（课时作业）第四章 03 第三节 金属的腐蚀与防护-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第三节　金属的腐蚀与防护 题组一　金属的腐蚀与防护 1.[2025·河北保定高二联考] 下列关于金属的腐蚀与防护的说法错误的是 (　) A.钢铁放置在潮湿空气中主要发生电化学腐蚀 B.镀锌铁利用的是牺牲阴极法保护铁制品 C.室外健身器材涂油漆等保护层可有效防止铁被腐蚀 D.钢闸门接外加电源的负极可防止钢闸门被腐蚀 2.下列铁制品防护的装置或方法中,不正确的是 (　) A.外加电流法 B.牺牲阳极法 C.涂防锈漆 D.制成不锈钢 3.2024年5月12日,由我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂——海葵一号”在山东青岛离港启运,其钢铁外壳镶嵌锌块以减缓腐蚀。下列有关说法不正确的是 (　) A.该法为牺牲阳极法 B.生铁比纯铁更易腐蚀与电化学腐蚀有关 C.锌为原电池的正极,发生反应:Zn-2e-Zn2+ D.镶嵌的锌块需要定期检查、更换 4.[2025·福建莆田一中高二月考] 将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是 (　) A.阴极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 5.下列有关做法与化学原理不相匹配的是 (　) 选项 做法 化学原理 A 电热水器内胆连接镁棒防止腐蚀 牺牲阳极法 B 合成氨工厂运用电化学方法使金属表面钝化,防止反应塔腐蚀 被保护金属与外加电源正极相连,使金属发生钝化 C 化工厂中盛装酸性溶液的铁管道与电源的负极相连 外加电流法 D 铁粉和生石灰常用作袋装食品的抗氧化剂 能够吸收氧气防止食品腐坏 6.将铜丝缠绕在铁钉上,进行如图所示的实验,下列对实验现象的解释不合理的是 (　) A.向铜丝周围滴加两滴酚酞溶液出现红色: 2H2O+2e-H2↑+2OH- B.铁钉溶解:Fe-2e-Fe2+ C.向铁钉周围滴加两滴铁氰化钾溶液,出现蓝色:Fe2++K++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓ D.一段时间后会出现白色沉淀:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 题组二　金属腐蚀与防护的探究 7.关于探究生铁的锈蚀实验,下列分析不正确的是 (　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 A.①中,NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 B.②中,生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少电解质溶液 C.③中正极反应:O2+4e-+2H2O4OH- D.对比①②③,说明苯能隔绝O2 8.某学习小组按如图所示装置探究金属电化学腐蚀与防护的原理,下列说法正确的是 (　) A.相同条件下,若X为食盐水,K分别连接B、C时,前者铁棒的腐蚀速度更慢 B.若X为模拟海水,K未闭合时铁棒上E点表面铁锈最多 C.若b为正极,K连接A时,铁棒防腐的方式称为牺牲阳极法 D.若在X溶液中预先加入适量的KSCN溶液,可有效提升铁棒腐蚀或防腐的观察效果 9.将分别缠有铜丝和锌皮的铁钉放入图中表面皿,一段时间后,下列说法错误的是 (　) A.图甲中铜丝上的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH- B.图甲中会出现蓝色和红色两种颜色 C.图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀,为阴极保护法 D.图甲和图乙均发生吸氧腐蚀 10.为研究金属的电化学腐蚀机理,某小组同学采用传感器设计如图所示装置。下列说法不正确的是 (　) A.炭粉作正极 B.负极电极反应式:Fe-2e-Fe2+ C.若压强传感器显示压强升高,则以吸氧腐蚀为主 D.若将炭粉换成锌粉,则Fe可被保护 11.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和K3[Fe(CN)6]溶液混合溶液的培养皿中,经过一段时间后,下列说法中正确的是(提示:Fe2+遇K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀) (　) A.Ⅰ附近产生黄绿色气体 B.Ⅱ附近铁受保护而几乎不被腐蚀 C.Ⅲ附近开始时无明显现象 D.Ⅳ附近很快出现蓝色沉淀 12.研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。 (1)图甲为探究钢铁吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验,发现导管中水柱上升缓慢,下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有　　　　(填字母)。  A.用纯氧气代替具支试管内空气 B.用酒精灯加热具支试管以提高温度 C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末并加入少许食盐水 D.将玻璃导管换成更细的导管,水中滴加红墨水 (2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示,根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐　　　　(填“加快”“减慢”或“不变”),你认为影响钢铁腐蚀的因素为　　　　　　　　　　　　　　。  时间/min 1 3 5 7 9 液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2 (3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表中空白: 实验操作 实验现象 实验结论 向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液 a点附近溶液出现红色 a点电极反应为     一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液 b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为Fe-2e-Fe2+ (4)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中,一定条件下,Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜,试写出该阳极的电极反应: 　 。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节　金属的腐蚀与防护 1.B　[解析] 钢铁在潮湿空气中表面形成电解质溶液,构成微电池,发生电化学腐蚀,A正确;镀锌铁中锌比铁活泼,锌作为负极发生氧化反应被腐蚀,保护铁,应为“牺牲阳极法”,B错误;涂油漆隔绝金属与氧气、水接触,属于物理防护,C正确;钢闸门接外加电源的负极,作为阴极被保护,属于外加电流法,D正确。 2.A　[解析] A项为外加电流法,被保护金属钢制管桩应与电源负极相连,故A错误;B项中镁通过导线与钢铁输水管相连,镁比铁活泼,可保护钢铁输水管不被腐蚀,此为牺牲阳极法,故B正确;C项中涂防锈漆,可以隔绝氧气和水,从而保护铁制品不被腐蚀,故C正确;D项中制成不锈钢可以起到防护作用,故D正确。 3.C　[解析] 锌块为负极,发生失电子的氧化反应,正极的钢铁外壳被保护,该法为牺牲阳极法,A项正确;生铁含有杂质,在潮湿环境易形成微小原电池,发生电化学腐蚀,比纯铁更易腐蚀,B项正确;锌为原电池的负极,发生反应:Zn-2e-Zn2+,C项错误;镶嵌的锌块易失电子转化为Zn2+,故需要定期检查、更换,D项正确。 4.C　[解析] 该装置为原电池原理的金属防护措施,为牺牲阳极法,金属M作负极,钢铁设施作正极,阴极的钢铁设施实际作原电池的正极,正极金属被保护不失电子,A错误;阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出极,原电池中负极金属比正极金属活泼,故M活动性比Fe的活动性强,B错误;金属M失电子,电子经导线流入钢铁设施,从而使钢铁设施表面积累大量电子,金属自身不再失电子从而被保护,C正确;海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,则钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中的快,D错误。 5.D　[解析] 电热水器内胆连接镁棒,金属镁活泼作负极,内胆作正极,可起到防止腐蚀的作用,属于牺牲阳极法,故A正确;电化学方法使金属表面钝化,则金属要被氧化,故被保护金属与外加电源正极相连,使金属发生钝化,达到防止反应塔腐蚀的目的,故B正确;铁管道与外接电源的负极相连作阴极,阴极的电极材料不参加反应,故外加电流法能防止铁管道被腐蚀,故C正确;生石灰(氧化钙的俗称)不能吸收氧气,不能用作抗氧化剂,故D错误。 6.A　[解析] 缠绕铜丝的铁钉在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀,铜丝为正极,氧气在正极得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-, A项错误;铁钉发生吸氧腐蚀,铁钉作负极发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,B项正确;铁钉溶解产生Fe2+,Fe2+遇到铁氰化钾出现蓝色沉淀,离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓,C项正确;根据铁的吸氧腐蚀,负极产生的Fe2+和正极产生的OH-不共存,能生成Fe(OH)2白色沉淀,离子方程式为Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,D项正确。 7.D　[解析] ①是密闭体系,NaCl溶液中溶解的O2较少,不足以使生铁片明显锈蚀,故A正确;苯属于非电解质,②中无电解质溶液,不满足电化学腐蚀的条件,故B正确;根据③中现象,铁在中性环境中发生吸氧腐蚀,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,故C正确;对比①②③,根据现象可知,③中观察到明显锈蚀,即③中发生吸氧腐蚀,说明苯不能隔绝O2,故D错误。 8.B　[解析] 相同条件下,若X为食盐水,K连接B时,石墨作正极,Fe作为负极被腐蚀;K连接C时,Zn作负极,Fe作正极被保护,所以后者铁棒的腐蚀速度更慢,故A错误。E点(界面处)氧气浓度较大,生成的OH-浓度最大,而Fe (OH)2经氧化才形成铁锈,所以是E点铁锈最多,故B正确。牺牲阳极法无外加电流,若b为正极,K连接A时,铁棒成为电解池的阳极,加速腐蚀速率,故C错误;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀,可通过观察沉淀量的多少判断铁棒腐蚀或防腐的效果,应加K3[Fe(CN)6]溶液,Fe2+遇KSCN溶液无明显现象,故D错误。 9.C　[解析] 图甲中Fe比Cu活泼,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Cu作正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,故A正确;Fe2+遇铁氰化钾变蓝,正极生成的OH-遇酚酞变红,故B正确;图乙中Zn比Fe活泼,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,Fe作正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,图乙中的锌皮保护铁钉未发生腐蚀,为牺牲阳极法,故C错误;图甲和图乙均发生吸氧腐蚀,故D正确。 10.C　[解析] 如图所示装置中,炭粉作正极,铁作负极,负极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+,故A、B正确;压强传感器显示压强升高,则装置内有气体生成,应是以析氢腐蚀为主,故C错误;由于金属活泼性:Zn>Fe,故将炭粉换成锌粉时,Zn为负极,失去电子,发生氧化反应,从而使铁得到保护,故D正确。 11.C　[解析] 左图中,Zn为阴极,Fe为阳极,溶液中H2O电离产生的H+在Ⅰ处得电子,Ⅰ附近产生氢气,为无色气体,故A错误;Ⅱ附近铁失电子生成亚铁离子,铁被腐蚀,故B错误;第二个装置是原电池,Zn为负极,失电子生成锌离子,所以开始时,Ⅲ附近无明显现象,故C正确; Fe为正极,溶液中没有亚铁离子,不会出现蓝色沉淀,故D错误。 12.(1)ACD (2)减慢　氧气的浓度 (3)O2+4e-+2H2O4OH- (4)3Fe-8e-+4H2OFe3O4+8H+ [解析] (1)用纯氧气代替试管内空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,故A正确;用酒精灯加热试管以提高温度,试管内气体因受热压强增大,不能更快、更清晰地观察到液柱上升,故B错误;将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末,增大反应物的接触面积,反应速率加快,故C正确;换成更细的导管,水中滴加红墨水,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,故D正确。 (2)1~3 min、3~5 min、5~7 min、7~9 min时间段内液柱上升高度分别为1.3 cm、0.9 cm、0.7 cm、0.5 cm,则铁腐蚀的速率逐渐减慢;由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应,反应过程中不断消耗氧气,容器内氧气的浓度不断减小,反应速率逐渐减慢,相同时间段内液柱上升的高度逐渐减小。 (3)向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液,a点附近溶液出现红色,说明a点电极有OH-生成,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-。 (4)Fe置于H2SO4溶液中作阳极,Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜,阳极反应式为3Fe-8e-+4H2OFe3O4+8H+。 学科网（北京）股份有限公司 $