课时分层检测(21) 金属的腐蚀与防护-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 课时分层检测（二十一 …0 基础达标练 1.下列对钢铁制品采取的措施不能防止钢铁 腐蚀的是 A.保持表面干燥 B.表面镀锌 C.表面形成烤蓝 D.表面镶嵌铜块 2.下列叙述不正确的是 ) A.钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀 B.马口铁（镀锡铁）镀层破损后，铁也不易 腐蚀 C.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 D.在海轮外壳上镶嵌锌块是采用原电池的 原理减缓腐蚀 3.为了探究钢铁的电化学保 护方法，设计了如图装置。 下列说法正确的是() A.若K和M连接，X为 海水 锌，则它是牺牲阴极保护法 B.若K和M连接，X为铜，则铜极电极反应 为Cu-2e--Cu2+ C.若K和N连接，X为锌，则锌极电极反应 为2H2O-4e--=4H++O2个 D.若K和N连接，X为铂，则它是外加电流 的阴极保护法 4.埋在地下的钢管道可 检测桩 金属连接片 以用如图所示的方法 地面 7777777入 77777777777777 进行保护。下列说法 钢管道 正确的是 ( 镁块 A.在此装置中钢管道 潮湿的碱性土壤 作正极 B.该方法称为外加电流保护法 C.该方法利用了电解池原理 D.镁块上发生的电极反应为O2十2H,O十 4e--=4OH 5.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 超细聚丙镀锌钢丝 烯纤维 涤纶纤维 (b) 碳棒 1- 合金 稀盐酸 NH.CI 糊状物 (d) 16 得分 金属的腐蚀与防护 A.(a)图中，燃气灶的中心部位容易生锈，主 要是高温下铁发生电化学腐蚀 B.(b)图中，钢丝镀锌防腐采用的是阴极电 保护法 C.(c)图中，开关由M置于N时，Cu-Zn合 金的腐蚀速率减小 D.(d)图中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀 主要是由MnO2的氧化作用引起的 6.某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影 响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于 锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图甲）从胶头滴管 中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压 强变化结果如图，下列叙述错误的是( 测定压强仪器 。醋酸 电解质溶液膜 溶液 2时间/s 甲 乙 丙 A.图丙中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头 所示 B.图乙中，2时容器中压强明显小于起始压 强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀 C.碳粉表面的电极反应式只有O2十4e一+十 2H2O--40H D.若将丙图中的C换成Zn,铁的腐蚀速率 会大大降低，这是利用了牺牲阳极法 7.某同学进行下列实验 操作 现象 含酚酞和Kg[Fe(CN)6]的食盐水 蓝色 红色 77☑ 生铁片 放置一段时间后，生铁片 取一块打磨过的生铁片，在 上出现如图所示“斑痕”， 其表面滴一滴含酚酞和 其边缘为红色，中心区域 Kg[Fe(CN)s]的食盐水 为蓝色，在两色环交界处 出现铁锈 下列说法不合理的是 A.生铁片发生吸氧腐蚀 B.中心区的电极反应式为Fe-2e-—Fe2+ C.边缘处的电极反应式为O2+2H2O十4e =40H D.交界处发生的反应为4Fe2++O2+ 10H2O-4Fe(OH)3+8H 班级 姓名 8.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。 溶解氧传感器 不同pH的酸溶液 数据采集器 压强传感器 均匀覆盖Fe粉 和C粉的滤纸 具支锥形瓶 广电脑 91.5 pH=2.0 5.5r 90 4.5 pH=2.0 pH=4.0 pH=4.0 a90.5 pH=6.0 pH=6.0 2.5 90.00100200300400500 2.0 100200300400500 压强随时间变化的曲线 溶解氧随时间变化的曲线 下列说法不正确的是 A.压强增大主要是因为产生了H2 B.整个过程中，负极电极反应式为Fe一2e -Fe2+ C.pH=4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸 氧腐蚀 D.pH=2.0时，正极电极反应式为2H+十2e —H2↑和O2+4e+4H+—2H2O 9.国产航母山东舰已经列装服役，它是采用模 块制造然后焊接组装而成的，对焊接有着极 高的要求。实验室模拟在海水环境和河水 环境下对焊接金属材料使用的影响（如图）。： 下列相关描述中正确的是 ( 原表面 腐蚀区 原表面 腐蚀区 Sn Fe Sn Fe 甲 乙 A.由图示的金属腐蚀情况说明了Fe元素的 金属性弱于Sn元素 B.由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀 情况，乙是河水环境下的腐蚀情况 C.两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均 为Fe-3e--Fe3+ D.为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点： 附近用锌块打“补丁” 163 得分 0.在潮湿的深层中性土壤中，钢管主要发生 厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其 中一种理论为厌氧细菌可促使SO-与H2 反应生成S2一，加速钢管的腐蚀，其反应原 理如图I所示，因此埋在地下的钢管常需 要加以保护，使其免受腐蚀，所用装置如图 Ⅱ所示。下列说法正确的是 ) 钢管 金属棒X 潮湿的中性土壤 钢管 S0 、导线 厌氧细菌 图I 图Ⅱ A.图Ⅱ中钢管附近土壤的pH可能会上升 B.图I中钢管腐蚀的含铁产物只有FeS C.图Ⅱ中金属棒X可能为铜，可使钢管表 面腐蚀电流接近于零 D.图Ⅱ中金属棒X的作用是作为损耗正极 材料和传递电流 1.港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构 件采用了多种防腐方法。下列分析错误的 是 () A.防腐原理主要是避免发生反应：2Fe十 O2+2H2O—2Fe(OH)2 B.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.采用外加电流的阴极保护时需外接镁、 锌等作辅助阳极 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学 腐蚀 2.考古发掘出的古代青铜器（含铜、锡等金 属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化 学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产 物（铜锈）的成分如图所示。 潮湿的含C的杂质 小孔外Cu2(OH),C03、 空气 形成小孔，铜锈逐Cu2(OH)C1 渐将小孔口堵住 青铜器 青铜器 小孔 随着时间的推移 附近 小孔内部继续变大 Cu,O 小孔内壁CuC1 分 乙 已知：2CuC1+H2O=Cu2O+2HCl. 下列分析不正确的是 A.氧气是正极反应物 B.铜锈的成分与氧气浓度、pH有关 C.图乙中，C1厂从小孔内向小孔外移动 D.青铜中的锡也会发生电化学腐蚀 班级 姓名 0 能力提升练 13.(双选)将NaC1溶液 铁锈环(b) 滴在一块光亮清洁的 腐蚀区(a)! 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),铁片腐蚀过程中发 生的总反应为2Fe十2H2O+O2 2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化 为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁 锈。下列说法正确的是 ( A.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀 B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应式 为O2+2H2O+4e—4OH C.液滴中的CI一向a区迁移 D.铁腐蚀严重的区域，生锈也严重 14.如图所示的是某研究性学习小组探究金属 腐蚀条件的实验装置。试分析实验并回答 下列问题： 用NaCl溶红墨水 用NaCI溶液红墨水用乙醇润湿红墨水 液润湿的 润湿的铁粉 的铁粉和炭 铁粉 和炭粉的 粉的均匀混 均匀混合物 合物 分 丙 (1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中 液面高度相同，过一段时间后液面最高的 是 ,铁粉腐蚀的速率由大到小的： 排列顺序为（用甲、乙、丙填写） (2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的 含量越 (填“高”或“低”)越易 腐蚀。 (3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电！ 极反应式为 (4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采 用何种防护措施来减缓金属的腐蚀： (写出一点即可)。 15.某小组同学利用下图所示装置进行铁的电 化学腐蚀原理的探究实验： i连好装置一段时 间后，向烧杯中滴加 酚酞 铁片 碳棒 1.0 mol-L- ⅱ，连好装置一段时铁片表面 NaCI溶液 间后，向烧杯中滴加产生蓝色 KFe(CN)s]溶液 沉淀 164 得分 (1)小组同学认为以上两种检验方法，均能 证明铁发生了吸氧腐蚀。 ①实验i中的现象是 ②用化学用语解释实验ⅰ中的现象： (2)查阅资料：K3[Fe(CN)s]具有氧化性。 ①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证 明铁发生了电化学腐蚀，理由是 ②进行下列实验，并记录实验现象。 此蒸馏水 无明显变化 铁片表面产 0.5mol·L-1 iw.1.0mol·L-1NaCl 生大量蓝色 K[Fe(CN)] 溶液 沉淀 惑片 溶液 v.0.5mol·L1NaS0 2 mL 无明显变化 溶液 a.以上实验表明：在 条件 下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。 b.为探究C1一的存在对反应的影响，小组 同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后 再进行实验ⅱ，发现铁片表面产生蓝色沉 淀。此补充实验表明C1一的作用是 (3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进 一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验i 结果的影响，又利用(2)中装置继续实验。 其中能证实以上影响确实存在的是 (填字母)。 实验 试剂 现象 酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6] 产生蓝 A 溶液（已除O2) 色沉淀 酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6] 产生蓝 和NaCI混合溶液（未除O2) 色沉淀 铁片、Kg[Fe(CN)g]和NaCI混 产生蓝 合溶液（已除O2) 色沉淀 铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混 产生蓝 0 合溶液（已除O2) 色沉淀答案(1)①·)：H②6·OH+2NH=N+6H) ③催化作用或具体描述：HO,十Fe+一Fe+十·OH+OH, Fe3+向阴极移动，阴极Fe3+十e—Fe+,Fe2+再生，循环使用！ (2)①2H,()+2e=2OH-+H,A:Mg2++2OH-+NHt+ H,P()—MgNH,P),￥十2H,)②反应1h后，随着溶液中I c(Mg2+)和c(OH-)的增大，会形成Mg(P),)2或Mg(OH)g 沉淀，同时，碱性条件下生成的MgNH,P),·6H,)沉淀会部分· 转化为Mg3(P(),),或Mg(OH),沉淀，释放铵根离子，导致溶液i 中氨氮的去除率下降 课时分层检测（二十一） 1.D[A保持钢铁制品表面千噪，使金属不具备生锈的条件，能防 止或减缓钢铁腐蚀：B.在钢铁制品表面镀一层金属锌，采用的是 牺牲阳极的阴极保护法，能防止或减缓钢铁腐蚀：C,烤蓝能使钢 铁制品与氧气和水隔绝，可以防止钢铁制品生锈：D.在钢铁制品 表面镶嵌钢块，铁比钢的金属活动性强，形成的原电池中，金属铁！ 作负极，可以加快腐蚀速率。] 2.B[A.钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀，在干燥的空气中不易被腐！ 蚀，故A正确：B.镀锡铁镀层破损后，在电解质溶液中形成原电 池，铁的活泼性大于锡，铁做负极，容易被腐蚀，故B错误；C,金属 的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的电化学腐蚀比化学膺蚀更普 遍，故C正确；D.锌比铁活泼，锌、铁、海水构成了原电池，锌做负： 极被腐蚀，铁在正极得到保护，故D正确。] 3.DZn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极而 被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，故A错误：Cu、Fe和海水构！ 成原电池，Fe易失电子作负极，Cu作正极，发生吸氧腐蚀，Cu极！ 电极反应式为(O,十4e十2HO)一4(OH,故B错误；若K与N 相连，该装置为电解池，X为Zn,Zn为阳极、Fe作阴极，阳极上金！ 属材料失电子发生氧化反应，则Zn极电极反应式为Zn一2e Zn2+,故C错误；若K与N相连，X为Pt,Pt作阳极，Fe作阴极而！ 被保护，属于外加电流的阴极保护法，故D正确。 4,A[根据图知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护 法，钢管道作正极，故A正确、B错误：该方法利用了原电池原理， 不是电解池原理，故C错误：铁块作负极，电极反应为Mg一2e十 2)H=Mg((O)H)2￥，故D错误。 5.C[燃气灶的中心部位容易生锈，主要是高温下铁发生化学腐， 蚀，不是电化学腐蚀，故A错误：钢丝镀锌防腐原理是Zn比Fe活 波，Zn作负极，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极保护法，故B错， 误；(c)图中，开关由M置于N时，Zn作负极，Cu-Zn合金作正极 被保护，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小，故C正确；Zn性质活泼，能！ 与电池中的酸性电解质反应生成氢气，不是M),的氧化作用引： 起的，故D错误。 6.C「在形成的原电池中，铁粉作负极，碳粉作正极，电子的转移方 向是由负极移向正极，A正确；用胶头滴管滴入几滴醋酸溶液，开 始时锥形瓶中压强增大，说明铁粉发生了析氢腐蚀，随着醋酸的 消耗，溶液酸性减弱，发生了吸氧腐蚀，使锥形瓶中压强减小，B正 确：铁粉和碳粉形成原电池，碳粉作正极，开始时发生析氢腐蚀，} 正极反应为2H十十2®一H2个，后来发生吸氧腐蚀，正极反应！ 为2H,()十()，+4e 一4OH,C错误；若将题图丙中的C换成 Zn,根据金属活动性：Zn>Fe,Zn作原电池的负极，失去电子，Fe! 作原电池的正极，因此铁的腐蚀速率会大大降低，这是利用了牺！ 牲阳极法，D正确。] 7,D[由题给信息可知，生铁片边缘处为红色，说明生成了()H, 发生反应：()。十2H,()十4e 一4)H,生铁片发生吸氧腐蚀，故！ A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了： Fe2+,发生反应：Fe-2e 一Fe+,故B项合理；在两色环交界 处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化： 铁，故D项不合理。 8.C[pH=2的溶液酸性较强，锥形瓶中的Fe粉发生析氢腐蚀，析！ 氢腐蚀产生氢气，因此锥形瓶内压强增大，故A项正确；锥形瓶中！ 的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池，Fe粉作为原电池的负！ 极，电极反应式为Fe-2e 一Fe+,故B项正确；若pH=4时只！ 发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶中压强会下降；而题图中PH一4时，锥 形瓶中的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢 腐蚀，故C项错误；由题图可知，pH=2.0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，同时锥形瓶中的气压增： 大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，因此正极反应式为2H+十 2e—H◆和)，十4e十4H+=2H0,故D项正确。] 9.D[题图甲、乙中被腐蚀的都是Fe,说明Fe是负极，Sn为正极，i 说明金属活动性：Fe>Sn,A错误；从腐蚀程度来讲，题图乙明显！ 22 腐蚀比较严重，因为海水中含有较多的盐分，腐蚀速率比河水快， 故题图乙是海水环境下的腐蚀情况，题图甲是河水环境下的腐蚀 情况，B错误：铁被腐蚀时的电极反应式为Fe一2e- =Fe2+C 错误；金属活动性：ZnFe>Sn,用锌块打“补丁”，Zn作负极被腐 蚀，可以保护Fe、Sn,D正确。] 0.A[题图Ⅱ中没有外加电源，采用的是牺牲阳极的阴极保护法 根据原电池原理，金属棒X应作负极，金属棒X的活泼性应大于 铁，才能保护钢管，使其免受腐蚀，D错误；若金属棒X是钢，则 形成Fe一Cu原电池，会加速铁的腐蚀，C错误：题图Ⅱ中钢管作 正极，正极上H()发生还原反应生成H2,电极反应式为2H,() +2e =2()H+H,◆，故钢管附近土壤中的c(()H)会增 大，pH可能会上升，A正确：题图I钢管腐蚀的过程中，负极上 Fe失去电子发生氧化反应生成的Fe+与正极周国的S和 OH反应分别生成FeS和Fe((OH),,B错误。] 1.C[铁为活泼金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的 主要反应有2Fe十()，十2H,() =2Fe()H),、4Fe(OH),+(),十 2H() =4Fe()H)3等，A正确；钢构件表面环喷涂环氧树脂涂 层，可以隔绝空气、水等，防止形成原电池，防止铁发生电化学腐 蚀，B正确：外接镁、锌等作铺助阳极属于牺牲阳极的阴极保护 法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，C错误：不锈钢具有 较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电 化学腐蚀，D正确。 2.C[青钢器中含钢、锡等金属，也含有其他金属及非金属杂质， 由于物质金属性不同，周图存在电解质溶液，形成了原电池，由 于电解质溶液显中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气发生得电子的 还原反应生成()H,因此氧气是正极反应物，A正确：根据图乙 可知，小孔外氧气浓度大，Cu元素价态高，小孔内氧气浓度小 Cu元素价态低，钢锈成分与氧气浓度有关，在溶液酸性较强时 可逆反应2CuCI十H()= Cu)十2HC】的平衡逆向移动，钢锈 成分主要是CCI,若溶液酸性弱，平衡正向移动，钢锈成分主要 是Cu),可见钢锈成分也与溶液的pH有关，B正确：由CuC】是 在小孔内壁生成，可知C1厂会从小孔外向小孔内移动，C错误；由 于Sn的金属性比Cu强，与Cu构成原电池时，Sn作负极，被氧 化而发生电化学腐蚀，D正确。 3.℃[液滴下的铁为负极，失电子发生氧化反应而被腐蚀，故A项错 误；液滴边缘是正极区，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应 式为0，十2H()+4e =4OH,故B项正确：放电时，C】向负极 (区)移动，故C项正确：铁腐蚀在负极区发生，生锈在正极区发生， 所以铁腐蚀严重的区域，生锈不严重，故D项错误。] 4.解析Fe粉、C粉、食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，甲中由于 C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，故乙中液面最高：丙中乙 醇为非电解质，Fe粉、炭粉不能形成原电池，Fe受到保护，故可 把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行保护。 答案(1)乙乙>甲>丙(2)高(3)2H,)+),十4e 4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中 5.解析（1)①实验1中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生)，得电 子生成()H的反应，从而使碳棒附近溶液变红。②正极氧气得 电子发生还原反应，电极反应式为()，十4e十2H() 4(OH。(2)①有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电 化学腐蚀，理由是K,Fe(CN):具有氧化性，可能氧化Fe生成 Fe+,影响实验结果。②对比试验iv和v,溶液中的Na、S) 对铁的腐蚀无影响，C]厂使反应加快：实验表明：在C】存在的条 件下，K[Fe(CN)]溶液可以与铁片发生反应；用稀硫酸酸洗 后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验i,铁片表面产生蓝 色沉淀，则C】的作用与稀硫酸的作用相同，也是破坏铁表面的 氧化膜。(3)已除)2的溶液中的铁片不能发生吸氧腐蚀，只能 发生铁片、K,[Fe(CN):]溶液的反应，从而表明K?[Fe(CN):]能 与铁作用生成F®+，故A符合题意；酸洗后的铁片、 K[Fe(CN):]和NaCI混合溶液（未除(O2),同时满足两个反应 发生的条件，既可能是K[Fe(CN)]与铁作用生成Fe2+,也可 能是铁片发生了吸氧腐蚀，故B不合题意；铁片，K3[Fe(CN):] 和NCI混合溶液（已除），)，不能发生吸氧腐蚀，只能是CI破 坏氧化膜，然后K[Fe(CN):]与铁作用生成Fe+,C符合题意： 铁片、K,[Fe(CN):]和盐酸混合溶液（已除(2）反应产生蓝色沉 淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe+,也可能是 K[Fe(CN)s]与铁作用生成Fe+,故D不合题意。 答案(1)碳棒附近溶液变红()2十4e+2H2()=4)H (2)K[Fe(CN):]可能氧化Fe生成Fe+,会干扰由于电化学腐 蚀负极生成Fe+的检验C】厂存在C】厂破坏了铁片表面的氧 化膜(3)AC