课时作业7 金属的腐蚀与防护(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

课时作业(七)　金属的腐蚀与防护 一、选择题 1．下列事实与电化学腐蚀无关的是(　　) A．光亮的自行车钢圈不易生锈 B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易产生铜绿 C．铜、铝电线一般不连接起来作导线　 D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 解析：选A　光亮的自行车钢圈说明镀层没有磨损，自行车钢圈只有镀层和外界接触，因而不会发生电化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故A选；黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属铜作正极，是被保护的电极，不易生锈，与电化学腐蚀有关，故B不选；铜、铝电线连接易形成原电池，铝作负极被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故C不选；生铁的成分中含有金属铁和碳，可以形成原电池，金属铁为负极，负极金属易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故D不选。 2．为防止海轮船体被腐蚀，应在船体的水线以下位置嵌上一定数量的锌块。下列说法不正确的是(　　) A．这是利用锌比铁活泼采取的牺牲阳极保护法 B．这是利用电解原理采用的外加电流保护法 C．因为锌比铁活泼，所以在锌—铁—海水原电池中，锌是负极，失电子；而铁作正极，被保护 D．要定期更换锌块才能起到保护作用 解析：选B　船体是钢铁制成的，为防止浸在海水中的钢铁被腐蚀而在船体嵌入锌块，是利用原电池原理，使活泼的锌在锌—铁—海水原电池中作负极，失电子，而使铁作正极，达到保护船体的目的。这种方法就是牺牲负极锌而保护正极铁，习惯上叫牺牲阳极法。因为锌在反应中失去电子被消耗，所以要定期更换。 3．下列叙述不正确的是(　　) A．铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防止船体被腐蚀 C．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 D．电解精炼铜时以纯铜作阴极，粗铜作阳极 解析：选C　A．常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内部金属不被腐蚀，故A正确；B.在锌、铁原电池中，较活泼的金属锌往往作负极，负极金属易被腐蚀，正极金属可以被保护，故B正确；C.铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，锡层不能对铁制品起保护作用，故C错误；D.电解精炼铜时以纯铜作阴极，粗铜作阳极，粗铜中的活泼金属和铜放电，铜离子在阴极析出，故D正确。故选C。 4．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，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 解析：选C　锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2+，C项错误。 5．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液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 下列说法正确的是(　　) A．pH＜4时，发生析氢腐蚀 B．随pH的升高，含碳钢的腐蚀速率逐渐加快 C．pH为14时，负极反应式为2H2O＋Fe－3e－===FeO＋4H＋ D．pH为7时，负极反应式为Fe－3e－===Fe3+，生成的Fe3+被空气中的氧气氧化为Fe2O3 解析：选A　pH＜4时，钢铁腐蚀的主要产物为Fe2+，此时溶液呈酸性，正极上H＋得电子，生成H2，A正确；由表中信息可知，随pH的升高，含碳钢的腐蚀速率先减慢后加快，B错误；pH为14时，电解质溶液呈碱性，负极反应式为Fe＋4OH－－3e－===FeO＋2H2O，C错误；pH为7时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2+，生成的二价铁被氧气氧化，最终生成Fe2O3，D错误。 6．(双选)图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列说法正确的是(　　) A．图Ⅰ中b为纯铜，电解过程中质量减轻，发生的反应为：Cu2+＋2e－===Cu B．图Ⅰ中SO向b极移动，但不放电 C.图Ⅱ中如果a、b间连接直流电源，钢闸门作阴极被保护 D．图Ⅱ中如果a、b间连接直流电源利用外加电流保护法时，则X必须用锌 解析：选BC　图Ⅰ是电解池，b是阳极发生氧化反应，b为粗铜，电解过程中发生的反应为：Cu－2e－===Cu2+，故A错误；图Ⅰ是电解池，b是阳极，SO向b极移动，故B正确；图Ⅱ是外加电流保护法，钢闸门连接电源负极，钢闸门作阴极，故C正确；图Ⅱ中如果a、b间连接直流电源利用外加电流保护法时，则X可以是废钢铁、石墨，故D错误。 7．某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按如图装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不可能出现的是(　　) A．B中导气管里形成一段水柱 B．B中导气管中产生气泡 C．金属片剪口处溶液变红 D．锌被腐蚀 解析：选B　镀锌铁片放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，形成的原电池中，金属锌为负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2+，铁为正极，发生吸氧腐蚀，即2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以锥形瓶中气体压强减小，导气管里形成一段水柱，生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色。原电池形成后没有气体生成，所以B中导气管不会产生气泡，故B错误。 8．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁电化学腐蚀实验。下列有关该说法正确的是(　　) A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3+ B．电化学腐蚀过程中铁粉的电势比活性炭电势高 C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 解析：选C　由以上分析知，铁粉作原电池的负极，则铁被氧化的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，A不正确；电化学腐蚀属于原电池反应，在原电池中，正极的电势比负极高，所以铁粉的电势比活性炭电势低，B不正确；活性炭的存在，与铁粉构成原电池，促进铁失电子，加速铁的腐蚀，C正确；以水代替NaCl溶液，液体的导电能力弱，但铁仍能发生吸氧腐蚀，D不正确。 9．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是(　　) A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移 B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2+由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2+ 解析：选B　根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，阴离子Cl－应由b区向a区迁移，A错误；O2在液滴外沿反应，正极电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，发生还原反应，B正确；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C错误；若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe－2e－===Fe2+，D错误。 10．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是(　　) A．用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液 B．装置中钢闸门应与外接电源的负极相连 C．装置的总反应是：Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+ D．铁钉几乎没被腐蚀 解析：选C　根据电流的方向可知a为电解池的阳极，则装置①用来精炼铜时，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，故A正确；装置②为外加电源的阴极保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电源提供电子而防止铁被氧化，故B正确；铁比铜活泼，为原电池的负极，发生的反应为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，故C错误；浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁钉难以被腐蚀，故D正确。 二、非选择题 11．对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： 铝材 　　 　槽液 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 12．(1)图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验。 ①图一说明原溶液呈______，铁钉发生了________腐蚀。 ②图二说明原溶液呈______，铁钉发生了________腐蚀。 (2)已知：Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀。为了进一步探究图一实验中的腐蚀原理，某探究小组又设计了如下实验： a．向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入到两个玻璃筒(无底)； b．将一枚无锈铁钉和一支碳棒分别用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中(装置如图所示)； c．1 min后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入2滴黄色的K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液； d．向插入碳棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。 请回答下列问题： ①b步骤中可观察到电流表指针发生了偏转，原因是 ________________________________________________________________________。 ②c步骤中观察到的现象是________________________________________________________________________， 表明________________________________________________________________________。 ③d步骤中观察到的现象是________________________________________________________________________， 表明________________________________________________________________________。 解析：(1)图一中水柱上升，说明消耗空气中的氧气，发生了吸氧腐蚀；图二中水柱下降，说明产生了H2，发生了析氢腐蚀。(2)铁钉、碳棒、食盐水构成了原电池，产生了电流，故电流表指针会发生偏转；铁钉溶解生成的Fe2+遇到黄色的K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀；碳棒附近溶液中有生成的OH－，加入酚酞溶液后溶液变红。 答案：(1)①中性或弱酸性　吸氧　②较强的酸性析氢 (2)①铁钉、碳棒、食盐水构成了原电池，外电路产生了电流 ②有蓝色沉淀生成　发生了反应：Fe－2e－===Fe2+ ③溶液变红　溶液呈碱性，发生了反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 13．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1000 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＋3O3＋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。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1000 g＋66 g＝1066 g。 答案：(1)C　(2)AD　(3)33.6　1066 学科网（北京）股份有限公司 $$