第四章 第三节 金属的腐蚀与防护-【新课程能力培养】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理练习手册（人教版）

Cl,、NaOH,反应的化学方程式为2NaC1+2H,0电解 2NaOH+H2↑+CL2↑。(3)甲装置为原电池，可以实现 化学能向电能的转化，A正确；甲装置中Na透过阳离 子交换膜向正极b极移动，B错误；乙装置中c极为阳 极，C不断放电产生C2逸出，导致附近溶液中C1的 浓度减小，Na透过阳离子交换膜移向d极区，因此c 极一侧不断减少NaCI,流出的是淡盐水，C正确。故合 理选项是A、C。(4)d电极为阴极，在d极上水电离 产生的H不断得到电子变为H2逸出，破坏了附近的水 的电离平衡，促进水电离，最终使附近c(OH)>c(H), 且Na*从阳极区透过阳离子交换膜进入d极区，与OH 结合生成NaOH。(5)根据离子放电顺序，OH迁移至 阳极区，OH在阳极上放电产生氧气，电极反应式为 4OH-4一O,↑+2H,O。如果阳离子交换膜损伤，会使 大量OH迁移至阳极区，产生大量的O2,因此定期检查 并更换阳离子交换膜，可以提高氯气产量，降低阳极氧 气的产量，故A正确；向阳极区加入适量盐酸，可增大 c(C),提高其还原性，可以产生更多C2,避免副反应 的发生，故B正确：使用C1浓度高的精制饱和食盐水 为原料，增大了C1的浓度，提高了C的还原性，可以 产生更多C2,减少OH放电产生O2的机会，因而就降 低了O2的产量，故C正确。(6)“氧阴极技术”在阴 极区通人氧气，避免水电离出H直接得电子生成H2, 则阴极上O2得到电子反应产生O肝，该电极的电极反 应式为O+4e+2H,0=4OH ◆“第三节金属的腐蚀与防护 基础练习 1.D【解析】化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐 蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电 流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正 极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。 2.D【解析】银首饰久置后表面变黑，是由于银与 空气中的硫元素直接反应生成了硫化银，是一种化学腐 蚀的过程。 3.D【解析】从图中看出，海水中的氧气减少，所 以发生了吸氧腐蚀，A错误；碳作正极，发生的反应为 还原反应，B错误：在酸性环境下，原电池的正极发生 氢离子得电子的还原反应，析出氢气，即在酸性条件下 发生的是析氢腐蚀，C错误；吸氧腐蚀时，氧气在正极 发生得电子的还原反应：O2+2HO+4e=4OH,D正确。 4.A【解析】I中锌作负极，铁作正极，电解质溶 液呈中性，锌发生吸氧腐蚀，负极反应式是Zn-2e= 参考答案与解析。 Zn2,属于牺牲阳极法，A正确，B错误；Ⅱ中铁作负 极，电解质溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，负极反应式 为Fe-2e=Fe24,正极反应式为2H+2e=H,↑，因为I 中铁被保护，溶液中无Fe2+,故加人少量K[Fe(CN)6] 溶液，无蓝色沉淀产生，C、D错误。 5.D【解析】钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为F 2e=Fe2+,D错误。 6.C【解析】插人海水中的铁棒，越靠近底端，氧气 的浓度越小，腐蚀程度越小，A错误；图乙中，电解质溶 液为酸化的氯化钠溶液，发生析氢腐蚀，B错误：燃气灶 的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀， C正确：用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀， 镁失电子发生氧化反应，作原电池的负极，D错误。 7.A【解析】铁锅在受热时会被O2氧化，这是铁的 化学腐蚀，食醋呈酸性，钢铁在酸性条件下会发生析氢 腐蚀，A正确：铁发生吸氧腐蚀的负极反应为Fe-2e一 Fe2+,正极反应为O2+4e+2HO=4OH,B错误；常温 下，铁在浓硫酸中发生钝化，在稀硫酸中发生反应： Fe+2H-Fe2+H2↑，C错误；该图表示的是对钢铁采取 牺牲阳极（原电池的负极，发生氧化反应）法的原理， 锌块是负极，被氧化，钢件是正极，被保护，D错误。 提升练习 1.D【解析】装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥 发，铁钉发生化学腐蚀，铁和盐酸反应生成氢气，左侧 的液面一定会下降，故A正确；装置Ⅱ中盐酸易挥发， 铁钉和铜丝连接易形成原电池的两极，铁钉作原电池负 极加快腐蚀，故B正确：装置Ⅲ中浓硫酸是难挥发性 酸，且铜与浓硫酸不接触，即二者不发生化学反应，故 C正确；装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥发，铁钉 发生化学腐蚀，装置Ⅱ中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接 易形成原电池，发生电化学腐蚀，铁钉被腐蚀，铜丝被 保护，故D错误。 2.C【解析】根据图知，氧气得电子生成氢氧根离 子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负 极被氧化，腐蚀过程中，负极是C,故A正确；C扩散 到孔口，并与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物 铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)C】,潮湿环境中 CI浓度大，有利于多孔粉状锈C(OH)C1的生成，故 B正确：未指明标准状态，无法计算消耗的O2体积，故 C错误：C扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应 产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH),C1,负极上生成铜离 子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离 子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)C1沉淀， 1 N 高中化学选择性必修（人教版） 离子方程式为2Cu2+3OH+C一Cu(OH),C1↓，故D正确。 3.B【解析】图a中，铁棒发生吸氧腐蚀，靠近底 端的部分氧气少，腐蚀程度较轻，A错误；图b中，开 关由M置于N,Cu-Zn合金作正极，腐蚀速率减小，B 正确；图c中，接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大， 但氢气在Pt上放出，C错误；图d中，干电池自放电腐 蚀是Zn与C形成原电池，与MnO2性质无关，D错误。 4.D【解析】A项图中铁和碳构成了电解池，而铁 作阴极被保护，故不易被腐蚀，错误；B项图中镁和钢 铁输水管构成了原电池，而镁作负极被腐蚀，输水管作 正极被保护，故不易被腐蚀，错误；C项图中铁管道和 锌构成了原电池，锌作负极被腐蚀，铁管道作正极被保 护，不易被腐蚀，错误。 5.B【解析】镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极： Zn-2e=Zn2+,当有0.2mol电子转移时，有0.1 mol Zn 溶解，在正极上：2H+2e=H2↑，生成0.1molH2。 6.D【解析】从图示可知，由于有外加电源，故此 方法为外加电流法，故B错误：在外加电流法中，钢铁 作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正 极，故A错误；在电解池中，电子由电解池的阳极→电 源的正极→电源的负极→电解池的阴极，即电子要由辅 助电极b→a一→钢铁闸门，故C错误；电源改用导线连 接进行防护时，即牺牲阳极法，则辅助电极要作负极 发生氧化反应，故D正确。 7.B【解析】A项，具支试管内气体受热压强增大， 部分气体逸出，冷却后，气体压强减小，不能更快更清 晰地观察到液柱上升，错误：B项，正极与负极反应式相 加得到图Ⅲ装置的总反应为4A1+30+6H,0一4A1(OH)3, 生成的A(OH)进一步脱水形成白斑，正确；C项， 负极材料为铁，正极为碳棒，错误；D项，铝箔为负 极，反应式为Al-3e=A+,活性炭为正极，反应式为 O+4e+2H0=4OH,错误。 ●"实验活动4简单的电镀实验 1.A 2.C【解析】铜牌上镀银，银片为阳极，Ag向阴极 移动，阴极反应为Ag+e=Ag。由于实验中镀层不可能 非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会 溶解，铜牌不可能恢复如初。 3.A【解析】电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜在 阴极析出，单质银不放电，形成阳极泥，不生成 AgSO4。综合上述分析可知A正确。 4.(1)aCu2+2e=Cu(2)0.08mol(3)铁 92 比铜活泼，铁和铜构成原电池的两个电极，铁作负极， 更容易被腐蚀 【解析】(1)电镀时电源正极连接的电极为阳极， 故a为正极，铁连接负极，故Fe电极反应式为Cu+2e 一Cu。(2)阳极溶解的铜的质量等于阴极上析出的铜 的质量，故阳极溶解的铜为2.56g,即0.04mol,故电 镀过程中电路中通过的电子的物质的量为0.08mol。 (3)镀件镀层破损后，镀层金属与镀件金属在周围环境 中形成原电池，活泼性较强的金属更容易被腐蚀，即铁 比铜活泼，铁和铜构成原电池的两个电极，铁作负极， 更容易被腐蚀。 >"实验活动5制作简单的燃料电池 1.B【解析】A项，电解氯化钠溶液会生成氯气， 错误；C项，阴极区反应为2H,0+2e=2OH+H,↑，pH 不断增大，错误：D项，与电源正极相连的为阳极，生 成H,不显红色，错误。 2.D 3.C【解析】A项，燃料电池中，燃料作负极，负 极反应物可以是氢气、甲烷、乙醇等物质，正确；B 项，航天飞行器中氢氧燃料电池的产物是水，经过处理 之后可供航天员使用，正确；C项，乙醇燃料电池的电 解质为KOH时，生成的二氧化碳会和其反应生成碳酸 盐，负极反应：CH,OH-12e+16OH=2CO+11H,0,错 误；D项，燃料电池中正极上氧气得电子，在碱性环境 下，正极反应式为O+2H,0+4e=4OH,正确。 4.(1)如图所示 负载 (-CH4、 0(+) H20· 含磷酸溶液H,0 CH,CHO的玻璃纤维 第4题答图 (2)电极a→负载→电极b从左向右 (3)O+4e+4H=2H,02C2H4+O2=2CH,CHO (4)4NA ●"感知高考 高考真题、模拟题精练 1.C【解析】由图中氢离子和氢氧根的流向，可推 出左侧P电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阳极发生第四章化学反应与电能 第三节 金属的腐蚀与防护 基础练可 知识点I金属的化学腐蚀与电化学腐蚀， 1.下列有关金属腐蚀的说法正确的是() A.金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶 、 液进行化学反应而损耗的过程 3%NaCl溶液 经酸化的3%NaCl溶液 B.电化学腐蚀是指在外加电流的作用下， 第4题图 不纯金属发生化学反应而损耗的过程 A.I是验证牺牲阳极法的实验装置 C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极 B.I和Ⅱ中负极反应式均是Fe-2e-Fe2* 吸收氧气最终转化为铁锈 C.I和Ⅱ中正极反应式均是O2+2H0+4e D.电化学腐蚀伴有电流产生 =40H 2.以下现象与电化学腐蚀无关的是( D.I和Ⅱ中分别加入少量K[Fe(CN)6]溶 A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产 液，均有蓝色沉淀 生铜绿 5.下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的 B.生铁比纯铁易生锈 是() C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易 A.自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈 生铁锈 B.外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门 D.银首饰久置后表面变黑 与电源的负极相连 3.如图表示的是钢铁在 △会△ C.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2HO+ 水 -OH Fe2+ 海水中的锈蚀过程， 02+4e=40H 下列有关说法正确的 D.钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe-3e 是() 第3题图 -Fe3 A.该金属的腐蚀过程为析氢腐蚀 6.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是 B.正极为C,发生的反应为氧化反应 C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 X D.正极反应式为O2+2H20+4e=4OH te地面 9日 经酸化的3% 钢铁导线 海水 NaC浴假 知识点2金属的防护 输水管 甲 乙 丁 4.结合图示判断，下列叙述正确的是() 第6题图 93 高中化学选择性必修1（人教版） A.图甲中，插入海水中的铁棒越靠近底 A.用铁锅烧制糖醋鱼 导线 端腐蚀越严重 时，铁锅会发生化 B.图乙中发生吸氧腐蚀 学腐蚀和析氢腐蚀 海水 C.图丙中，燃气灶的中心部位容易生锈， B.铁发生吸氧腐蚀的 第7题图 主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 负极反应可用O2+4e+2H0一4OH表示 D.图丁中，用牺牲镁块的方法来防止地 C.常温下，铁在浓硫酸中比在稀硫酸中 下钢铁输水管的腐蚀，镁作原电池的 腐蚀得快 正极 D.可用上图表示对钢铁采取外加电流法 7.下列关于铁的腐蚀、防护的叙述正确的是 的原理 提升练月 1.为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小 中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要 组的学生用金属丝将三根大小相同的润湿 意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电 铁钉分别固定在如图所示的三个装置中， 化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确 再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时 的是( 间，下列对实验结束时现象的描述不正确 的是( 铁丝 一铜丝 铜丝 a. 多孔粉状锈Cu2(OH)CI b. 多孔催化层 10%盐酸 10%盐酸 c.青铜基体 第1题图 Cu A.装置I左侧的液面一定会下降 第2题图 B.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最快 A.青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极 C.装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀 B.潮湿环境中CI浓度大有利于多孔粉状 D.装置I中的铁丝和装置Ⅱ中的铜丝都 锈的生成 会被腐蚀 C.若生成0.2 mol Cu2(OH),C1,则消耗的 2.宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大孟 02体积为4.48L 鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。 D.环境中的CI与正、负两极反应的产物 研究青铜器（含Cu、Sn等）在潮湿环境 作用生成a的离子方程式为2Cu2+ (94)练 第四章化学反应与电能 3OH+CI=Cu2(OH)C1↓ 确的是( 电源 ag b 3.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( A.b为电源负极 B.该方法是牺牲阳极法 铁 海水☑ C.电子流向：a→钢铁 门 二：辅助电极 稀盐酸 闸门→辅助电极→ 第6题图 ba 碳棒 D.电源改用导线连接进行防护时，辅助 稀盐酸 NH.CI 电极发生氧化反应 糊状物 7.在日常生活中，我们经常看到铁制品生 第3题图 锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐 A.图a中，插入海水中的铁棒越靠近底 蚀现象。可以通过下列装置所示的实验进 端腐蚀越严重 行探究。下列说法正确的是() B.图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn 合金的腐蚀速率减小 食盐水 C.图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增 食盐水 大，Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀 用NaCl溶液涧 主要是由MnO2的氧化作用引起的 湿的活性炭 浸有NaCl溶 液的滤纸 电流表 4.下列铁制品（铁钉或钢铁管道）易被腐蚀 铝箔 的是( Ⅲ 第7题图 A B D A.按图I装置进行实验，为了更快更清 地面 晰地观察到液柱上升，采用下列方法： 铁管 用酒精灯加热左边的具支试管 5.镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2mol B.图Ⅲ装置的总反应为4A1+3O2+6HO 电子发生转移，则下列说法正确的是 4A1(OH)3,生成的A1(OH)3进一步脱 ( 水形成白斑 ①有5.6g金属被腐蚀②有6.5g金属被 C.图Ⅱ是图I所示装置的原理示意图， 腐蚀③在标准状况下有2.24L气体放 图Ⅱ的正极材料是铁 出④在标准状况下有1.12L气体放出 D.铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装 A.①② B.②③ 置进行探究，CI由活性炭区向铝箔表 C.①④ D.③④ 面区迁移，并在铝箔上发生电极反应： 6.钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正： 2CI--2e~=Cl2 练 95