专题04 金属的腐蚀与防护(期中专项训练)高二化学上学期鲁科版
2025-11-08
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第4节 金属的腐蚀与防护 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 金属的电化学腐蚀与防护 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.05 MB |
| 发布时间 | 2025-11-08 |
| 更新时间 | 2025-11-08 |
| 作者 | 追求卓越峰 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54297716.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04 金属的腐蚀与防护
题型1金属的腐蚀
题型2析氢腐蚀和吸氧腐蚀
题型3金属腐蚀的快慢(重点)
题型4牺牲阳极保护法(重点)
题型5 外加电流阴极防护法(重点)
题型6 金属腐蚀与防护的探究实验 (难点)
题型7 金属腐蚀和防护的综合考查(难点)
题型1 金属的腐蚀
易错提醒:
化学腐蚀:金属与接触到的物质直接反应。
电化学腐蚀:不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池,发生氧化还原反应。
1.【金属的腐蚀】下列关于金属腐蚀的叙述正确的是
A.金属被腐蚀的本质:2xM+yO2=2MxOy
B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化
C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
2.【电化学腐蚀】“珍贵文物蕴含着璀璨文化和深远历史,记录着人类文明和社会进步”。下列文物在潮湿空气中易发生电化学腐蚀的是
A.唐三彩陪葬俑
B.三国竹木简牍
C.清寿山石造像
D.中山王铁足铜鼎
3.【金属的腐蚀】金属腐蚀的现象普遍存在,金属腐蚀常常是自发进行的,下列说法正确的是
A.钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,此时主要发生析氢腐蚀
B.金属与直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀
C.疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面,能阻止钢铁继续发生腐蚀
D.马铁是在薄钢板表面镀上一层锡,防止铁被腐蚀
4.【金属的腐蚀】深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程,其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是
A.混凝土中的水泥是一种硅酸盐材料
B.海水会引起钢壳锈蚀,钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀
C.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率
D.在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳,利用了牺牲阳极法
5.【金属的腐蚀】下列有关金属腐蚀的说法不正确的是
A.镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀
B.电解精炼粗铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不一样
C.用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板
D.铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝
题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀
易错提醒:
(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极均是Fe失电子生成Fe2+,而非Fe3+。
(3)一般情况下,只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
1.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A.正极反应式为
B.此过程中还涉及反应
C.此过程中、均被腐蚀
D.此过程中电流从Fe流向Cu
2.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.氯碱工业中使用阴离子交换膜
B.海水中钢闸门主要是发生吸氧腐蚀,其正极反应式为
C.在钢铁表面进行发蓝处理,生成四氧化三铁薄膜保护金属
D.在铁制品表面镀锡,镀层有损坏后,仍可对铁制品起到保护作用
3.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是
A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀 B.铁只能发生析氢腐蚀
C.铜只能发生吸氧腐蚀 D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
4.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】考古学家在江苏建湖发现一处钱币窖藏遗存,出土钱币约1.5吨。除少量的唐代开元通宝钱币外,大部分为宋代钱币。钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是
A.钱币表面绿色物质的主要成分是
B.钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀
C.钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化
D.保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等
5.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】在一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示,下列说法正确的是
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
A.当pH<4时,碳钢主要发生化学腐蚀
B.当pH<4和pH>13.5时,碳钢主要发生析氢腐蚀
C.pH越大,碳钢的腐蚀速率越慢
D.pH=14时,负极反应为4OH-+Fe-3e-=FeO+2H2O
题型3 金属腐蚀的快慢
易错提醒:
1.在同一种电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
2.在不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。
3.对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
1.【金属腐蚀的快慢】下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是
A.3>1>2>4>5 B.4>3>2>1>5
C.3>5>1>2>4 D.5>2>4>3>1
2.【金属腐蚀的快慢】港珠澳大桥的设计使用寿命达120年,施工中对桥体钢构件采用了多种防腐蚀方法。下列分析错误的是
A.防腐蚀原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等,防止形成原电池
C.采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上安装锌块
D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
3.【金属腐蚀的快慢】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
4.【金属腐蚀的快慢】相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是
A. B.
C. D.
5.【金属腐蚀的快慢】如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为
A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥
C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥
题型4 牺牲阳极保护法
易错提醒:
牺牲阳极保护法:利用原电池原理,在被保护的金属上连接更活泼的金属,使被保护金属成为正极。
1.【牺牲阳极保护法】金属腐蚀每年给社会带来巨大的经济损失,为减少其危害,下列方法不可取的是
A.在铁的表面涂油 B.将铝制品浸没在浓盐酸或稀盐酸中
C.海轮的外壳上附一些锌块 D.常温下,用铁罐车运输冷的浓硝酸和浓硫酸
2.【牺牲阳极保护法】下列有关金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A.当镀锡铁皮的镀层破损时,减慢铁的腐蚀速率
B.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀
C.石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用
D.将青铜器放在银质托盘上会加快铜绿的生成
3.【牺牲阳极保护法】将一块镀层破损的铁片置于海边潮湿环境中,一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是
A.电子由铁片流向镀层 B.铁片凹陷深处产生了较多的OH-
C.镀层的金属活动性比铁强 D.对铁进行了牺牲阳极法保护
4.【牺牲阳极保护法】保护甲午海战致远舰,控制海水腐蚀至关重要。我国水下考古队员们潜入海底,把30公斤重的锌块固定在致远舰残存的铁甲表面。下列说法错误的是
A.致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀
B.时间久了,锌块质量会越来越小
C.该法利用了牺牲阳极法的原理
D.将锌块换成铜块也能达到相同目的
5.【牺牲阳极保护法】某同学在学习“金属腐蚀与防护”知识后,设计如图所示装置以减少潮湿地面下钢铁输水管的腐蚀。下列说法正确的是
A.钢铁输水管主要发生化学腐蚀 B.镁极发生还原反应
C.导线中e-由镁流向钢铁输水管 D.该防护方法为外加电流法
题型5 外加电流阴极防护法
易错提醒:
外加电流阴极保护法:利用电解池原理,使被保护的金属连接电源的负极成为阴极。
1.【构成物质微粒的判断】下列金属防腐的措施中,使用外加电流法的是
A.汽车底盘喷涂高分子膜 B.金属护栏表面涂漆
C.地下钢管连接镁块 D.水中的钢闸门连接电源的负极
【构成物质微粒的判断】某天然气公司取得一项名为“用于热采井外加电流阴极保护装置的阴极电缆结构”的专利。下列说法不正确的是
A.该装置能对输油、输水等埋地管线进行腐蚀防护
B.该保护装置的原理是将化学能转化为电能
C.电缆应该连接电源的负极
D.被保护的电缆电极发生了还原反应
3.【构成物质微粒的判断】化学与生活、生产息息相关。下列说法错误的是
A.将水闸和惰性电极分别连接电源的正极和负极,是外加电流法防腐
B.钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物兼容性
C.锅炉的内壁、船舶的外壳等常安装若干镁合金达到被保护的目的
D.在潮湿的空气中,白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)镀层破损后腐蚀更慢一些
4.【构成物质微粒的判断】2025年4月7日起,南宁金陵大桥维修改造工程正式动工,专家需要对桥身、桥墩的钢筋进行全面检测,确定安全性。以下说法正确的是
A.钢筋是指单质铁
B.水下的钢铁比河面处的钢铁更容易被腐蚀
C.钢筋小面积锈迹可以使用磷酸浸泡几分钟后,再做下一步清洗
D.将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为牺牲阳极的阴极保护法
题型6 金属腐蚀与防护的探究实验
1.【金属腐蚀与防护的探究实验】为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是
A.实验结束时,装置1左侧的液面会下降
B.实验结束时,左侧液面装置I比装置Ⅱ的低
C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
2.【金属腐蚀与防护的探究实验】某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理,下列说法正确的是
A.若b为正极,K连接A时,铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法
B.相同条件下,若X为食盐水,K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速度更慢
C.若X为模拟海水,K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多,腐蚀最严重的位置则是F
D.若在X溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN)6]溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
3.【金属腐蚀与防护的探究实验】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。已知:遇到能产生蓝色沉淀,对有关实验现象及分析不正确的是
变红变蓝
变红
ⅰ.包裹铜片的铁钉
ⅱ.包裹锌片的铁钉
A.两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀,且铁钉腐蚀速度ⅰ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
4.【金属腐蚀与防护的探究实验】探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如题图所示。下列说法正确的是
A.铁片上发生还原反应,出现蓝色沉淀
B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为
C.用锌片代替铜片,保持其它操作不变,观察到的现象相同
D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,观察到的现象相同
5.【金属腐蚀与防护的探究实验】下列有关生铁腐蚀的分析错误的是
序号
①
②
③
实验
现象
8小时未观察到明显锈蚀
8小时未观察到明显锈蚀
1小时观察到明显锈蚀
A.①中溶液中溶解的不足以使生铁片明显锈蚀
B.②中生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少电解质溶液
C.③中正极反应式:
D.对比①②③可得出苯能隔绝
题型7 金属腐蚀和防护的综合考查
1.【金属腐蚀与防护】下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A.图①中往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液,溶液中产生蓝色沉淀
B.图②中铁丝不易生成
C.图③中金属比铁活泼,防护过程中电子流入金属
D.图④中钢铁闸门连接电源的正极可减缓其腐蚀速率
2.【金属腐蚀与防护】用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是
A.整个过程中,负极电极反应式均为
B.和,同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
C.若将铁换为铜进行实验,时,压强随时间变化曲线与铁相似
D.时,正极主要发生反应:
3.【金属腐蚀与防护】为防止埋在地下的钢管道被锈蚀,以延长管道的使用寿命,可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是
A.将镁块换成锌块也能起到保护作用
B.该方法中钢管道作正极
C.该方法称为“牺牲阳极的阴极保护法”
D.镁块上发生的电极反应为
4.【金属腐蚀与防护】将一定量琼脂、食盐水倒入烧杯中,系列操作后制得琼脂溶液,并如图所示进行实验,一段时间后观察现象。下列说法不正确的是
A.铁钉为正极 B.锌发生氧化反应
C.裸露的铁钉附近出现蓝色 D.锌发生吸氧腐蚀
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专题04 金属的腐蚀与防护
题型1金属的腐蚀
题型2析氢腐蚀和吸氧腐蚀
题型3金属腐蚀的快慢(重点)
题型4牺牲阳极保护法(重点)
题型5 外加电流阴极防护法(重点)
题型6 金属腐蚀与防护的探究实验 (难点)
题型7 金属腐蚀和防护的综合考查(难点)
题型1 金属的腐蚀
易错提醒:
化学腐蚀:金属与接触到的物质直接反应。
电化学腐蚀:不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池,发生氧化还原反应。
1.【金属的腐蚀】下列关于金属腐蚀的叙述正确的是
A.金属被腐蚀的本质:2xM+yO2=2MxOy
B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化
C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
【答案】C
【解析】金属腐蚀的本质包括电化学腐蚀和化学腐蚀,而选项A仅描述金属与氧气直接反应的化学腐蚀,未涵盖电化学腐蚀,A错误;马口铁镀层破损后,Fe比Sn活泼,Fe作为负极优先被氧化,而非镀层Sn被氧化,B错误;金属在潮湿空气中主要发生电化学腐蚀,且中性或弱酸性条件下以吸氧腐蚀为主,C正确;常温下空气中的金属因存在水膜形成电解质溶液,主要发生电化学腐蚀而非化学腐蚀,D错误;故选C。
2.【电化学腐蚀】“珍贵文物蕴含着璀璨文化和深远历史,记录着人类文明和社会进步”。下列文物在潮湿空气中易发生电化学腐蚀的是
A.唐三彩陪葬俑
B.三国竹木简牍
C.清寿山石造像
D.中山王铁足铜鼎
【答案】D
【解析】唐三彩陪葬俑属于硅酸盐材料,不易发生电化学腐蚀,A不符合题意;竹木简牍属于有机材料,不易发生电化学腐蚀,B不符合题意;清寿山石造像属于硅酸盐材料,不易发生电化学腐蚀,C不符合题意;铜鼎属于合金,易发生电化学腐蚀,D符合题意;故选D。
3.【金属的腐蚀】金属腐蚀的现象普遍存在,金属腐蚀常常是自发进行的,下列说法正确的是
A.钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,此时主要发生析氢腐蚀
B.金属与直接反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀
C.疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面,能阻止钢铁继续发生腐蚀
D.马铁是在薄钢板表面镀上一层锡,防止铁被腐蚀
【答案】D
【解析】钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,此时主要发生吸氧腐蚀,在酸性较强的溶液中铁才会发生析氢腐蚀,A项错误;金属与O2直接反应引起的腐蚀称为化学腐蚀,B项错误;疏松的铁锈覆盖在钢铁制品表面,不能阻止钢铁继续发生腐蚀,C项错误;金属活动性:锌>铁>锡,马铁是在薄钢板表面镀上一层锡,形成原电池后,锡会加速铁锈蚀,而锌会保护铁,D项正确;故选D。
4.【金属的腐蚀】深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程,其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是
A.混凝土中的水泥是一种硅酸盐材料
B.海水会引起钢壳锈蚀,钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀
C.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率
D.在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳,利用了牺牲阳极法
【答案】C
【解析】水泥是一种无机非金属硅酸盐材料,A正确;海水会引起钢壳锈蚀,海水中的钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀,铁失去电子被氧化,B正确;钢铁为合金,海水中发生腐蚀过程中铁与其它成分会形成原电池发生电化学腐蚀,发生化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀的速率,C错误;牺牲阳极保护法应与化学性质比铁活泼的金属相连比如锌,镀锌保护钢壳是利用了牺牲阳极法,D正确;故选C。
5.【金属的腐蚀】下列有关金属腐蚀的说法不正确的是
A.镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀
B.电解精炼粗铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不一样
C.用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板
D.铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝
【答案】A
【解析】锌比铁活泼,形成原电池时,锌作负极,能保护铁不受腐蚀,锡没有铁活泼,形成原电池时,锡作正极,能加速铁腐蚀,所以镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)难被腐蚀,A不正确;电解精炼粗铜时,阳极的Cu、Zn、Fe都会失去电子,Au、Ag等成为阳极泥,质量减少,阴极只有Cu2+获得电子,生成的Cu附着在阴极表面,质量增加,且二者质量变化不一样,B正确;用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板,发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,C正确;铝片经过浓硫酸处理后,表面发生钝化,生成致密的氧化膜,阻止内部铝被进一步腐蚀,可保护铝,D正确;故选A。
题型2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀
易错提醒:
(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极均是Fe失电子生成Fe2+,而非Fe3+。
(3)一般情况下,只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
1.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A.正极反应式为
B.此过程中还涉及反应
C.此过程中、均被腐蚀
D.此过程中电流从Fe流向Cu
【答案】B
【分析】根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时,电子从负极流向正极。
【解析】正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故A错误;负极上发生的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,反应方程式为:,故B正确;该原电池中铜作正极,原电池放电时,负极失电子容易被腐蚀,正极被保护,所以铜不被腐蚀,故C错误;该原电池放电时,外电路上电子从负极铁流向正极铜,电流从Cu移向Fe,故D错误;故选B。
2.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.氯碱工业中使用阴离子交换膜
B.海水中钢闸门主要是发生吸氧腐蚀,其正极反应式为
C.在钢铁表面进行发蓝处理,生成四氧化三铁薄膜保护金属
D.在铁制品表面镀锡,镀层有损坏后,仍可对铁制品起到保护作用
【答案】C
【解析】氯碱工业需使用阳离子交换膜,只允许钠离子通过,不允许氯离子和氢氧根离子等阴离子通过,可防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合爆炸,A错误;海水中钢闸门发生吸氧腐蚀,正极电极反应式:,B错误;用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理,生成的四氧化三铁可以隔绝空气,保护金属,C正确;在铁制品表面镀锡,镀层有损坏后,与铁形成原电池,Fe作负极被氧化,不能起到保护作用,D错误;故选C。
3.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是
A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀 B.铁只能发生析氢腐蚀
C.铜只能发生吸氧腐蚀 D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序表中,铜在氢之后,铜不能将氢气置换出,铜不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀,A项错误;在金属活动顺序表中,铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀,B项错误;在金属活动性顺序表中,铜在氢之后,铜不能将氢气置换出,铜不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀,C项正确;在自然界中,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,D项错误;故选C。
4.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】考古学家在江苏建湖发现一处钱币窖藏遗存,出土钱币约1.5吨。除少量的唐代开元通宝钱币外,大部分为宋代钱币。钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是
A.钱币表面绿色物质的主要成分是
B.钱币中铜在地下主要发生析氢腐蚀
C.钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化
D.保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等
【答案】B
【解析】钱币主要成分是铜合金,其表面的绿色物质主要成分是铜绿,其化学式为Cu2(OH)2CO3,故A说法正确;根据金属活动顺序表,铜元素没有氢元素活泼,不能置换出氢气,钱币中铜在地下主要发生吸氧腐蚀,故B说法错误;在潮湿环境会发生电化学腐蚀,铜作负极,发生氧化反应,故C说法正确;保护钱币,应防止铜发生腐蚀,可采取的措施保持干燥环境、涂保护层等,故D说法正确;故选B。
5.【析氢腐蚀与吸氧腐蚀】在一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示,下列说法正确的是
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
A.当pH<4时,碳钢主要发生化学腐蚀
B.当pH<4和pH>13.5时,碳钢主要发生析氢腐蚀
C.pH越大,碳钢的腐蚀速率越慢
D.pH=14时,负极反应为4OH-+Fe-3e-=FeO+2H2O
【答案】D
【解析】pH<4时,酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀,而不是化学腐蚀,故A错误;pH<4时发生析氢腐蚀,pH>13.5时,发生吸氧腐蚀,而不是都发生析氢腐蚀,故B错误;根据表中数据知,随着pH的升高,钢铁腐蚀速率先减慢后加快,酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀、碱性条件下钢铁发生吸氧腐蚀,故C错误;pH=14时,钢铁发生吸氧腐蚀,负极上Fe失电子和氢氧根离子反应生成FeO和水,电极反应式为4OH-+Fe-3e-=FeO+2H2O,故D正确;故选D。
题型3 金属腐蚀的快慢
易错提醒:
1.在同一种电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
2.在不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。
3.对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
1.【金属腐蚀的快慢】下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是
A.3>1>2>4>5 B.4>3>2>1>5
C.3>5>1>2>4 D.5>2>4>3>1
【答案】C
【解析】根据图示可知,1中铁发生化学腐蚀;2、5装置是原电池,2中金属铁作正极,被保护,5 中金属铁作负极,失电子被腐蚀;3、4装置是电解池,3中金属铁作阳极,失电子被腐蚀,4中金属铁作阴极,被保护,对于同一种金属来说,电解原理引起的腐蚀 >原电池原理引起的腐蚀 >化学腐蚀 >原电池原理保护的腐蚀 >电解池原理保护的腐蚀,故腐蚀速率由快到慢的顺序为 3>5>1>2>4,故C正确。
2.【金属腐蚀的快慢】港珠澳大桥的设计使用寿命达120年,施工中对桥体钢构件采用了多种防腐蚀方法。下列分析错误的是
A.防腐蚀原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等,防止形成原电池
C.采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上安装锌块
D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
【答案】C
【解析】防腐蚀原理是避免钢铁发生吸氧腐蚀,总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,A正确;环氧树脂涂层隔绝空气和水,防止形成原电池,B正确;外加电流阴极保护法需通过外部电源使钢构件成为阴极,无需安装锌块(锌块用于牺牲阳极法),C错误;不锈钢通过合金化增强抗腐蚀能力,D正确;故选C。
3.【金属腐蚀的快慢】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
【答案】A
【解析】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。
4.【金属腐蚀的快慢】相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】铁做负极、铜做正极,食醋为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,A不符合;铁做负极、合金中的碳等材料做正极,食盐水为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,B不符合;铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀,铁不易被腐蚀,C符合;铁做负极、铜做正极,酸雨为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,D不符合;故选C。
5.【金属腐蚀的快慢】如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为
A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥
C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥
【答案】C
【解析】由装置图可知,②③④是原电池,装置②④中铁为负极,且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀的速度越快,因此④>②,装置③中铁作正极,被保护,所以④>②>③,装置⑤⑥是电解池,⑤中铁作阳极,⑥中铁作阴极,阳极金属腐蚀速度快,阴极被保护,因此⑤>⑥,又因电解池引起的腐蚀速度>原电池引起的腐蚀速度>化学腐蚀速度>有防护措施的腐蚀速度,因此可得铁被腐蚀的速度大小关系为:⑤④②①③⑥,答案选C。
题型4 牺牲阳极保护法
易错提醒:
牺牲阳极保护法:利用原电池原理,在被保护的金属上连接更活泼的金属,使被保护金属成为正极。
1.【牺牲阳极保护法】金属腐蚀每年给社会带来巨大的经济损失,为减少其危害,下列方法不可取的是
A.在铁的表面涂油 B.将铝制品浸没在浓盐酸或稀盐酸中
C.海轮的外壳上附一些锌块 D.常温下,用铁罐车运输冷的浓硝酸和浓硫酸
【答案】B
【解析】在铁的表面涂油,可以减少金属与空气的接触,减慢金属发生腐蚀,A不符合题意;铝是比较活泼金属,容易与酸或碱溶液反应导致金属腐蚀。因此若将铝制品浸没在浓盐酸或稀盐酸中,会加剧金属腐蚀,不利于金属保护,B符合题意;若在海轮的外壳上附一些锌块,海轮上的钢铁、辅助锌块几海水构成原电池,锌活动性比铁强,为原电池的负极,可以对轮船进行保护,减缓海轮的腐蚀,C不符合题意;浓硝酸、浓硫酸具有强氧化性,在常温下,遇到铁时,会将金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属进一步氧化,即发生钝化现象,因此在常温下用铁罐车运输冷的浓硝酸和浓硫酸,D不符合题意;故选B。
2.【牺牲阳极保护法】下列有关金属的腐蚀和防护说法不正确的是
A.当镀锡铁皮的镀层破损时,减慢铁的腐蚀速率
B.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀
C.石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用
D.将青铜器放在银质托盘上会加快铜绿的生成
【答案】A
【解析】镀层破损后,镀锡铁中,金属铁为负极,易被腐蚀,所以镀锡铁中铁的腐蚀速率更快,故A错误;钢铁因含杂质,能与水膜构成原电池,易发生电化学腐蚀,故B正确;地下钢铁管道用导线连接着锌块,则构成的原电池中,锌为负极被腐蚀,保护铁管,故C正确;将青铜器放在银质托盘上,形成原电池,铜比银活泼作负极,加快腐蚀生成铜绿,故D正确;故选A。
3.【牺牲阳极保护法】将一块镀层破损的铁片置于海边潮湿环境中,一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是
A.电子由铁片流向镀层 B.铁片凹陷深处产生了较多的OH-
C.镀层的金属活动性比铁强 D.对铁进行了牺牲阳极法保护
【答案】A
【分析】根据图示可知,该装置为原电池装置,有铁锈生成,根据原电池工作原理,说明铁片作负极,镀层作正极,据此分析;
【解析】根据上述分析,电子从铁片流向镀层金属,故A正确;铁作负极,失电子产生较多的Fe2+,即铁片凹陷处产生较多的Fe2+,故B错误;构成原电池的条件之一就是由两活性不同的电极,由图可知,铁片被腐蚀,说明铁做负极,所以镀层金属的金属性比铁弱,故C错误;如果镀层金属的金属性比铁强,则铁作正极,镀层金属为负极,则为牺牲阳极保护法,但本题中镀层金属的金属性比铁弱,不属于牺牲阳极保护法,故D错误;故选A。
4.【牺牲阳极保护法】保护甲午海战致远舰,控制海水腐蚀至关重要。我国水下考古队员们潜入海底,把30公斤重的锌块固定在致远舰残存的铁甲表面。下列说法错误的是
A.致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀
B.时间久了,锌块质量会越来越小
C.该法利用了牺牲阳极法的原理
D.将锌块换成铜块也能达到相同目的
【答案】D
【解析】由题干信息可知,将锌块固定在致远舰的甲板上,则锌块、铁板和海水能发生原电池反应,故致远舰在海水中主要发生电化学腐蚀,A正确;已知锌比铁活泼,铁和锌发生原电池反应时,锌作负极失去电子,故时间久了,锌块质量会越来越小,B正确;由题干信息可知,将锌块固定在致远舰的甲板上,则锌块、铁板和海水能发生原电池反应,该法利用了牺牲阳极法的原理,C正确;由于铜比铁更不活泼,故将锌块换成铜块,则将加快甲板的腐蚀,故不能达到相同目的,D错误;故选D。
5.【牺牲阳极保护法】某同学在学习“金属腐蚀与防护”知识后,设计如图所示装置以减少潮湿地面下钢铁输水管的腐蚀。下列说法正确的是
A.钢铁输水管主要发生化学腐蚀 B.镁极发生还原反应
C.导线中e-由镁流向钢铁输水管 D.该防护方法为外加电流法
【答案】C
【解析】潮湿地面下钢铁输水管主要发生电化学腐蚀,故A错误;该防护的原理是牺牲阳极的阴极保护法,镁极发生氧化反应,故B错误;该防护的原理是牺牲阳极的阴极保护法,寻找一个比Fe更活泼的金属做负极,因此导线中e-由镁流向钢铁输水管,故C正确;该防护方法为牺牲阳极的阴极保护法,故D错误。
综上所述,答案为C。
题型5 外加电流阴极防护法
易错提醒:
外加电流阴极保护法:利用电解池原理,使被保护的金属连接电源的负极成为阴极。
1.【构成物质微粒的判断】下列金属防腐的措施中,使用外加电流法的是
A.汽车底盘喷涂高分子膜 B.金属护栏表面涂漆
C.地下钢管连接镁块 D.水中的钢闸门连接电源的负极
【答案】D
【解析】汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触,从而防止金属铁防锈,没有连接外加电源,A不符合题意;金属护栏表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈,没有连接外加电源,B不符合题意;镁的活泼性大于铁,用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,C不符合题意;水中的钢闸门连接电源负极,阴极上得电子被保护,所以属于使用外加电流的阴极保护法,D符合题意;故选D。
【构成物质微粒的判断】某天然气公司取得一项名为“用于热采井外加电流阴极保护装置的阴极电缆结构”的专利。下列说法不正确的是
A.该装置能对输油、输水等埋地管线进行腐蚀防护
B.该保护装置的原理是将化学能转化为电能
C.电缆应该连接电源的负极
D.被保护的电缆电极发生了还原反应
【答案】B
【解析】该装置能通过外部电流抑制金属腐蚀,属于外加电流阴极保护法,能对输油、输水等埋地管线进行腐蚀防护,A正确;外加电流阴极保护法实际上是电解原理的应用,原理是将电能转化为化学能,B错误;外加电流阴极保护法中,被保护金属应连接电源的负极做电解池的阴极,所以电缆应该连接电源的负极,C正确;外加电流阴极保护法中,被保护的电缆电极连接电源的负极做电解池的阴极,阴极上发生了还原反应,D正确;故选B。
3.【构成物质微粒的判断】化学与生活、生产息息相关。下列说法错误的是
A.将水闸和惰性电极分别连接电源的正极和负极,是外加电流法防腐
B.钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物兼容性
C.锅炉的内壁、船舶的外壳等常安装若干镁合金达到被保护的目的
D.在潮湿的空气中,白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)镀层破损后腐蚀更慢一些
【答案】A
【解析】应将水中的钢闸门连接电源的负极,钢闸门不参与反应,起到了保护作用,该方法是外加电流的阴极保护法,A错误;钛合金性能优良,不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物兼容性,B正确;镁比铁活泼,可以做原电池的负极而保护钢铁,C正确;镀层破损后,马口铁(镀锡铁)中铁做负极被腐蚀,白铁皮(镀锌铁)中锌做负极、铁做正极被保护,故马口铁(镀锡铁)不如白铁皮(镀锌铁)耐腐蚀,D正确;故选A。
4.【构成物质微粒的判断】2025年4月7日起,南宁金陵大桥维修改造工程正式动工,专家需要对桥身、桥墩的钢筋进行全面检测,确定安全性。以下说法正确的是
A.钢筋是指单质铁
B.水下的钢铁比河面处的钢铁更容易被腐蚀
C.钢筋小面积锈迹可以使用磷酸浸泡几分钟后,再做下一步清洗
D.将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为牺牲阳极的阴极保护法
【答案】C
【解析】钢筋是铁碳合金,并非纯铁,故A错误;河面处钢铁接触水和氧气更充分,形成电化学腐蚀条件,比水下部分更易腐蚀,故B错误;磷酸与铁锈(Fe2O3)反应生成磷酸铁,形成致密保护层,故C正确;将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为 “外加电流的阴极保护法”,故D错误;故选C。
题型6 金属腐蚀与防护的探究实验
1.【金属腐蚀与防护的探究实验】为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是
A.实验结束时,装置1左侧的液面会下降
B.实验结束时,左侧液面装置I比装置Ⅱ的低
C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
【解析】装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中,发生化学腐蚀而释放出H2,使左侧液面下降而右侧液面上升,故A正确;装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中发生化学腐蚀而释放出H2,装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中,所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝,构成构成了原电池,加速了铁钉的腐蚀而放出更多的H2,使左侧液面下降更多,所以左侧液面装置I比装置Ⅱ的高,故B错误;装置Ⅱ中铁钉处于盐酸的蒸气中,悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝,构成构成了原电池,加速了铁钉的腐蚀,所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重,故C正确;装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝,但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性,使铁钉处于一种较为干燥的空气中,因而在短时间内几乎没有被侵蚀,故D正确;故选B。
2.【金属腐蚀与防护的探究实验】某学习小组按下图探究金属电化学腐蚀与防护的原理,下列说法正确的是
A.若b为正极,K连接A时,铁棒防腐的方式称为牺牲阳极的阴极保护法
B.相同条件下,若X为食盐水,K分别连接B、C时前者铁棒的腐蚀速度更慢
C.若X为模拟海水,K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多,腐蚀最严重的位置则是F
D.若在X溶液中预先加入适量的K4[Fe(CN)6]溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果
【答案】C
【分析】K连接A时,可形成外加电流阴极保护法,被保护金属Fe应作为阴极;K连接B时,Fe作为负极,被腐蚀;K连接C时,形成牺牲阳极的阴极保护法,即牺牲Zn,保护Fe,据此解答。
【解析】牺牲阳极的阴极保护法原理为原电池,无外加电流;若b为正极,K连接A时,铁棒成为电解池的阳极,加速腐蚀速率,A错误;K连接B时,Fe作为负极,被腐蚀;K连接C时,Zn作负极,Fe作正极,即牺牲Zn,保护Fe,所以后者铁棒的腐蚀速度更慢,B错误;此时F位置腐蚀最严重,但 Fe不是变成铁锈, E点(界面处)氧气浓度较大,生成的OH-浓度最大,而Fe (OH)2经氧化才形成铁锈,所以是E点铁锈最多,C正确;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀,通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果,应加K3[Fe(CN)6]溶液,不是K4[Fe(CN)6]溶液,D错误;故选C。
3.【金属腐蚀与防护的探究实验】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。已知:遇到能产生蓝色沉淀,对有关实验现象及分析不正确的是
变红变蓝
变红
ⅰ.包裹铜片的铁钉
ⅱ.包裹锌片的铁钉
A.两个培养皿中金属均发生吸氧腐蚀,且铁钉腐蚀速度ⅰ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
【答案】D
【分析】由图可知,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,铁钉的腐蚀速率加快,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,该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法,所以培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速度快。
【解析】由分析可知,培养皿ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀,培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀,培养皿ⅰ中铁钉腐蚀速度快,故A正确;由分析可知,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,则破损后依旧可以防护,所以金属的防护需要给金属表面镀活泼性比被保护金属强的金属,故B正确;由分析可知,培养皿ⅱ中锌片发生吸氧腐蚀,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,故C正确;由分析可知,随着反应的进行,培养皿ⅱ中铁收到了保护,锌为负极,铁为正极,不会出现红褐色浑浊,培养皿ⅰ中铁为负极变为亚铁离子,后面亚铁离子和氢氧根反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁和氧气反应生活才能氢氧化铁,因此会出现红褐色浑浊,故D错误;故选D。
4.【金属腐蚀与防护的探究实验】探究铁的电化学腐蚀实验如下:向饱和NaCl溶液中加入溶液(能与形成蓝色沉淀)和酚酞,将铜片紧密覆盖在铁片上,向金属片交界处滴加1滴上述混合溶液,可能的原理如题图所示。下列说法正确的是
A.铁片上发生还原反应,出现蓝色沉淀
B.铜片上的溶液变为红色,电极反应式为
C.用锌片代替铜片,保持其它操作不变,观察到的现象相同
D.用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,观察到的现象相同
【答案】B
【分析】该装置为吸氧腐蚀,装置中铁发生吸氧腐蚀,铁片为负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子与反应生成蓝色沉淀,铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子。
【解析】铁电极为负极,铁失电子生成亚铁离子,发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,A错误;铜片为正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,酚酞遇碱变红,B正确;用锌片代替铜片,锌片为负极,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-=Zn2+,无亚铁离子生成,不能生成蓝色沉淀,现象不同,C错误;用盐酸代替NaCl溶液,保持其它操作不变,铜片仍为正极,正极上是氢离子得电子生成氢气,与NaCl溶液做电解质溶液时的现象不同,D错误;故选B。
5.【金属腐蚀与防护的探究实验】下列有关生铁腐蚀的分析错误的是
序号
①
②
③
实验
现象
8小时未观察到明显锈蚀
8小时未观察到明显锈蚀
1小时观察到明显锈蚀
A.①中溶液中溶解的不足以使生铁片明显锈蚀
B.②中生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少电解质溶液
C.③中正极反应式:
D.对比①②③可得出苯能隔绝
【答案】D
【解析】①中8小时未观察到明显锈蚀,说明铁未发生吸氧腐蚀,溶液中溶解的氧气不足以使生铁片明显锈蚀,故A正确;苯为非电解质,②中生铁片8小时未观察到明显锈蚀原因之一是缺少电解质溶液,故B正确;③中1小时观察到明显锈蚀,铁发生了吸氧腐蚀,正极上得电子生成氢氧根离子,电极反应式为,故C正确;③中铁片发生锈蚀,说明外界空气进入了溶液中与生铁片构成原电池,则苯不能隔绝氧气,故D错误;故选D。
题型7 金属腐蚀和防护的综合考查
1.【金属腐蚀与防护】下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A.图①中往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液,溶液中产生蓝色沉淀
B.图②中铁丝不易生成
C.图③中金属比铁活泼,防护过程中电子流入金属
D.图④中钢铁闸门连接电源的正极可减缓其腐蚀速率
【答案】B
【解析】因为锌比铁活泼,所以锌为负极,失去电子生成Zn2+,铁为正极,铁被保护,故图①中往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,不能产生蓝色沉淀,A错误;图②试管内为干燥的空气,铁不易发生腐蚀,B正确;图③金属M活泼为负极,铁为正极,防护过程中电子由金属M流入铁,C错误;图④钢闸门连接电源负极作阴极,可防止钢闸门失电子被腐蚀,减缓其腐蚀速率,D错误;故选B。
2.【金属腐蚀与防护】用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是
A.整个过程中,负极电极反应式均为
B.和,同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀
C.若将铁换为铜进行实验,时,压强随时间变化曲线与铁相似
D.时,正极主要发生反应:
【答案】C
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀,产生氢气,会导致锥形瓶内压强增大;若介质的酸性很弱或呈中性,并且有氧气参与,此时Fe就会发生吸氧腐蚀,吸收氧气,会导致锥形瓶内压强减小,据此分析解答;
【解析】整个过程中,锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池,Fe粉作为原电池的负极,发生的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,A正确;
B.若pH=2.0时只发生析氢腐蚀,那么锥形瓶内溶解氧不变,而图中pH=2.0时,锥形瓶内溶解氧有所下降,说明图中反应除了析氢腐蚀,Fe粉还发生了吸氧腐蚀,所以氧气减少了,若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀,那么锥形瓶内的气体压强会有下降,而图中pH=4.0时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明图中反应除了吸氧腐蚀,Fe粉还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,B正确;
C.若将铁换为铜进行实验,由于铜的金属活动性较弱,则时,无法发生析氢腐蚀,压强随时间变化曲线基本不变,C错误;由图可知,pH=6.0时,锥形瓶内的溶解氧减少,说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生,同时锥形瓶内的气压减小,也说明有吸氧腐蚀;因此正极电极反应式为:,D正确;故选C。
3.【金属腐蚀与防护】为防止埋在地下的钢管道被锈蚀,以延长管道的使用寿命,可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法不正确的是
A.将镁块换成锌块也能起到保护作用
B.该方法中钢管道作正极
C.该方法称为“牺牲阳极的阴极保护法”
D.镁块上发生的电极反应为
【答案】D
【解析】钢管道-镁块-潮湿的碱性土壤构成原电池,镁块作为负极被消耗,钢管道作为正极被保护,换为锌块后,锌比铁活泼,因此仍是锌块作为负极被消耗,钢管道作为正极被保护,故A正确;根据图片知钢管道-镁块-潮湿的碱性土壤构成原电池,镁比铁更活泼,可知钢管道作正极,故B正确;牺牲阳极的阴极保护法的是原电池原理,外加电流的阴极保护法的是电解池原理,根据图片知,该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法,故C正确;镁块作负极,电极反应:,故D错误;故选D。
4.【金属腐蚀与防护】将一定量琼脂、食盐水倒入烧杯中,系列操作后制得琼脂溶液,并如图所示进行实验,一段时间后观察现象。下列说法不正确的是
A.铁钉为正极 B.锌发生氧化反应
C.裸露的铁钉附近出现蓝色 D.锌发生吸氧腐蚀
【答案】C
【分析】根据图示,形成锌铁原电池,锌比铁活泼,锌为负极,铁为正极。
【解析】根据分析,铁钉为正极,A正确;锌为负极,发生氧化反应,B正确;铁为正极,不会有亚铁离子产生,裸露的铁钉附近没有出现蓝色,C错误;锌比铁活泼,锌为负极,发生吸氧腐蚀,D正确;故选C。
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