，反应一段时间后，丙装置中疏酸铜溶液 如铁活泼，A错误：方法2舰体与直流电源的负极相连，舰体作电 浓度会降低，D错误。 解池的阴极，可以起到防腐效果，该方法为外加电流的阴极保护 12.D解析：由图可知，电解过程中，M极上0，得到电子，生成羟基 法，B正确.D错误：方法1舰体上镶嵌活泼性比Fe强的金属块，发 自由基(·OH),说明M极为阴极，连接电源的负极，M极上产生 生腐蚀时舰体作正极，活泼金属作负极，可防止舰体被腐蚀.该方 的羟基自由基(·OH)将苯酚氧化为CO,H透过b膜进入阴极 法叫柄性阳极的阴极保护法，C错误。 区，N极为阳极，水失去电子产生H和羟基自由基(·OH),羟基 3.D解析：A项中无水乙醇属于非电解质，不能构成原电池：B项中 自由基(·OH)将甲醛氧化为二氧化碳。双极膜将水解离为H 蔗糖属于非电解质，不能构成原电池：C项中A1比Fe活泼，氢氧化 和O川的过程没有新物质生成，属于物理变化.A正确：阴极电极 钠为电解质，构成原电池，A1为负极，下e为正极.Fe被保护：D项构 反应式为01+2e+2H”一2·0用，B正确：n(苯酚)= 成原电池.e为负极，加速铁的腐蚀。故选D项 94g·na0,1ml,1mal苯份转化为c0,转移28ml电子. 9.4g 4.B解析：当铁棒作为原电池的正极或作为电解池的阴极时不被 腐蚀 0.1mo苯酚转化时，转移电子为2.8mol,则有2.8mol0H透过a 5.D解析：因为被H=3的雨水浸泡过，所以铁钉在酸性环境下先 膜，C正确：根据转移的电子数守恒，则参加反应的苯粉和甲醛的 发生析氨腐蚀，U形管左端红水水柱下降，A正确：试管中先发 物质的量之比为1：7，由二者转化生成C0,的物质的量之比为 生析氢腐蚀，一段时间后氢离子反应完，铁钉再与空气中的氧气发 6:7,故D错误 生吸氧腐蚀，U形管左端红写水水柱又上升，B正确：两种腐蚀中负 13.(1)CH,0H+302-6e=C02↑+2H20 极均为铁失电子，电极反应为下c-2一F2”,C正确：析氢腐蚀 (2)①02+4e+2H,040H2增大3③2.9 的总反应为Fe+2H=fe+H2↑，D缙误 (3)①CH0H+H,0-6e一C0,↑+6H②左侧电极反应式为 6.(1)①2Fe-4e—2Fe2②0，+2H20+4e=40H(2)吸氧 Fe-2e—Fe2.6Fe2+Cr203+14H=6Fe++2Cr+7H,0. (3)析氢锌（或其他比铁活泼的金属）】 右侧电极反应式为C0片+14H*+6e=2Cr++7H0.溶液中 四易错点津 的c(H)减小，碱性增强，Fe3“、Cr+分别与OH反应生成 分析金属高蚀时的注意要点： Fe(OH)1,Cr(OH)1沉淀 (1)化学腐蚀和电化学高仙往往司时发生，只是电化学肩：比化 解析：(1)由电池工作原理示意图可知，B极为甲醇失电子与0 学肩蚀更督適，危害更大。(2)析氨高恤和吸氧房做取决于金焉 反应生成二氧化碳，电极反应式为CH0日+302-6e 表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢 C0↑+2H,0。(2)①由甲池的总反应式2CH0H+302+4K0H —一2K,C0,+6H,0可知，通人氧气的电极中氧气得到电子化合 铁发生析氩肩蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成F:2+,而 价降低.为正极.电极反应式为0，+4e+2H,0一40H:②由① 非F”。(4)一般情沉下，只有在金属活动性顺序中排在氨之前 分析可知.乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，总反应方程 的金盛才有可能发生析氯腐蚀 式为20u“+2H,0道电2Cu+0,↑+4H,溶剂减少，H变多，则 第2关（练准确率） (H)增大：③丙池总反应方程式为Mg+20+2H,0遥电 7.C解析：A,B,D都能形成原电池而加快Fe的腐蚀，面C中铁被 Cl,↑+H,↑+Mg(OH),,乙池中气体与丙池中固体的关系为 闲镀层保护，则不易被腐蚀。 02-2Mg(0H)2,当乙池中生成标准状况下560L,气体时.转移 8.D解析：D项，电化学腐蚀过程的实质是氧化还原反应，为化学反 560 应过程，错误。 24L·m4=0.1,所以理论上最多产生0.1mad× 电子 1000 9.C解析：①是吸氧网蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根高子，而铁 是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，A错误：金属作电 选择性必修第一册·SJ学霸14 解池的阴极被保护，面铁与电源正极相连是作阳极，发生氧化反 均湿度较高，并且$0，的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环 应，B错误：锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺性阳极 境为酸性，能发生析氢腐蚀③B城市大气C沉积速率远大 的阴极保护法保护桥嫩，C正确：①③是化学能转化为电能.②2是 于A城市，碳钢表而水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了 电能转化为化学能，D错误 析氢腐蚀的进行 10.B解析：由图可知，若水体酸性较强.氢离子会在正极得到电子 解析：(1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，e在负 发生还原反应生成氢气，所以小粒径零价铁会发生析氢腐 极失去电子生成Fe,电极反应式为Fe-2e一Fe+。(2)外加 蚀，A正确：②中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中 电流的阴极保护法原理是将被保护的金属连接电源负极，成为阴 氢离子的浓度减小，③中氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根 极，得电子被保护。(3)Zm与e构成原电池时，易失电子作负 离子，溶液中氢氧根离子浓度增大，所以水体修复过程中溶液的 极，F。作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制 碱性增强.B错误：④为酸性条件下硝酸根离子得到电子发生还 品。(4)①碳钢发生析氢腐蚀时，H在正极得电子生成H2,正极 原反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO+10H”+8和 上发生的电极反应式为2H+2°一H,↑：②A.B两城市中年均 一NH+3H,0,C正确：水体修复过程中，负极产生的亚铁离子 湿度较高，并且$0，的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境 与正极生成的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被空 为酸性，能发生析氧腐蚀：③B城市大气C沉积速率远大于A城 气中的氧气氧化生成氢氧化铁胶体，胶体具有很强的吸附能力 市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐 能吸附水中悬浮杂质，有利于净化水质，D正确 蚀的进行。 11.D解析：在Fe原电池反应引起的腐蚀中，Fe为负极，失去电子发 生氧化反应产生Fe24,电极反应式为Fe-2e一Fe2:在合金中 第三单元综合练习 另外一种金属上溶解的0，得到电子发生还原反应产生OH,F2 1.B解析：铁在潮湿环境中易发生电化学腐蚀，会加快铁的锈蚀，因 与OH结合生成Fr(OH)z,Fe(OH)2再被氧化产生Fe(OH)3: 此铁制品放在干燥环境中，A正确：铁制品表面喷氯化钠溶液，更 Fe(OH),部分失去水分变为铁锈Fe03·xH20Fe易失电子作 有利于形成原电池，会加速铁制品的锈蚀，书错误：铁中加人镍、铬 负极，另外的金属电极为正极，负极上Fe失电子生成Fe2·,则电 等金属制成合金，能改变金属的内部结构，从面可防止铁腐蚀 极反应式为Fe-2e一Fe2+,A错误：温度和压强未知，气体摩尔 C正确：铁制品表面烧制塘瓷，采用加覆盖层的方式隔绝铁与空气 体积无法确定，所以无法计算氧气的体积，B错误：铁合金离蚀时 中的氧气和水接触，从而起到防腐蚀作用.D正确 先生成Fe+,Fe2+和OH反应生成Fe(OH)2,Fe(0H):再被氧化 2.B解析：钢闸门A和B在海水中形成原电池时.为了减缓海水对 生成F(OH)1,Fe(OH),脱去一部分水生成FO,·xH,O,所以 钢侧门A的腐蚀.Fe应作正极被保护，则可以选择活泼性比F强 最终产物为F203·xH,0,C错误：为防止孔蚀发生，可以将被保 的锌作负极，答案选B。 护的金属作电解池阴极，所以应该将金属连接外接电源的负极， 3.B解析：根据分析，甲中铜作正极，铁作负极：乙中铁作正极，锌作 D正确 负极。甲中铁作负极，被腐蚀，A错误：甲中铁片为负极，发生反应 12.(1)①吸氧商蚀2B③C 而溶解，溶液中的氢离子在铜层上生成氢气，B正确：甲中铁作负 极，被腐蚀，乙中铁作正极，被保护，甲中铁橱蚀更严重，C错误：乙 中的铁被保护，溶液不会变红，D错误。 4.B解析：①装置形成原电池，且Z片为负极，故①②相比，①反应 (3)④>②>①>3(4)B 速率快。23相比，虽然③形成原电池，但由于电解质溶液不与7m 片反应，发生吸氧腐蚀.故反应较慢：④装置为电解池且锌片为阴 极，故锌得到保护，腐蚀最慢。综上所述，腐蚀速率为①>②> 解析：(1)①金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 3>④. 2发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的0，越多，生成铁锈最多 5.D解析：该装置左半区为原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，电 3锌块应周定在响蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁刚 极反应式为：负极：Fe-2e一Fe2“,正极：0，+2H,0+4e 作正极，得到保护。(2)要用石墨通过电化学腐蚀保护桐.只能用 40H:右半区是电解池装置，电极反应式为：阳极：e-2e 电解池原理，石墨接电源正极，铜接电源负极。(3)当电解质溶液 Fe2“,阴极：2H+2e一H2↑，A,B错误：由于电解引起的腐蚀速 相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极> 率远远大于吸氧腐蚀，因此先观察到变红的是④区，C错误：C山在 化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。故本小题中，铁胸蚀 两个装置中都没有溶解和固体生成.故铜的质量不变.D正确 由快到慢的顺序为④>②>①>③。(4)A项.K,闭合时，该装置 6.C解析：在HC溶液中，即酸性条件下，主要发生的是析氢腐 构成了Fe-C-NaCl溶液原电池，快作负极.发生氧化反应.电极 蚀.A正确：在NC溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为0，+2H,O+ 反应式是F-2e一Fe2:B项，石墨棒作正极，发生的电极反应 4e=4OH厂，B正确：10mol·L.NOH中腐蚀速度快.说明溶液 式是2H,0+02+4:一4OH.故石墨棒周用溶液H逐渐升高： 碱性越强，钢铁腐蚀越容易，C错误：不同H条件下，钢铁腐蚀的 C项.K,闭合时.该装置构成了Fe-C-外加电源的电解池.石最 产物不同，受到溶液酸藏性的影响，D正确。 棒作阳极.F©作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保 7.C解析：铁钉在中性氯化钠溶液中发生吸氧树蚀，氧气被消耗，试 护法：D项.K,闭合时，阳极的电极反应式是2C-2e 管内压强减小，水倒吸人导气管中，A正确：钢阐门连接电源负极 日，「，阴极的电极反应式是2H”+2e一H2「，所以当电路中通 作阴极，可防止钢幅门失电子被腐蚀，减缓其腐蚀速率，B正确：铁 过0.002N,个即0.002mal电子时，生成H2和Cl,的物质的量均 比铜活泼，金属铜连接钢管，钢管作负极，会加速其腐蚀，C错误： 为0.001ml.则两极共产生0.002气体 镁与钢铁输水管连接形成原电池，镁比铁活泼，镁作负极，钢铁输 第3关（练思排宽度）】 水管作正极，正极被保护，该方法称为柄牲阳极的阴极保护法： 13.(1)Fe-2e=Fe2(2)负极(3)Zn与Fe构成原电池时，1a D正确」 易失电子作负极，「作正极被保护，所以镀锌快制品破损后，镀层 8.B解析：图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接 仍能保护铁制品(4)①2H+2e一H,↑②A,B两城市中年 触少，腐蚀程度较轻，A错误：图b中开关置于M时，C-乙如合金作 参考答案学霸15