第1章 第4节 金属的腐蚀与防护-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂Word课时作业（鲁科版2019）

1．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＋2H2＋O2===2Fe(OH)2 C．正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋ 解析：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。] 2．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 解析：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。] 3．(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 解析：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。] 4．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 解析：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。] 5．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 解析：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。] 6．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 解析：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。] 7．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO 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 解析：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；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。] 8．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 解析：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；断电时发生原电池反应，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。] 9．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－ 解析：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。] 10．生铁在pH＝2和pH＝4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A．两容器中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋ B．曲线a记录的是pH＝2的盐酸中压强的变化 C．曲线b记录的容器中正极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐蚀 解析：C　[生铁在pH＝2和pH＝4的盐酸中均构成原电池，铁作负极，失电子被氧化生成Fe2＋，故A正确；根据图像可知，曲线a压强逐渐增大，气体增多，说明有氢气生成，即发生的是析氢腐蚀，所以曲线a记录的是pH＝2的盐酸中压强的变化，故B正确；曲线b压强逐渐减小，气体减少，说明发生的是吸氧腐蚀，氧气在正极得电子，pH＝4的盐酸呈酸性，则正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故C错误；在强酸性溶液中生铁发生析氢腐蚀，在弱酸性溶液中生铁发生吸氧腐蚀，故D正确。] 11．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。请回答下列问题： (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极________________________________________________________________________， 正极_____________________________________________________________。 (2)为了降低某水库的铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用　________　(填序号)。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨 (3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的　________　极上。 解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接比铁活泼的金属时，活泼的金属作负极被氧化，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极保护法。Na与水会剧烈反应，本题应该选用锌。(3)图乙所示方案属于外加电流阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。 答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)C　(3)负 12．关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤： ①Fe－2e－===Fe2＋　②H＋＋e－===H ③4H＋O2===2H2O ④4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋ 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1 000 g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2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Fe2O3·xH2O中x的值为1)。 解析：(1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得，4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O，为吸氧腐蚀。 (2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极保护法等。 (3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式 3O2　　　～　　　12e－　　～　　　增加质量 3×22.4 L 12 mol 132 g V(O2) 6 mol Δm V(O2)＝＝33.6 L， Δm＝＝66 g，生锈后铁件质量为1 000 g＋66 g＝1 066 g。 答案：(1)C　(2)AD　(3)33.6　1 066 13．金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中通电，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________________________________。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于　________　处。 若X为锌，开关K置于M处，该电化学保护法称为　________　。 解析：(1)活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极的电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。 (3)若X为碳棒，则只能用外加电流阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理为牺牲阳极保护法。 答案： (1)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋　(2)用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定　(3)N　牺牲阳极保护法 学科网（北京）股份有限公司 $$