选择性必修1 4.3 金属的腐蚀与防护2 同步练习题(含解析)

中小学教育资源及组卷应用平台
第四章 第三节 金属的腐蚀与防护 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
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
B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈
D．电化学腐蚀伴有电流产生
2． 以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　)
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比软铁芯(几乎为纯铁)容易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖牌长期放置后其奖牌的表面变暗
3． 下列有关金属保护的说法中正确的是(　　)
A．快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很小
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制成的暖气管道外常涂有一层沥青，这是利用了钢铁的电化学保护法
4． 钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是(　　)
A．反应①②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
5． 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是(　　)
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
6．如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到贴近金属条一边的溶液出现粉红色，该金属条可能是(　　)
A．Cu B．Al C．Zn D．Mg
7． 下列说法中，正确的是(　　)
①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀　
②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
③锌和铁构成原电池时，铁作负极　
④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中
A．②④ B．①③
C．①②③ D．①②③④
8． 下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　)
A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－H2↑
9．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是(　　)
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
10．如图所示，各烧杯中盛海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为(　　)
A．②①③④⑤⑥　　　 B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
11．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．通电时，锌环是阴极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
12．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　)
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
B．构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
13．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
14．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。在如图所示的情境中，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
15．在潮湿的深层中性土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图Ⅰ所示，因此埋在地下的钢管常需要加以保护，使其免受腐蚀，所用装置如图Ⅱ所示。下列说法正确的是(　　)
A．图Ⅱ中钢管附近土壤的pH可能会上升
B．图Ⅰ中钢管腐蚀的含铁产物只有FeS
C．图Ⅱ中金属棒X可能为铜，可使钢管表面腐蚀电流接近于零
D．图Ⅱ中金属棒X的作用是作为损耗正极材料和传递电流
二、填空题（本题包括4个小题，共40分）
16．(8分) (1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中，该原电池的负极是_____，负极反应式为 ；正极是_______，正极反应式为 。
(2)下列装置中，能对Fe片腐蚀起防护作用的有________(填序号)。
17．(10分)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是 ；正极反应是 ；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有：__________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________(答两种方法)。
18．(10分) (1)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是 (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a. NH3 b．CO2 c. NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_____________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极材料的原因是___________________。
(3)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______________________。
19．(12分)金属由于其优良的物理化学性能，在工农业生产以及国防中大量使用。钢铁是应用最广的金属材料，但是钢铁材料的腐蚀也使我们损失惨重。因此对其的防护是十分必要的。防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：
负极：___________________________________；
正极：__________________________________。
(2)合金的性能各种各样，人们根据需要生产出种类繁多的合金材料。
请回答：①作为建筑材料的铝合金利用了该合金的哪些特性(至少回答两点)
________________________________________________________________________。
②由于人体摄入较多的Al，对人的健康有害，所以现在不主张使用铝制炊具。你认为生产炊具的材料最好是________，理由是___________________________________________。
(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能。请回答：电镀过程中，阴极是________，电解质一定含有________离子，阳极材料是________；电镀Cr时，不能使用CrO42-或Cr2O72-作为镀液，请说明原因：
________________________________________________________________________。
1．答案：D
解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，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．答案：D
解析：A项黄铜发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜；B项生铁中含较多的碳，比软铁芯在电解质作用下更容易形成原电池而生锈；C项铁质器件附有铜质配件时，接触电解质溶液，铁作负极，易被腐蚀生成铁锈；D项银质奖牌久置后表面生成硫化银而变暗，属化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。
3．答案：B
解析：A项中搪瓷层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层破损后不能起到防止铁生锈的作用，错误；B项中镀层破损后，锌与铁构成原电池，由于锌的金属性比铁的强，锌作负极，保护铁不被腐蚀，正确；C项是牺牲阳极的阴极保护法，错误；D项是用沥青作涂层的涂层保护法，错误。
4．答案：A
解析：反应①②中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。
5．答案：C
解析：A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，故选C。
6．答案：A
解析：溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成OH－导致的。
7．答案：A
解析：镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀，①说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH－，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3·nH2O表示，②说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，③说法不正确。④说法正确。故A为正确选项。
8．答案：A
解析：A选项，若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，正确；B选项，若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，B、C选项正确；若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为Fe－2e－Fe2＋，D错误。
9．答案：B
解析：Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，左端液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁钉反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁钉在干燥空气中几乎不腐蚀。
10．答案：C
解析：①是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢；②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护，②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故FeCu 原电池中Fe被腐蚀的较快；⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀；⑥是Fe接电源负极作阴极、Cu接电源正极作阳极的电解池，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
11．答案：A
解析：通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，锌失电子发生氧化反应，故A错误；铁帽为阴极，阴极上H＋得到电子生成氢气，阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正确；断电时，锌铁形成原电池，锌失电子生成Zn2＋，锌环上的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极被保护，仍能防止铁帽被腐蚀，故C、D正确。
12．答案：C
解析：铁为活泼金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3等，A正确；钢构件表面环喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等，防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，B正确；外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，C错误；不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，D正确。
13．答案：C
解析：本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。
14．答案：C
解析：根据题图知金属M失电子，为原电池的负极，钢铁设施为原电池的正极。该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。
15．答案：A
解析：题图Ⅱ中没有外加电源，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，根据原电池原理，金属棒X应作负极，金属棒X的活泼性应大于铁，才能保护钢管，使其免受腐蚀，若金属棒X是铜，则形成Fe Cu原电池，会加速铁的腐蚀；题图Ⅱ中钢管作正极，正极上H2O发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，故钢管附近土壤中的c(OH－)会增大，pH可能会上升，A正确，C错误。题图Ⅰ钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失去电子发生氧化反应生成的Fe2＋与正极周围的S2－和OH－反应分别生成FeS和Fe(OH)2，B错误。由上述分析可知，金属棒X应作负极，D错误。
16．答案：(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　C　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)cd
解析：(1)在空气酸度不大的环境中，钢铁发生吸氧腐蚀，负极是铁，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，正极是C，发生反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，(2)c是牺牲阳极的阴极保护法，d是外加电流的阴极保护法。
17．答案：(1)3、4、5、6　Fe－2e－===Fe2＋ (或2Fe－4e－===2Fe2＋)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在
(3)电镀、喷油漆等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等
解析：(1)不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，3、4、5、6发生了电化学腐蚀。负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
18．答案：(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b ②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，使电解质溶液中的Cu2＋保持不变
(3)N　牺牲阳极的阴极保护法
解析：(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH发生反应，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；使AlO转变成Al(OH)3沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3沉淀容易溶解。②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋。(3)铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，称为牺牲阳极的阴极保护法。
19．答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)①主要利用了合金的强度较高、密度小、耐腐蚀等特点
②不锈钢　不锈钢强度高、耐腐蚀，无有害健康的离子进入食物
(3)镀件　Cr3＋　纯铬
由于CrO、Cr2O均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr
解析：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)