第四章　基础课时27　金属的腐蚀与防护 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第四章　基础课时27　金属的腐蚀与防护
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)金属的腐蚀
1.(8分)判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程(　　)
(2)干燥环境下，所有金属都不能被腐蚀(　　)
(3)纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀(　　)
(4)铁的电化学腐蚀负极反应为Fe－3e－===Fe3＋(　　)
2.(2024·北京房山中学高二期中)下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是(　　)
铝不易与氧气发生反应，具有很强的抗腐蚀能力
钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程
3.(2024·成都石室中学高二月考)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(　　)
向铜丝周围滴加两滴酚酞出现红色：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
铁钉溶解：Fe－2e－===Fe2＋
向铁钉周围滴加两滴铁氰化钾出现蓝色：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
一段时间后会出现白色沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
(二)腐蚀快慢的比较与判断
4.相同材质的铁在图中的四种情况下最易被腐蚀的是(　　)
(三)金属的防护
5.下列有关钢铁的电化学腐蚀及防护描述正确的是(　　)
可利用上图装置保护钢闸门
镀层破坏后，白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)的腐蚀速率更快
阴极保护法中的牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中的辅助阳极上发生的电极反应类型相同
钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
6.(2024·唐山丰润区高二期中)下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)
图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀
B级　素养培优练
7.(2024·德州一中高二月考)钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的防护方法描述不正确的是(　　)
a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应
a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极的材料可能都含有Zn
a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制流向钢铁闸门
a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法
8.(12分)Ⅰ.某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀，对教材叙述[钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性，溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀]产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。
(1)(1分)用图1所示装置进行实验：打开a________(填仪器名称)的活塞，加入1 mL溶液，测得压强随时间变化曲线如图2。
同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。
(2)(3分)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是___________________________________________________________________，
提出改进措施________________________________________________________。
改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图2绘制出改进后的曲线。
(3)(1分)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH＝4、pH＝6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)(2分)对于图3中pH＝4时，铁是否发生了腐蚀？同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同pH时装置中O2浓度随时间的变化曲线如图4。
结合实验分析：pH＝4时，压强几乎不随时间改变是因为___________________________________________________________________。
综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。
Ⅱ.拓展研究
(5)(2分)某科研机构研究海洋钢架结构桥梁腐蚀，发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区(海洋环境分区如图5)，请你解释原因___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)(2分)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌氧微生物(如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件的腐蚀，其原理如图6，已知溶液中的S2－完全转化为FeS，请写出该铁合金腐蚀的总反应_____________________________________
____________________________________________________(离子方程式)。
(7)(1分)请列举出生产生活中金属制品的防腐措施
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________(任写一点即可)。
基础课时27　金属的腐蚀与防护
1.(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
2.A　[铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能保护内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，A错误。]
3.A　[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的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－， A错误；铁钉发生吸氧腐蚀，铁钉作负极发生氧化反应的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B正确；铁钉溶解产生Fe2＋，Fe2＋遇到铁氰化钾出现蓝色的离子方程式为Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓，C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白色沉淀的离子方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，D正确。]
4.A　[A项，食醋为酸性溶液，提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属板，构成原电池的两极，形成原电池，酸性溶液中，铁是活泼金属，作负极，腐蚀快；B项，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，食盐水提供电解质环境，虽然符合原电池形成的条件，但腐蚀相对A中酸性溶液较慢；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D项，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和锌板分别作正、负极，形成原电池，铁被保护。综合上述，最易被腐蚀的是A。]
5.C　[该装置为电解池，钢闸门连接电源正极做电解池的阳极，铁失电子生成亚铁离子，加速腐蚀，不能保护钢闸门，A错误；镀层破坏后，白铁(镀锌铁)中锌的活泼性比铁的强，铁做正极被保护，马口铁(镀锡铁)中铁的活泼性比锡强，铁做负极被腐蚀，则镀层破坏后马口铁的腐蚀速率更快，B错误；牺牲阳极法是原电池原理，将被保护的金属作为正极，被保护；外加电流法是电解池原理，将被保护的金属作为阴极，被保护，都是发生还原反应，C正确；钢铁发生电化学腐蚀的负极铁单质失去电子生成亚铁离子，负极的反应式：Fe－2e－===Fe2＋，D错误。]
6.C　[潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀；干燥空气中无水，不能发生吸氧腐蚀，铁钉不易生锈，A正确；断开电源后，该装置为原电池装置，铁钉作负极，失电子被氧化，在海水中发生吸氧腐蚀，B正确；应该将钢铁闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀，防腐蚀原理为外加电流法，C错误；若金属M比铁活泼，将M与铁相连，为牺牲阳极法，可保护铁，D正确。]
7.D　[a、b以导线连接，装置即为牺牲阳极法，则辅助电极活动性应该比铁强，作负极，发生氧化反应，A正确；a、b以导线连接或以电源连接，辅助电极都是发生氧化反应，Zn比较活泼，会失去电子，B正确；通电后，被保护的钢铁闸门作阴极，辅助电极作阳极，因此通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门，使钢铁闸门得到保护，C正确；由于有外加电源，故此方法为外加电流法，D错误。]
8.(1)恒压滴液漏斗
(2)反应放热，温度升高使瓶内压强变大　在恒温装置中进行或在恒温槽中进行
(3)pH＝6时，装置中压强减小
(4)析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)
(5)在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重
(6)4Fe＋4H2O＋SO3Fe(OH)2＋FeS＋2OH－
(7)金属刷油漆(外加涂层)、制不锈钢、电化学保护法等
解析　(1)图1所示装置a仪器名称为恒压滴液漏斗。(2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中进行或在恒温槽中进行。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间变大但小于改进前；在图2绘制出改进后的曲线具体见答案。(3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH＝4、pH＝6的硫酸实验，测定压强随时间变化情况，结果如图3。同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀，其依据是：pH＝6时，装置中压强减小。(4)结合图4分析可知，pH＝4时，O2浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此分析可知发生析氢腐蚀产生H2与吸氧腐蚀消耗O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。(5)腐蚀最严重的是浪花飞溅区，原因可能为：在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重。(6)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌氧微生物(如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件的腐蚀，其原理如图6，已知溶液中的S2－完全转化为FeS，结合得失电子守恒和原子守恒写出该铁合金腐蚀的总反应：4Fe＋4H2O＋SO3Fe(OH)2＋FeS＋2OH－。