4.3金属的腐蚀与防护 同步练习 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 高中化学选择性必修1“4.3金属的腐蚀与防护”同步练，以“基础巩固-综合应用-实验探究”分层设计，实现从概念理解到科学实践的能力进阶，适配新授课知识内化与核心素养培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|原电池正负极判断、吸氧/析氢腐蚀原理|单选题1-10题聚焦单一知识点，如牺牲阳极法（题1）、电极反应式（题10），强化化学观念| |中档|金属防护方法、跨情境应用|单选题11-15题结合生活（题7暖贴）、工程（题11防腐措施），培养科学思维与责任| |提升|实验设计与探究分析|解答题18题通过数字化实验探究酸性对腐蚀类型的影响，体现科学探究与实践能力|

2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1 4.3 金属的腐蚀与防护 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．航海船只的船底四周镶嵌锌块，可以延缓其在海水环境下的腐蚀。下列说法正确的是 A．镶嵌的锌块为正极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．锌发生反应：Zn D．该法为外加电流阴极保护法 2．钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是 A．铁为电池负极，X离子为Fe2+ B．正极反应式为Fe-2e-=Fe2+ C．电子由铁流向碳，再经海水流向铁 D．钢铁的腐蚀速率：在河水中>在海水中 3．列叙述与图示相符的是 A．探究铜粉与硫酸的反应速率 B．验证析氢腐蚀 C．探究浓度对反应速率的影响 D．滴定未知浓度的NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 4．平陆运河是西部陆海新通道核心工程，兼具航运、供水、生态改善等功能，可便捷外运蔗糖、有色金属等广西特产。下列说法正确的是 A．蔗糖属于高分子化合物 B．铝材多为铝合金，其熔点高于纯铝 C．运河上的桥梁钢结构在潮湿的空气中主要发生析氢腐蚀 D．通航船舶外壳镶嵌锌块防腐，利用的是牺牲阳极法 5．化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是 A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量和温度的水和冰，水的能量高 B．国家速滑馆采用的硫化镉太阳能发电玻璃，可将太阳能转化为电能 C．“战袍”用微信小程序可调控石墨烯片加热保暖，石墨烯和碳纳米管互为同位素 D．在海轮船壳上镶入锌块保护海轮，利用的是牺牲阳极保护法 6．化学与资源、环境、生活关系密切，下列说法不正确的是 A．将镁块与钢铁输水管相连，可防止钢铁腐蚀 B．牛奶制品中添加防腐剂，可以延长奶制品保质期 C．研究废水净化技术，实现水资源的循环利用 D．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 7．劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述不正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 利用秸秆、厨余垃圾等生成沼气 沼气中含有的CH4可作燃料 B 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 Fe与H2O在高温下会反应 C 用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴 使用时铁粉被氧化，反应放热 D 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 Na2CO3可以与酸反应 A．A B．B C．C D．D 8．化学与科技、生产、生活息息相关。下列说法错误的是 A．“深海一号”母船海水浸泡区的铝块可保障船体不易腐蚀 B．“暖宝宝贴”遇空气迅速发热与铁发生吸氧腐蚀有关 C．“嫦娥六号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转化为电能 D．冬季空气中的水蒸气凝结成冰霜的过程是自发的，该过程的熵减小 9．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 10．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+2H2O+O2=2Fe(OH)2 C．正极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH- D．负极反应式：Fe-3e-=Fe3+ 11．做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A． B． C． D． 12．用如图所示装置及试剂对含碳铁粉在氯化钠溶液中的反应进行探究，测得保温瓶中的体积分数及压强随时间的变化关系分别如图a、图b所示。下列说法错误的是 A．时，压强增大主要是因为产生了 B．实验过程中，铁失电子，被氧化 C．正极反应为 D．将氯化钠溶液换成稀硫酸，变化关系及原因与上述实验不同 13．下列说法错误的是 A．轮船上镶嵌锌块保护船体利用的是牺牲阳极法 B．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．使用正催化剂可增大反应物中的活化分子百分数，从而增大反应速率 D．水凝结成冰的过程中，小于0 14．如图为河北博物院的文物西汉嵌金片花纹铁匕首，其身部与茎为铁质，环首与格用银基合金铸造并焊接，身部脊两侧嵌金片作对称纹饰。下列说法错误的是 A．铁、银基合金、金均属于金属材料 B．银基合金的熔点低于纯银 C．银基合金和金的使用会减缓铁的腐蚀 D．若将匕首放在潮湿环境中，其腐蚀速率加快 15．下列方程式与所给事实不相符的是 A．用惰性电极电解饱和食盐水： B．稀硝酸与过量铁粉反应： C．泡沫灭火器灭火时，溶液与小苏打溶液混合： D．钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，正极反应： 二、填空题 16．利用下图实验装置完成相关实验。 (1)电压表指针发生___________，铁电极上有___________生成。 (2)一段时间后，取铁电极附近的溶液，滴入溶液，___________蓝色沉淀生成，说明电极___________被腐蚀。 17．市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需使塑料袋与空气隔绝，使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有铁锈(Fe2O3的结晶水合物)生成，依上述现象回答： (1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了_______反应放出热量。 (2)炭粉的主要作用是_______。 (3)加入氯化钠的作用是_______。 (4)有关的电极反应式：正极_______，负极_______。 三、解答题 18．某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述［钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀］产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。 (1)用图1所示装置进行实验：打开___________(填仪器名称)的活塞，加入溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。 同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。 (2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________，提出改进措施：___________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2中绘制出改进后的曲线。 (3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用、的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________。 (4)对于图3中时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。 结合实验分析：时，压强几乎不随时间改变是因为___________。 综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.3� 金属的腐蚀与防护》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C D C D D C A D 题号 11 12 13 14 15 答案 A A B C C 1．C 【知识点】金属的防护、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【详解】A．金属活动性Zn强于Fe，二者与海水构成原电池时Zn作负极，A错误； B．Zn作为负极会不断失电子被腐蚀消耗，需要定期更换，无法永久使用，B错误； C．Zn作为负极发生氧化反应，失电子生成锌离子，电极反应为Zn -2e-=Zn2+，C正确； D．该方法为牺牲阳极的阴极保护法，没有外接电源，不属于外加电流阴极保护法，D错误； 故选C。 2．A 【知识点】吸氧腐蚀、原电池电子流向判断及应用、原电池正负极判断、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【分析】钢铁浸没在海水中，钢铁中的Fe作负极，C作正极，Fe失电子转化为Fe2+，溶液中的氧气在正极得电子生成OH-，据此分析解答。 【详解】A．Fe失电子转化为Fe2+，即X离子为Fe2+，故A正确； B．溶液中的氧气在正极得电子生成OH-，电极反应为：，故B错误； C．电子不能进入溶液中，故C错误； D．海水中的离子浓度大于河水，海水的导电能力强于河水，则钢铁在海水中腐蚀速率更快，故D错误； 故答案选A。 3．C 【知识点】析氢腐蚀、反应速率的测定、酸碱中和滴定实验基本操作及步骤、浓度对化学反应速率的影响 【详解】A．溶液属于稀硫酸，铜与稀硫酸在常温下不反应，只有在加热条件下，铜才能与浓硫酸反应生成，不能探究铜粉与硫酸的反应速率，A不符合题意； B．析氢腐蚀需要在酸性环境中，而铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，发生的是吸氧腐蚀。本实验中，铁粉和活性炭在水和空气条件下，发生的是吸氧腐蚀，不能验证析氢腐蚀，B不符合题意； C．在两个试管中同时加入的溶液，再分别加入和的溶液，其他条件一致，只有溶液的浓度不同，可以通过比较出现浑浊所用时间，探究浓度对反应速率的影响，C符合题意； D．使用酸式滴定管滴定NaOH溶液时，应用左手控制滴定管活塞，大拇指在管前，食指和中指在后，三指轻拿旋塞柄，手指略微弯曲，向内扣住旋塞，避免使旋塞被挤出，D不符合题意； 故选C。 4．D 【知识点】析氢腐蚀、通用高分子材料、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【详解】A. 蔗糖分子式为，相对分子质量较小，不属于高分子化合物（通常分子量需超 ），A错误； B. 铝合金是铝与其他金属的混合物，合金的熔点通常低于其纯组分金属（如纯铝熔点为660°C，而铝合金熔点更低），B错误； C. 钢铁在潮湿空气中主要发生吸氧腐蚀（反应：），析氢腐蚀需在酸性环境中发生，C错误； D. 牺牲阳极法是将更活泼的金属（如锌）作为阳极，通过优先腐蚀保护船体（阴极），符合电化学防腐原理，D正确； 故选D。 5．C 【知识点】石墨烯、金属的防护、常见能量转化形式、同素异形体 【详解】A．水凝固为冰的过程放热，因此相同质量、相同温度的水和冰，水的能量更高，A正确； B．硫化镉发电玻璃是太阳能转化装置，可将太阳能直接转化为电能，B正确； C．同位素的描述对象是质子数相同、中子数不同的原子；石墨烯和碳纳米管是碳元素组成的不同形态的单质，二者互为同素异形体，C错误； D．锌的活泼性强于铁，镶入锌块后锌作为原电池负极（阳极）被腐蚀，船壳（铁）作为正极被保护，该方法属于牺牲阳极保护法，D正确； 故答案选C。 6．D 【知识点】金属的防护、低碳经济、处理污水的几种方法、食品添加剂 【详解】A．镁、铁和电解质溶液构成原电池，铁作正极而被保护，A正确； B．防腐剂能抑制微生物活动，防止食品腐败变质从而延长保质期，所以在牛奶制品中添加防腐剂，可以延长奶制品保质期，B正确； C．研究废水净化技术，实现水资源的循环利用，减少水的浪费，节约用水，C正确； D．“绿色化学”的核心就是要利用化学原理从源头消除污染，而不是先污染后治理，D错误； 故选D。 7．D 【知识点】铁与水蒸气的反应、吸热反应和放热反应、吸氧腐蚀的原理、碳酸氢钠的俗称、物理性质及用途 【详解】A．利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气，沼气的主要成分是甲烷，甲烷具有可燃性，可作燃料，A正确； B．熔融的铁与水蒸气在高温下会反应生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，B正确； C．暖贴利用铁的吸氧腐蚀，铁粉作负极被氧化，该氧化反应放热，活性炭作正极，食盐形成电解质溶液加速腐蚀，C正确； D．小苏打是NaHCO3，不是Na2CO3，NaHCO3受热或与酸反应会产生CO2用作发泡剂，D错误； 故选D。 8．C 【知识点】金属的防护、化学科学对人类文明发展的意义、吸氧腐蚀的原理、熵判据 【详解】A．“深海一号”母船海水浸泡区铝块作负极与船体形成原电池，利用“牺牲阳极法”可保障船体不易腐蚀，故A正确； B．“暖宝宝贴”遇空气迅速发热与铁发生吸氧腐蚀有关，铁发生吸氧腐蚀放出热量，故B正确； C．太阳能电池，其能量转化形式为太阳能→电能，锂离子电池组是将化学能转化为电能，故C错误； D．水蒸气凝结成冰霜的过程是自发的，该过程中气体分子数减小，该过程的熵减小，D正确； 故选C。 9．A 【知识点】金属的防护、探究铁的吸氧腐蚀、利用原电池原理比较金属活动性强弱、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【详解】拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色，说明金属条一边有氢氧根离子生成，发生反应，铁钉发生吸氧腐蚀，铁作负极、另一种金属作正极，则另一种金属的活泼性小于铁，故选A。 10．D 【知识点】原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、探究铁的吸氧腐蚀、吸氧腐蚀的原理 【详解】A．该反应是Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3的正确方程式，属于铁锈形成的关键步骤，会发生，A不符合题意； B．铁发生吸氧腐蚀，作负极失去两个电子，变成二价铁离子，氧气在正极得电子，总反应方程式为：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，B不符合题意； C．正极反应为氧气得电子生成OH⁻，是吸氧腐蚀的标准正极反应，会发生，C不符合题意； D．铁的吸氧腐蚀中，铁在负极发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+，不能直接生成Fe3+，D符合题意； 故选D。 11．A 【知识点】金属的防护、金属腐蚀与防护、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【详解】A．钢管桩主要成分为铁，铁的金属活动性强于铜，二者在海水中形成原电池时，铁作负极失电子被氧化，会加速钢管桩腐蚀，不能达到防腐目的，A符合题意； B．铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀，即使富铝涂层破损，形成原电池时铝作负极被腐蚀，可保护钢管桩；故能达到防腐目的，B不符合题意； C．该装置为外加电流法，钢管桩连接电源负极作阴极被保护，能达到防腐目的，C不符合题意； D．锌的金属活动性强于铁，二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀，属于牺牲阳极法，钢管桩作正极被保护，能达到防腐目的，D不符合题意； 故选A。 12．A 【知识点】析氢腐蚀、原电池正负极判断、原电池电极反应式书写、吸氧腐蚀的原理、原电池原理理解 【详解】A．氯化钠溶液呈中性，含碳铁粉发生吸氧腐蚀，不会生成，200 s时压强增大主要是因为反应放热使瓶内气体受热膨胀，A错误； B．实验过程中铁作原电池负极，失电子发生氧化反应，被氧化，B正确； C．中性环境下吸氧腐蚀的正极上得电子生成，电极反应为，C正确； D．将氯化钠溶液换成稀硫酸，酸性环境下含碳铁粉发生析氢腐蚀，生成，压强变化趋势和反应原理均与上述实验不同，D正确； 故答案选A。 13．B 【知识点】金属的防护、活化能对反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响 【详解】A．轮船上镶嵌锌块保护船体，利用原电池原理，锌比铁活泼，作负极发生氧化反应被腐蚀，铁作正极被保护，该方法为牺牲阳极法，A正确； B．升高温度，反应物与生成物的活化分子百分数均增大，正、逆反应速率均增大，并非逆反应速率减小，B错误； C．正催化剂可降低反应的活化能，使反应物中活化分子百分数增大，有效碰撞几率提高，从而增大反应速率，C正确； D．水凝结成冰的过程为放热过程，放热过程的焓变，D正确； 故选B。 14．C 【知识点】常见合金的组成、吸氧腐蚀的原理、金属与合金性能比较、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【详解】A．金属材料包括纯金属和合金，铁、金为纯金属，银基合金为合金，均属于金属材料，A正确； B．一般情况下，合金的熔点低于其成分纯金属的熔点，故银基合金的熔点低于纯银，B正确； C．铁的金属活动性强于银和金，与银基合金、金接触后在合适条件下会形成原电池，铁作负极被氧化，会加快铁的腐蚀，而非减缓，C错误； D．潮湿环境中存在水，可溶解等物质形成电解质溶液，更易发生电化学腐蚀，会加快匕首的腐蚀速率，D正确； 故选C。 15．C 【知识点】水解的离子方程式书写、电解池电极反应式及化学方程式的书写、离子方程式的正误判断、探究铁的吸氧腐蚀、硝酸的强氧化性 【详解】A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极放电生成，阴极水放电生成和，离子方程式书写正确，A正确； B．稀硝酸与过量铁粉反应时，过量的会将反应生成的还原为，最终产物为、和，离子方程式书写正确，B正确； C．泡沫灭火器中小苏打为，参与反应的阴离子是而非，正确的离子方程式为，选项方程式书写错误，C错误； D．钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，正极得电子结合水生成，电极反应式书写正确，D正确； 故答案选C。 16．(1) 偏转 气泡 (2) 无 没有 【知识点】探究铁的吸氧腐蚀、原电池原理理解 【详解】（1）该装置属于原电池装置，Zn作负极，电极反应式为，Fe作正极，电极反应式为，则导线中有电流通过，电压表指针发生偏转，铁电极上有气泡生成。 （2）一段时间后，取铁电极附近的溶液，滴入溶液，无蓝色沉淀生成，说明溶液中不含Fe2+，说明Fe电极没有被腐蚀。 17．(1)氧化 (2)与铁粉、氯化钠溶液构成原电池，加速铁的氧化 (3)氯化钠溶于水形成电解质溶液，加速铁被氧化 (4) O2+2H2O+4e-=4OH- Fe-2e-=Fe2+ 【知识点】氧化还原反应在生活、生产中的应用、原电池电极反应式书写、吸热反应和放热反应、吸氧腐蚀的原理 【详解】（1）铁的活泼性大于碳的，在构成的原电池中，铁作负极，铁失去电子被氧化，“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了氧化反应放出热量，故答案为：氧化； （2）碳粉和铁活泼性不同，且都导电；氯化钠是强电解质，易溶于水；碳粉、铁、氯化钠溶液构成了原电池，碳的活泼性比铁小，所以作正极，因为形成原电池，从而加速铁的氧化，故答案为：与铁粉、氯化钠溶液构成原电池，加速铁的氧化； （3）氯化钠是强电解质，易溶于水，溶于水后得到电解质溶液，故答案为：氯化钠溶于水形成电解质溶液，加速铁被氧化； （4）铁的活泼性大于碳的，在构成的原电池中，铁作负极，铁失去电子被氧化，所以负极反应是：Fe-2e-=Fe2+，正极上是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；Fe-2e-=Fe2+。 18．(1)恒压滴液漏斗 (2) 反应放热，温度升高使瓶内压强变大 在恒温装置中进行或在恒温槽中进行 (3)时，装置中压强减小 (4)析氢腐蚀产生与吸氧腐蚀消耗的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当) 【知识点】析氢腐蚀、吸氧腐蚀、物质性质的探究、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 【分析】该实验探究钢铁在不同酸性环境下的腐蚀机理：在强酸性（pH=2）条件下，铁主要发生析氢腐蚀，负极反应为，正极反应为，同时铁与稀硫酸直接发生置换反应，产生氢气使装置内压强增大，且反应放热也会导致气体受热膨胀、压强升高；在弱酸性（pH=4、pH=6）条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极反应为，正极反应为，消耗装置内氧气使压强或氧气浓度下降；当pH=4时，析氢腐蚀产生的氢气与吸氧腐蚀消耗的氧气量相当，两者对压强的影响相互抵消，因此装置内压强几乎不随时间改变，据此分析。 【详解】（1）仪器a为恒压滴液漏斗； （2） 同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中进行或在恒温槽中进行。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变大但小于改进前；在图2绘制出改进后的曲线如图所示：； （3）同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用、的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3.同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是：时，装置中压强减小； （4）结合图4分析可知，时，浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分析可知发生析氢腐蚀产生与吸氧腐蚀消耗的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $