内容正文:
专题07 金属腐蚀的原理和类型判断
类型一 化学腐蚀与电化学腐蚀
1.(26-27高二上·河北邯郸·阶段检测)下列金属防护的方法中,属于牺牲阳极的阴极保护法的是
A.钢铁闸门连接电源的负极 B.镀锌铁皮的锌层破损后,铁不易被腐蚀
C.金属制品表面刷油漆 D.自行车链条涂油
2.(25-26高二上·陕西榆林·期末)以下现象与电化学腐蚀无关的是
A.生铁比纯铁容易生锈
B.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处铁易生锈
D.银质物品久置表面变暗
3.(24-25高二上·河南漯河·期末)用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时,根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化,下列说法正确的是
A.pH=2.5时,正极发生反应:
B.锥形瓶中的铁粉换成铜粉,也能绘制相同的图形
C.铁锈覆盖在钢铁制品表面,能阻止钢铁继续发生腐蚀
D.防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐
类型二 吸氧腐蚀与析氢腐蚀
4.(25-26高二上·河南郑州·期末)下列方程式与所给事实不相符的是
A.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-2e-=Fe2+
B.用铜做两电极电解CuSO4溶液:
C.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应:
D.Mg3N2隔绝空气密封保存的原因:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
5.(24-25高二上·北京延庆·期末)用如下图所示装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法不正确的是
A.铁发生的电极反应:
B.炭粉的存在增大了铁腐蚀的速率
C.导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀
D.试管恢复至室温后,导管末端倒吸形成一段稳定的水柱
6.(24-25高二上·江西景德镇·期末)化学实验在学科中有着非常重要的作用,结合图示实验装置,下列相关分析的描述正确的是
A.图1:电池放电时,左侧烧杯中阴离子数减少
B.图2:实验中可观察到试管中的导管内液面上升,说明铁发生了吸氧腐蚀
C.图3:碱性锌锰干电池中,负极反应式为:
D.图4:铅蓄电池充电时,转移2mol 阴极质量增加64g
类型三 钢铁腐蚀类型的判断
7.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)金属的腐蚀和防护在生产生活中普遍存在。下列说法正确的是
A.当镀铜铁皮的镀层破损时,会减慢铁的腐蚀速率
B.为防护金属被腐蚀,可采取涂油脂、喷油漆、电镀、表面钝化、改变金属结构形成抗腐蚀合金等方法
C.图乙钢闸门接电源负极,称为牺牲阳极的阴极保护法
D.图甲导管内液面上升,可以验证铁的析氢腐蚀
8.(25-26高二上·重庆·阶段检测)长期航行在海水中的船体易被腐蚀,利用下图装置模拟船体的电化学防护。下列说法正确的是
A.船体在海水中主要发生析氢腐蚀
B.船体发生腐蚀时,负极的电极反应式为:
C.为减缓船体的腐蚀,开关K置于M处时,X可为碳棒
D.为减缓船体的腐蚀,开关K置于N处时,X可为碳棒
9.(26-27高二上·河北沧州·阶段检测)为延长某输电铁塔的使用寿命,工作人员采用了多种防腐措施。下列相关说法正确的是
A.在潮湿的空气中钢铁易生锈主要是因为发生了化学腐蚀
B.铁塔上焊接锌块,锌块发生还原反应保护铁塔
C.将铁塔与电源负极相连,可有效避免铁塔被氧化
D.酸雨环境中,铁塔易发生吸氧腐蚀
类型四 钢铁腐蚀的防护
10.(25-26高二上·山西朔州·期末)研究金属的腐蚀与防护在生产和生活中具有重要意义。某兴趣小组设计如图所示的实验装置,模拟研究钢件在海水中的腐蚀与防护。下列说法错误的是
A.不闭合开关,钢件发生吸氧腐蚀
B.若X为锌电极,闭合K3,钢件的腐蚀减慢
C.若X为碳电极,闭合K2,钢件的腐蚀加快
D.若X为碳电极,闭合K1,X电极附近有气泡产生
11.(25-26高二上·陕西西安·期末)下列铁制品防护的装置或方法中,不能达到防护目的的是
A.外加电流
B.牺牲阳极
C.表面镀铜
D.制成不锈钢
A.A B.B C.C D.D
12.(25-26高二上·湖南岳阳·期末)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生腐蚀,利用如图装置模拟船体的电化学防护。下列说法错误的是
A.船体在海水中主要发生吸氧腐蚀
B.船体发生腐蚀时,负极反应式为
C.若X为碳棒,为减缓船体的腐蚀,开关K应置于M处
D.若X为碳棒,开关K置于N处,该防护法称为外加电流法
1.(25-26高二上·湖南张家界·期末)在实际生产中为了保护水体(显弱碱性)中的钢铁设施,通常如下图所示将其与金属Zn用导线连接,形成原电池。下列说法正确的是
A.Zn为负极,得到电子
B.水体中的阳离子会向Zn电极移动
C.金属Zn用更不活泼的Cu代替效果更好
D.正极发生的反应为:
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)文物的保护和修复工作与化学密切相关。出土的锡青铜文物常有疏松的铜锈覆盖表面,下列说法正确的是
A.在自然环境中,锡青铜中的锡不能对铜起保护作用
B.在潮湿土壤中,铜锈形成过程中主要发生析氢腐蚀
C.文物修复过程中可用稀硝酸酸浸法除去
D.将锡青铜器与低压电源负极相连后锡青铜器可受到保护
3.(26-27高二上·河南·阶段检测)用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧(DO)随时间变化的曲线如下:
下列说法错误的是
A.整个过程中,负极电极反应为
B.压强增大主要是因为产生了
C.pH=4.0时,正极发生了吸氧腐蚀
D.溶液pH=2.0时,正极反应只有
4.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)当一块钢板暴露在潮湿空气中时,钢板表面的氧化物钝化膜或油漆等保护膜上若有小孔(图a),往往会引起严重的腐蚀,同样,用铆钉结合的两块钢板(图b),若接触面不严密而留有隙缝,同样会引起类似腐蚀,腐蚀原理如下图所示。
下列说法不正确的是
A.Fe基体为负极,电极反应为:
B.N处电势比M处高
C.铁锈区附近的水膜显碱性
D.当铁锈区生成时,外电路转移6 mol电子
5.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)对金属腐蚀的研究意义重大,以铁为例进行研究。
(1)取两段长约3cm的纯铁丝,用砂纸擦光,其中一段在a端裹紧纯锌皮,另一段在c端缠紧铜丝。在A、B两个培养皿中各加入混有饱和食盐水的琼脂溶液,滴入5~6滴酚酞溶液和溶液。将两段铁丝分别置于两培养皿中,如图1所示。
实验过程中,最先出现蓝色的是_______(选填“a、b、c、d”中的一个或多个字母)端;_______(选填“A”或“B”)中的铁丝被保护,这种防止金属腐蚀的方法常用于船舶外壳、锅炉内壁的保护上,称为____________法。
(2)用图2所示装置及盐酸进行铁的电化学腐蚀实验探究,测得不同初始值条件下(酸均足量),三颈烧瓶中溶解氧(单位体积溶液中溶解氧气的质量)随时间变化关系的曲线如图3,初始条件下三颈烧瓶中压强随时间变化关系如图4。
下列说法正确的是______(填字母代号)。
A.整个过程中,负极电极反应式为:
B.反应相同时间,溶解氧随着溶液酸性减弱而减少
C.酸性条件下只能发生析氢腐蚀,不能发生吸氧腐蚀
(3)①甲同学对图4中压强变化的原因进行了分析:导致压强增大的原因是,导致压强减小的原因是发生______(写电极反应方程式)。
②乙同学认为压强变化的原因也可能是发生了化学腐蚀:铁和盐酸反应产生氢气,导致压强增大;____________,导致压强减小。
(4)据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。下列措施中不能防止金属被腐蚀的有______(填字母代号)。
A.钢铁部件表面进行发蓝处理 B.将钢管用导线与碳棒连接
C.将钢闸门与外接电源正极相连 D.自行车钢圈镀铬
E.将钢管用导线与锌块连接 F.把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢
1.(2026·广东·高考真题)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.
2.(2025·全国卷·高考真题)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是
A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:
B.铁发生腐蚀生锈的反应:
C.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:
D.安装锌块保护船舶外壳,铁电极上发生的反应:
3.(2024·广东·高考真题)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法 D.锌发生反应:
4.(2024·湖北·高考真题)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
5.(2024·浙江·高考真题)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成和,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,溶液变大
C.铁电极上的电极反应式为:
D.每生成标准状况下,消耗
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$函学科网·上好课
www.zxxk.com
上好每一堂课
专题07金属腐蚀的原理和类型判断
题组A类型突破
类型一化学腐蚀与电化学腐蚀
1.B
2.D
3.A
类型二
吸氧腐蚀与析氢腐蚀
4.B
5.C
6.B
类型三
钢铁腐蚀类型的判断
7.B
8.D
9.C
类型四
钢铁腐蚀的防护
10.c
11.A
12.C
题组B能力进阶
1.D
2.D
3.D
4.D
5.(1)
d
牺牲阳极法
(2)B
(3)
02+4H+4e=2H,0
生成的Fe2+消耗了氧气
(4)BC
112
函学科网·上好课
www.zxxk.com
上好每一堂课
题组C高考挑战
1.A
2.A
3.D
4.D
5.C
2/2
专题07 金属腐蚀的原理和类型判断
类型一 化学腐蚀与电化学腐蚀
1.(26-27高二上·河北邯郸·阶段检测)下列金属防护的方法中,属于牺牲阳极的阴极保护法的是
A.钢铁闸门连接电源的负极 B.镀锌铁皮的锌层破损后,铁不易被腐蚀
C.金属制品表面刷油漆 D.自行车链条涂油
【答案】B
【详解】A.钢铁闸门连接电源负极属于外加电流的阴极保护法,利用电解池原理,不属于牺牲阳极的阴极保护法,A错误;
B.锌的金属活动性强于铁,锌层破损后形成原电池,锌作负极(阳极)被氧化消耗,铁作正极(阴极)被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,B正确;
C.金属制品表面刷油漆是通过覆盖保护层隔绝水、氧气的物理防护方法,不属于牺牲阳极的阴极保护法,C错误;
D.自行车链条涂油是通过覆盖保护层隔绝腐蚀介质的物理防护方法,不属于牺牲阳极的阴极保护法,D错误;
故选B。
2.(25-26高二上·陕西榆林·期末)以下现象与电化学腐蚀无关的是
A.生铁比纯铁容易生锈
B.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处铁易生锈
D.银质物品久置表面变暗
【答案】D
【详解】A.生铁中含有碳单质,与铁、潮湿空气可构成原电池,铁作负极被腐蚀速率加快,与电化学腐蚀有关,A不符合题意;
B.黄铜为铜锌合金,在潮湿环境中可构成原电池,锌比铜活泼作负极被腐蚀,铜作正极被保护,不易生成铜绿,与电化学腐蚀有关,B不符合题意;
C.铁和铜接触,在潮湿环境中构成原电池,铁比铜活泼作负极被腐蚀速率加快,接触处易生锈,与电化学腐蚀有关,C不符合题意;
D.银质物品久置变暗是银与空气中的硫化氢等物质直接发生化学反应生成硫化银所致,属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关,D符合题意;
故选D。
3.(24-25高二上·河南漯河·期末)用压强传感器探究生铁在不同pH的醋酸溶液中发生腐蚀的过程时,根据压强传感器所得数据绘制的图像如下。忽略温度变化,下列说法正确的是
A.pH=2.5时,正极发生反应:
B.锥形瓶中的铁粉换成铜粉,也能绘制相同的图形
C.铁锈覆盖在钢铁制品表面,能阻止钢铁继续发生腐蚀
D.防锈措施中发蓝处理、阳极氧化、表面渗镀都是通过形成致密氧化膜防腐
【答案】A
【详解】A.pH=2.5时溶液酸性较强,对应曲线压强随时间增大,说明有气体生成,生铁发生析氢腐蚀,正极反应为,A正确;
B.铜的金属活动性弱于氢,无法与醋酸发生反应生成氢气,不会出现压强升高的变化,不能绘制相同图形,B错误;
C.铁锈为疏松多孔的结构,无法隔绝水、氧气与内部钢铁的接触,不能阻止钢铁继续腐蚀,C错误;
D.表面渗镀是在金属表面渗入其他元素形成合金防护层,不是通过形成致密氧化膜防腐,D错误;
故选A。
类型二 吸氧腐蚀与析氢腐蚀
4.(25-26高二上·河南郑州·期末)下列方程式与所给事实不相符的是
A.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-2e-=Fe2+
B.用铜做两电极电解CuSO4溶液:
C.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应:
D.Mg3N2隔绝空气密封保存的原因:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
【答案】B
【详解】A.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作为负极失去电子被氧化为,电极反应式为,A正确;
B.用铜作两电极电解溶液时,铜为活性阳极,优先失电子生成,而非失电子生成,总反应无生成,给出的方程式是惰性电极电解的反应,总反应为(电镀铜的本质),B错误;
C.酸性和反应时,被还原为,被氧化为,离子方程式为,C正确;
D.易与空气中的水蒸气发生反应,需隔绝空气密封保存,化学方程式为,D正确;
故选B。
5.(24-25高二上·北京延庆·期末)用如下图所示装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法不正确的是
A.铁发生的电极反应:
B.炭粉的存在增大了铁腐蚀的速率
C.导管口产生气泡证明铁发生了析氢腐蚀
D.试管恢复至室温后,导管末端倒吸形成一段稳定的水柱
【答案】C
【详解】A.中性条件下铁发生吸氧腐蚀,铁作为负极失电子生成,电极反应为,A不符合题意;
B.炭粉与铁、氯化钠溶液构成原电池,原电池反应会加快铁的腐蚀速率,B不符合题意;
C.氯化钠溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,导管口产生气泡是因为反应放热使试管内空气受热膨胀逸出,并非生成,不能证明发生析氢腐蚀,C符合题意;
D.铁发生吸氧腐蚀消耗试管内的,恢复室温后试管内压强小于外界大气压,导管末端倒吸形成一段稳定的水柱,D不符合题意;
故选C。
6.(24-25高二上·江西景德镇·期末)化学实验在学科中有着非常重要的作用,结合图示实验装置,下列相关分析的描述正确的是
A.图1:电池放电时,左侧烧杯中阴离子数减少
B.图2:实验中可观察到试管中的导管内液面上升,说明铁发生了吸氧腐蚀
C.图3:碱性锌锰干电池中,负极反应式为:
D.图4:铅蓄电池充电时,转移2mol 阴极质量增加64g
【答案】B
【详解】A.图1为铜锌原电池,作负极,发生氧化反应生成,为了维持溶液呈电中性,则盐桥中阴离子移向负极即左侧烧杯,左侧阴离子数增多,A错误;
B.图2中铁钉在中性食盐水环境中发生吸氧腐蚀,消耗试管内,试管内压强减小,导管内液面上升,B正确;
C.碱性锌锰干电池电解质为,碱性环境中失电子后结合生成锌的氢氧化物或氧化物,正确的负极反应式为或,C错误;
D.铅蓄电池充电时,阴极发生还原反应,电极反应式为,转移时,转化为,阴极质量减少,D错误;
故选B。
类型三 钢铁腐蚀类型的判断
7.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)金属的腐蚀和防护在生产生活中普遍存在。下列说法正确的是
A.当镀铜铁皮的镀层破损时,会减慢铁的腐蚀速率
B.为防护金属被腐蚀,可采取涂油脂、喷油漆、电镀、表面钝化、改变金属结构形成抗腐蚀合金等方法
C.图乙钢闸门接电源负极,称为牺牲阳极的阴极保护法
D.图甲导管内液面上升,可以验证铁的析氢腐蚀
【答案】B
【分析】判断金属腐蚀与防护时,先比较形成原电池的两种金属的活动性,再依据被保护金属是否连接外接电源判断保护方法。图甲中铁与食盐水接触,若发生吸氧腐蚀,密闭体系中的氧气被消耗,压强减小,水会进入导管;图乙中钢闸门与外接电源负极相连,钢闸门为阴极而受到保护。
【详解】A.铜比铁不活泼,镀铜层破损后,铁、铜和电解质溶液形成原电池,铁作负极,腐蚀速率加快,A错误;
B.涂油脂、喷油漆和电镀可隔绝金属与腐蚀环境,表面钝化可形成致密保护膜,制成抗腐蚀合金可提高耐腐蚀性,这些均为金属防护方法,B正确;
C.图乙中钢闸门接外接电源负极,钢闸门作阴极,辅助电极接电源正极,该方法为外加电流的阴极保护法,不是牺牲阳极的阴极保护法,C错误;
D.图甲中导管末端插入水中,导管内液面上升说明密闭试管内气体被消耗、压强减小,可验证铁的吸氧腐蚀;析氢腐蚀会生成气体,不能用该现象验证,D错误;
故选B。
8.(25-26高二上·重庆·阶段检测)长期航行在海水中的船体易被腐蚀,利用下图装置模拟船体的电化学防护。下列说法正确的是
A.船体在海水中主要发生析氢腐蚀
B.船体发生腐蚀时,负极的电极反应式为:
C.为减缓船体的腐蚀,开关K置于M处时,X可为碳棒
D.为减缓船体的腐蚀,开关K置于N处时,X可为碳棒
【答案】D
【详解】A.海水呈弱碱性,船体在海水中主要发生吸氧腐蚀,而非析氢腐蚀,A错误;
B.船体发生腐蚀时,负极失去电子生成,电极反应式为,B错误;
C.开关置于处时,为牺牲阳极的阴极保护法,的活泼性需强于才能保护船体,碳棒活泼性弱于,会加快船体腐蚀,C错误;
D.开关置于处时,为外加电流的阴极保护法,船体连接电源负极作阴极被保护,连接电源正极作阳极,可使用惰性电极碳棒,D正确;
故选D。
9.(26-27高二上·河北沧州·阶段检测)为延长某输电铁塔的使用寿命,工作人员采用了多种防腐措施。下列相关说法正确的是
A.在潮湿的空气中钢铁易生锈主要是因为发生了化学腐蚀
B.铁塔上焊接锌块,锌块发生还原反应保护铁塔
C.将铁塔与电源负极相连,可有效避免铁塔被氧化
D.酸雨环境中,铁塔易发生吸氧腐蚀
【答案】C
【详解】A.在潮湿的空气中,钢铁中的铁和碳构成原电池的两个电极,主要发生电化学腐蚀,并非化学腐蚀,A错误;
B.铁塔上焊接锌块为牺牲阳极的阴极保护法,锌活泼性强于铁,锌作负极失电子发生氧化反应,B错误;
C.将铁塔与电源负极相连为外加电流的阴极保护法,铁塔作阴极被保护,可有效避免其失电子被氧化,C正确;
D.酸雨环境中酸性较强,铁塔易发生析氢腐蚀,吸氧腐蚀多发生在中性、弱酸性或碱性环境中,D错误;
故选C。
类型四 钢铁腐蚀的防护
10.(25-26高二上·山西朔州·期末)研究金属的腐蚀与防护在生产和生活中具有重要意义。某兴趣小组设计如图所示的实验装置,模拟研究钢件在海水中的腐蚀与防护。下列说法错误的是
A.不闭合开关,钢件发生吸氧腐蚀
B.若X为锌电极,闭合K3,钢件的腐蚀减慢
C.若X为碳电极,闭合K2,钢件的腐蚀加快
D.若X为碳电极,闭合K1,X电极附近有气泡产生
【答案】C
【分析】只闭合K1,构成电解池,钢件作阳极,钢件被腐蚀;只闭合K2,构成电解池,钢件作阴极,钢件被保护;只闭合K3,构成原电池。
【详解】A.插入海水中的钢件直接和溶解在海水中的氧气反应生成铁锈发生吸氧腐蚀,A正确;
B.若X为锌电极,闭合K3,形成原电池,锌作负极失电子,钢件作正极得电子被保护,B正确;
C.闭合K2,钢件作阴极,被保护,C错误;
D.若X为碳电极,闭合K1,钢件作阳极,碳作阴极,X电极主要发生的反应是,D正确;
故选C。
11.(25-26高二上·陕西西安·期末)下列铁制品防护的装置或方法中,不能达到防护目的的是
A.外加电流
B.牺牲阳极
C.表面镀铜
D.制成不锈钢
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.图中钢铁制品与直流电源的正极相连,作阳极,发生氧化反应:,会加快铁的腐蚀,不能达到防护目的。采用外加电流的阴极保护法时,应将钢铁制品接电源负极、惰性电极接电源正极,A错误;
B.镁比铁活泼,两者通过导线连接后,镁作负极,发生氧化反应:。电子从镁沿导线流向钢铁输水管,输水管作正极受到保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,B正确;
C.图中铜片接电源正极,铁制镀件接电源负极,以溶液作电镀液。铜片作阳极,电极反应为;铁制镀件作阴极,电极反应为,铜在镀件表面形成镀层,阻止铁与水、氧气接触,能达到防护目的,C正确;
D.向钢中加入铬、镍等元素制成不锈钢,可提高其抗腐蚀能力,能达到防护目的,D正确;
故选A。
12.(25-26高二上·湖南岳阳·期末)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生腐蚀,利用如图装置模拟船体的电化学防护。下列说法错误的是
A.船体在海水中主要发生吸氧腐蚀
B.船体发生腐蚀时,负极反应式为
C.若X为碳棒,为减缓船体的腐蚀,开关K应置于M处
D.若X为碳棒,开关K置于N处,该防护法称为外加电流法
【答案】C
【详解】A.海水呈弱碱性,钢铁船体在海水中构成原电池,主要发生吸氧腐蚀,A正确;
B.船体发生腐蚀时铁作负极,失去电子生成,负极反应式为,B正确;
C.若X为碳棒,开关K置于M处时构成原电池,铁的活泼性强于碳,钢铁船体作负极,会加快腐蚀,无法减缓船体腐蚀,C错误;
D.若X为碳棒,开关K置于N处时构成电解池,钢铁船体连接电源负极作阴极被保护,该防护法称为外加电流法,D正确;
故选C。
1.(25-26高二上·湖南张家界·期末)在实际生产中为了保护水体(显弱碱性)中的钢铁设施,通常如下图所示将其与金属Zn用导线连接,形成原电池。下列说法正确的是
A.Zn为负极,得到电子
B.水体中的阳离子会向Zn电极移动
C.金属Zn用更不活泼的Cu代替效果更好
D.正极发生的反应为:
【答案】D
【详解】A.Zn活泼性强于Fe,形成原电池时Zn作负极,负极发生失电子的氧化反应,并非得到电子,A错误;
B.原电池中阳离子向正极移动,该装置正极为钢铁设施,Zn为负极,因此阳离子向钢铁电极移动,B错误;
C.若用Cu代替Zn,Cu活泼性弱于Fe,此时Fe作负极,会加快钢铁设施的腐蚀,无法起到保护作用,C错误;
D.水体显弱碱性,正极上得电子发生还原反应,反应式为,D正确;
故选D。
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)文物的保护和修复工作与化学密切相关。出土的锡青铜文物常有疏松的铜锈覆盖表面,下列说法正确的是
A.在自然环境中,锡青铜中的锡不能对铜起保护作用
B.在潮湿土壤中,铜锈形成过程中主要发生析氢腐蚀
C.文物修复过程中可用稀硝酸酸浸法除去
D.将锡青铜器与低压电源负极相连后锡青铜器可受到保护
【答案】D
【详解】A.锡的金属活动性强于铜,锡青铜形成原电池时锡作负极被氧化,铜作正极被保护,锡可对铜起保护作用,A错误;
B.铜的金属活动性弱于氢,且潮湿土壤多为中性或弱酸性,铜锈形成过程中主要发生吸氧腐蚀,不会发生析氢腐蚀,B错误;
C.稀硝酸具有强氧化性,不仅能与反应,还会腐蚀锡青铜基体,不能用稀硝酸酸浸除铜锈,C错误;
D.将锡青铜器与低压电源负极相连,作电解池的阴极,属于外加电流的阴极保护法,可保护锡青铜器不被腐蚀,D正确;
故选D。
3.(26-27高二上·河南·阶段检测)用如图所示的装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,得到具支锥形瓶中压强随时间变化的曲线以及溶解氧(DO)随时间变化的曲线如下:
下列说法错误的是
A.整个过程中,负极电极反应为
B.压强增大主要是因为产生了
C.pH=4.0时,正极发生了吸氧腐蚀
D.溶液pH=2.0时,正极反应只有
【答案】D
【详解】A.铁与碳粉形成原电池,Fe作负极发生氧化反应,电极反应为,A正确;
B.时酸性较强,析氢腐蚀生成,产气的增压效应超过耗氧的降压效应,导致压强增大,B正确;
C.时瓶内压强减小,且溶解氧浓度随时间下降,说明正极消耗,发生了吸氧腐蚀,C正确;
D.时溶解氧浓度仍不断降低,说明正极同时发生吸氧腐蚀,反应还有,并非只有析氢反应,D错误。
4.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)当一块钢板暴露在潮湿空气中时,钢板表面的氧化物钝化膜或油漆等保护膜上若有小孔(图a),往往会引起严重的腐蚀,同样,用铆钉结合的两块钢板(图b),若接触面不严密而留有隙缝,同样会引起类似腐蚀,腐蚀原理如下图所示。
下列说法不正确的是
A.Fe基体为负极,电极反应为:
B.N处电势比M处高
C.铁锈区附近的水膜显碱性
D.当铁锈区生成时,外电路转移6 mol电子
【答案】D
【分析】钢板在潮湿空气中发生吸氧腐蚀。小孔或隙缝内部氧气补充较困难,图a中孔蚀区的M处铁失去电子,发生,形成负极区;外侧N处附近的溶解氧得到电子,发生,形成正极区。电子由M处经金属导体流向N处,水膜提供离子导电的通路。
【详解】A.钢板发生吸氧腐蚀时,Fe基体中的铁失去电子生成,发生氧化反应,作负极,电极反应为,A正确;
B.M处为铁失去电子的负极区,N处为氧气得到电子的正极区,原电池正极电势高于负极,因此N处电势比M处高,B正确;
C.铁锈区附近的溶解氧得到电子,发生正极反应,生成的使附近水膜显碱性,C正确;
D.负极反应为,每消耗1 mol铁,通过外电路转移2 mol电子。随后发生和,其中铁元素由+2价升高到+3价的电子转移不经过外电路。按铁原子守恒,生成所消耗铁的物质的量为,故外电路转移电子的物质的量为,D错误;
故选D。
5.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)对金属腐蚀的研究意义重大,以铁为例进行研究。
(1)取两段长约3cm的纯铁丝,用砂纸擦光,其中一段在a端裹紧纯锌皮,另一段在c端缠紧铜丝。在A、B两个培养皿中各加入混有饱和食盐水的琼脂溶液,滴入5~6滴酚酞溶液和溶液。将两段铁丝分别置于两培养皿中,如图1所示。
实验过程中,最先出现蓝色的是_______(选填“a、b、c、d”中的一个或多个字母)端;_______(选填“A”或“B”)中的铁丝被保护,这种防止金属腐蚀的方法常用于船舶外壳、锅炉内壁的保护上,称为____________法。
(2)用图2所示装置及盐酸进行铁的电化学腐蚀实验探究,测得不同初始值条件下(酸均足量),三颈烧瓶中溶解氧(单位体积溶液中溶解氧气的质量)随时间变化关系的曲线如图3,初始条件下三颈烧瓶中压强随时间变化关系如图4。
下列说法正确的是______(填字母代号)。
A.整个过程中,负极电极反应式为:
B.反应相同时间,溶解氧随着溶液酸性减弱而减少
C.酸性条件下只能发生析氢腐蚀,不能发生吸氧腐蚀
(3)①甲同学对图4中压强变化的原因进行了分析:导致压强增大的原因是,导致压强减小的原因是发生______(写电极反应方程式)。
②乙同学认为压强变化的原因也可能是发生了化学腐蚀:铁和盐酸反应产生氢气,导致压强增大;____________,导致压强减小。
(4)据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。下列措施中不能防止金属被腐蚀的有______(填字母代号)。
A.钢铁部件表面进行发蓝处理 B.将钢管用导线与碳棒连接
C.将钢闸门与外接电源正极相连 D.自行车钢圈镀铬
E.将钢管用导线与锌块连接 F.把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢
【答案】(1) d A 牺牲阳极法
(2)B
(3) 生成的消耗了氧气
(4)BC
【详解】(1)出现蓝色是因为与溶液反应生成了蓝色沉淀,在A、B两个培养皿中,都构成了原电池,但是A中锌比铁活泼而作负极,b端铁丝作正极被保护,不易被腐蚀。B中铁比铜活泼而作负极,d端铁丝被氧化成,所以实验过程中,最先出现蓝色的是d端,A中铁丝被保护,这种利用原电池原理保护金属不被腐蚀的方法称为牺牲阳极法。
(2)A.图2所示三种情况都是盐酸与铁进行的电化学腐蚀实验,整个过程中,负极反应都是:,所以A不正确;
B.由图3所示三种情况,纵坐标DO都会随着反应进行而减小,但是比较三条曲线,横坐标相同时,纵坐标(溶解氧DO)随溶液酸性减弱而减小,所以B正确;
C.由图4可知,pH=2条件下,盐酸和铁进行的电化学腐蚀中气体压强随时间的变化曲线中,压强先增大,是发生了析氢腐蚀,产生氢气,后来压强变化不大,可能是析氢腐蚀和吸氧腐蚀的影响互相抵消,再后来压强减小,主要是吸氧腐蚀,所以C不正确;
故选B。
(3)①导致压强减小的原因是发生了吸氧腐蚀,电极方程式为:。
②生成的消耗了氧气,导致压强减小。
(4)A.钢铁部件表面发蓝处理是表面形成以为主要成分的致密薄膜,阻止内部再被腐蚀,A不合题意;
B.钢管用导线和碳棒相连,形成了原电池,铁棒作负极,失去电子被腐蚀,不能防止腐蚀,故B符合题意;
C.将钢闸门与电源正极相连,钢闸门作了电解池的阳极,加快了腐蚀速率,C符合题意;
D.自行车钢圈镀铬,镀铬层在钢圈表面形成一层致密、稳定且具有自修复能力的薄膜,防止了钢铁、空气、潮湿环境之间的反应,阻止了钢铁的腐蚀,D不合题意;
E.钢管用导线与活泼金属锌相连时构成了原电池,此时钢铁作正极被保护,E不合题意;
F.制成不锈钢,可防止钢铁被腐蚀,F不合题意;
故选B、C。
1.(2026·广东·高考真题)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.
【答案】A
【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。
2.(2025·全国卷·高考真题)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是
A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:
B.铁发生腐蚀生锈的反应:
C.铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:
D.安装锌块保护船舶外壳,铁电极上发生的反应:
【答案】A
【详解】A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀,负极是Fe,电极反应式为,故A正确;
B.铁腐蚀生锈的产物应为Fe2O3·xH2O,故B错误;
C.发蓝处理形成的是Fe3O4氧化膜,且反应条件与产物不符,故C错误;
D.安装锌块保护船舶外壳,属于牺牲阳极保护法,铁作为阴极,铁电极上可能是O2得电子发生还原反应,非Fe3+被还原,故D错误;
故选A。
3.(2024·广东·高考真题)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是
A.钢铁外壳为负极 B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法 D.锌发生反应:
【答案】D
【分析】钢铁外壳镶嵌了锌块,由于金属活动性Zn>Fe,即锌块为负极,钢铁为正极,形成原电池,Zn失去电子,发生还原反应,,从而保护钢铁,延缓其腐蚀。
【详解】A.由于金属活动性Zn>Fe,钢铁外壳为正极,锌块为负极,故A错误;
B.Zn失去电子,发生氧化反应,,镶嵌的锌块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,故B错误;
C.由分析得,该方法为牺牲阳极的阴极保护法,故C错误;
D.Zn失去电子,发生氧化反应:,故D正确;
故选D。
4.(2024·湖北·高考真题)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
【答案】D
【详解】A.发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,可在金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防锈,A不符合题意;
B.阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B不符合题意;
C.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(金属或非金属元素)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,C不符合题意;
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;
故答案选D。
5.(2024·浙江·高考真题)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成和,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,溶液变大
C.铁电极上的电极反应式为:
D.每生成标准状况下,消耗
【答案】C
【详解】A.氨水浓度越大,越容易生成,腐蚀趋势越大,A正确;
B.腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=+H2↑+2H2O+2OH-,有OH-离子生成,溶液变大,B正确;
C.该电化学腐蚀中Zn作负极,Fe作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,铁电极上的电极反应式为:,C错误;
D.根据得失电子守恒,每生成标准状况下,转移电子数为,消耗,D正确;
故选C。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司1 / 10
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$