4.3 金属的腐蚀与防护-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（人教版）

**基本信息** 分层清晰，基础层夯实金属腐蚀与防护的概念理解及单一应用，能力层深化综合实验分析与复杂情境解决，形成从基础到进阶的知识巩固路径，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|金属腐蚀类型、速率影响因素、防护方法|结合教材习题改编与真题，以装置分析（如析氢/吸氧腐蚀判断）、原理应用（如电化学防护措施选择）为主，强化基础考点| |能力提升练|电化学防腐原理验证、微生物腐蚀机理、数据图表解读|教材深研拓展与跨情境应用，含实验探究（如牺牲阳极法与外加电流法对比）、计算题型（如腐蚀速率数据处理），提升科学探究与证据推理能力|

第四章　化学反应与电能 第三节　金属的腐蚀与防护 基础过关练 题组一　金属的腐蚀 1.[2026山东泰安市直学校联考]如图所示,两套实验装置中进行的实验都涉及金属的腐蚀,假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是 (　　) 　 Ⅰ Ⅱ A.装置Ⅰ在反应过程中只生成NO2气体 B.装置Ⅱ在开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C.装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气 D.装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+ 2.[2026北京十二中期中]如图实验操作中一段时间后:①中铁钉裸露在外的附近区域变红;②中…… 下列进行的分析和推断中不正确的是 (　　) A.NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B.①中变红是因为发生反应2H2O+2e- H2↑+2OH-,使溶液显碱性 C.②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝,铜丝附近区域变红 D.①和②中发生的氧化反应均可表示为M-2e- M2+(M代表锌或铁) 题组二　金属腐蚀速率及影响因素 3.(教材习题改编)如图各装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置相同时间,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是 (　　) ① ② ③ ④ A.③①④②　　　　　　　　B.①②④③ C.②①④③　　　　D.②①③④ 4.[2026河南部分重点中学检测]研究低碳铬钢分别在不同温度下、不同硫酸浓度下的腐蚀情况,如图所示,有关说法正确的是 (　　) A.约30 ℃时,低碳铬钢腐蚀严重 B.30%硫酸,大量发生吸氧腐蚀 C.硫酸浓度≥50%,低碳铬钢形成氧化膜 D.超过70 ℃,腐蚀速率减慢 题组三　金属的防护 5.(甄选真题)[2024湖北高考]2024年5月8日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是 (　　) A.发蓝处理　　　　B.阳极氧化 C.表面渗镀　　　　D.喷涂油漆 6.[2026内蒙古呼和浩特铁路第一中学月考]利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是 (　　) A.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处 B.若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为外加电流法 C.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于M处,该电化学防护法称为牺牲阳极法 D.若X为锌,开关K置于N处,对铁不能起到保护作用 能力提升练 题组一　电化学腐蚀与防护 1.(教材深研拓展)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理。 相同时间后进行如下实验: 实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。 实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。下列说法正确的是 (　　) A.Ⅰ是牺牲阳极法,负极反应式为Fe-2e- Fe2+ B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连 C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D.两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好 2.(甄选真题)[2024浙江1月选考]破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成[Zn(NH3)4]2+和H2。下列说法不正确的是 (　　) A.氨水浓度越大,腐蚀趋势越大 B.随着腐蚀的进行,溶液的pH变大 C.铁电极上的电极反应式为2NH3+2e-2N+H2↑ D.每生成标准状况下224 mL H2,消耗0.010 mol Zn 题组二　金属腐蚀速率分析 3.[2026山东济南一中检测]厌氧性硫酸盐还原菌(SRB)是导致金属微生物腐蚀最为普遍的菌种。图示过程可认为在缺氧条件下铁发生“析氢”腐蚀,但未生成H2,而是生成吸附在阴极表面的原子态氢(H·),H·会阻碍电极反应进行而使腐蚀速率越来越慢。下列说法正确的是 (　　) A.常温时,正极区溶液的pH为7 B.SRB催化S被H·(吸附)还原,其还原产物为S2-和H2O C.腐蚀过程的总反应为3Fe+S+4H2O FeS+2Fe(OH)3 D.SRB依靠上述化学反应所释放的能量进行生存和繁殖,该细菌的存在会加快腐蚀速率 4.[2026湖南多校联考]钼酸钠和苯并三氮唑(BTA)的混合液常作为碳钢的缓蚀剂。常温下,碳钢在不同浓度的硫酸和缓蚀剂介质中的腐蚀速率[单位:mm·a(年)-1]数据如图所示。 (1)要使碳钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和BTA的浓度比应为　　　　。  (2)硫酸中碳钢的最高腐蚀速率和缓蚀剂中碳钢的最低腐蚀速率之比为　　　　。  答案与分层梯度式解析 第四章　化学反应与电能 第三节　金属的腐蚀与防护 基础过关练 1.C　常温下,装置Ⅰ中Fe遇浓硝酸钝化,Cu为负极,Fe为正极(易错点),在反应初期生成NO2气体,随着反应的进行硝酸浓度逐渐降低,则产生NO气体,A错误;装置Ⅱ中含O2,在开始阶段铁丝只发生吸氧腐蚀,B错误;装置Ⅱ中,随着O2被消耗,左侧管中压强减小,液面升高,铁丝与稀硫酸接触,Fe与稀H2SO4反应生成H2,C正确;装置Ⅰ中随着反应的进行硝酸浓度逐渐降低,过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe2+,则在反应结束时溶液中的金属阳离子有Cu2+、Fe2+,D错误。 2.B　NaCl的琼脂水溶液能够让离子自由运动,为离子迁移的通路,A正确;①中Zn是原电池负极,铁钉是正极,正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,OH-浓度增大,溶液显碱性,B错误;②中铁钉是负极,发生反应:Fe-2e- Fe2+,反应生成的Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀,使铁钉裸露在外的附近区域变蓝,铜是正极,发生反应:O2+4e-+2H2O 4OH-,因生成OH-使铜丝附近区域变红,C正确;①、②中发生的氧化反应均可表示为M-2e- M2+(M代表锌或铁),D正确。 3.C　①中Zn作负极,能加快Zn的腐蚀;②中Zn作电解池阳极,腐蚀速率比①中快;③中Zn作电解池阴极被保护,不易被腐蚀;④中Zn发生化学腐蚀,腐蚀速率比①中慢。综上可知,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。 4.C　高浓度硫酸会使金属表面形成氧化膜,实验中方形点曲线是低碳铬钢在不同硫酸浓度下的腐蚀情况,三角形点曲线是低碳铬钢在不同温度下的腐蚀情况(破题关键)。由题图可知,温度低于70 ℃时,腐蚀速率为0,温度高于70 ℃时,腐蚀速率加快,A、D错误;30%硫酸中低碳铬钢发生析氢腐蚀,B错误;由题图可知,硫酸浓度≥50%,腐蚀速率接近0,则低碳铬钢形成氧化膜,C正确。 5.D　喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜,D符合题意。 知识拓展　(1)发蓝处理是通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中,在金属表面形成一层致密的薄膜。 　(2)阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成致密的氧化膜的过程。 　(3)表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法。 6.A　 若X为碳棒,开关K置于N处,金属铁作电解池的阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,A正确;若X为锌,开关K置于M处,锌作原电池的负极,铁作原电池的正极,该电化学防护法称为牺牲阳极法,B错误;若X为碳棒,开关K置于M处,铁作原电池的负极,加快了铁的腐蚀,C错误;若X为锌,开关K置于N处,锌作电解池的阳极,铁作电解池的阴极,可以减缓铁的腐蚀,D错误。 能力提升练 1.D　图Ⅰ中Fe电极是正极,Zn电极是负极,属于牺牲阳极法,由于电解质溶液呈酸性,故正极上氢离子得电子,负极是Zn失去电子,负极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+,A错误;外加电流法中要保护的金属应与外接电源的负极相连,即Fe与外接电源的负极相连,B错误;Ⅰ中会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关,C错误;两种保护法均能保护Fe,对比Ⅰ、Ⅱ现象可知,外加电流法保护得更好,即Ⅱ保护得更好,D正确。 2.C　破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成[Zn(NH3)4]2+和H2,腐蚀的总反应为Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-,氨水浓度越大,越容易生成[Zn(NH3)4]2+,促进电化学腐蚀,即腐蚀趋势越大,随着腐蚀的进行,溶液中OH-浓度增大,溶液pH变大,A、B正确;Fe作为正极,正极反应式为2H2O+2e-　H2↑+2OH-,C错误;标准状况下每生成224 mL(即0.010 mol)H2,转移0.020 mol电子,根据得失电子守恒可知,消耗0.010 mol Zn,D正确。 破题关键　镀锌铁皮破损后,形成原电池,Zn是负极,Fe是正极被保护。 3.D　正极区生成H·和OH-,溶液的pH大于7,A错误;S中的硫元素化合价降低,S2-为还原产物,H·转化成H2O,氢元素化合价由0价升高到+1价,H2O为氧化产物,B错误;正极H+先得电子生成H·,S再与H·在SRB作用下生成S2-和水,负极Fe失去电子生成Fe2+,Fe2+与S2-、OH-结合生成FeS、Fe(OH)2,总反应为4Fe+4H2O+S FeS+3Fe(OH)2+2OH-,C错误;H·会阻碍电极反应进行而使腐蚀速率越来越慢,而SRB促进H·与S反应使H·减少,故该细菌的存在会加快腐蚀速率,D正确。 4.答案　(1)2∶1　(2)75∶1 解析　(1)高浓度硫酸会使碳钢表面形成氧化膜,减缓碳钢的腐蚀速率,因此虚线表示碳钢在不同浓度硫酸中的腐蚀速率,实线表示碳钢在缓蚀剂介质中的腐蚀速率。由题图可知,要使碳钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和BTA的浓度比应为300∶150=2∶1。 (2)硫酸中碳钢的最高腐蚀速率为60 mm·a-1,缓蚀剂中碳钢的最低腐蚀速率为0.8 mm·a-1,二者之比为60∶0.8=75∶1。 7 学科网（北京）股份有限公司 $