分層作業7金屬的腐蝕與防護1234567891011121314A級必備知識基礎練1.下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是(

)A.金屬被腐蝕的本質是M+nH2O═M(OH)n+B.馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時,首先是鍍層被氧化C.金屬在一般情況下發生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕D.常溫下,置于空氣中的金屬主要發生化學腐蝕C解析

金屬腐蝕包括化學腐蝕和電化學腐蝕,其本質為M-ne-═Mn+,A錯誤;鍍錫鐵鍍層破損后Sn、Fe構成原電池,鐵先被腐蝕,主要發生反應Fe-2e-═Fe2+,B錯誤;常溫下,置于空氣中的金屬主要發生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕,難以和非金屬單質等反應發生化學腐蝕,C正確,D錯誤。12345678910111213142.2024年的奧運會將在法國巴黎舉行,沙灘排球比賽場地將設在埃菲爾鐵塔前的戰神廣場,埃菲爾鐵塔為鋼鐵結構,使用了250萬個鉚釘和近兩萬塊鐵片,以下說法不正確的是(

)A.連接鐵片的鉚釘應該用銅質的B.為了減緩鋼鐵生銹,工人們在鐵塔表面涂上一層特制的油漆C.巴黎的氣候比較潮濕,比干燥的環境更易引起鋼鐵的生銹D.可以在鐵塔上鑲嵌鋅片,減慢鋼鐵的腐蝕速率A1234567891011121314解析

連接鐵片的鉚釘若用銅質的,由于鐵比銅的性質活潑,銅為原電池正極,鐵為原電池負極,會導致鐵制品本身被腐蝕,故A錯誤;在鐵塔表面涂上一層特制的油漆,可以隔絕空氣中的氧氣,能有效保護金屬,故B正確;潮濕環境比干燥環境更易引起鋼鐵的吸氧腐蝕,故C正確;在鐵塔上鑲嵌鋅片,利用的是犧牲陽極保護法,鐵為原電池的正極被保護,鋅為原電池負極,因此能夠減慢鋼鐵的腐蝕速率,故D正確。12345678910111213143.(2023江蘇南通高二期末統考)保護鋼鐵有利于節約資源、保護環境,下列鋼鐵的保護方法中不正確的是(

)A.鐵柵欄上涂上油漆

B.鐵閘與直流電源正極相連C.輪船底部焊接鎂塊

D.家用鐵鍋水洗后及時擦干B解析

鐵柵欄上涂上油漆可以防止鐵與碳形成原電池,有利于減緩鐵柵欄的腐蝕,保護方法正確,故A不符合題意;與直流電源正極相連的鐵閘為電解池的陽極,會加快鐵閘的腐蝕,保護方法不正確,故B符合題意;輪船底部焊接鎂塊,鐵、鎂在溶液中形成原電池,鎂為原電池的負極被損耗,鐵為正極被保護,保護方法正確,故C不符合題意;家用鐵鍋水洗后及時擦干可以防止鐵與碳形成原電池,有利于減緩鐵鍋的腐蝕,保護方法正確,故D不符合題意。12345678910111213144.下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是(

)A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖b中,開關與M斷開而連接N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的B1234567891011121314解析

題圖a中,液面處氧氣的濃度大且與海水接觸,故在液面處鐵棒腐蝕最嚴重,A錯誤;題圖b中,開關與M斷開而連接N時,由于Zn比Cu活潑,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小,B正確;題圖c中,接通開關后,形成原電池,Zn腐蝕速率增大,H+在Pt電極上放電產生H2,C錯誤;題圖d中,干電池自放電腐蝕是由NH4Cl產生的H+得電子引起的,D錯誤。12345678910111213145.我國有多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象,在鐵帽上加鋅環能有效防止鐵帽的腐蝕,防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.通電時,鋅環是陽極,發生氧化反應B.通電時,陰極上的電極反應為2H2O+2e-═H2↑+2OH-C.斷電時,鋅環上的電極反應為Zn2++2e-═ZnD.斷電時,仍能防止鐵帽被腐蝕C解析

鋅環與電源的正極相連,為陽極,陰極水電離產生的H+放電生成H2,A、B均正確;斷電時,Zn比鐵活潑,為負極,電極反應為Zn-2e-═Zn2+,鐵仍受到保護,C錯誤,D正確。12345678910111213146.下列情形中,相同材質的鐵最不易被腐蝕的是(

)C解析

題圖中的鐵勺和銅盆以及食醋一同構成原電池,鐵勺為原電池的負極,發生氧化反應,腐蝕較快,A項錯誤;鐵為負極、合金中的碳等材料為正極,食鹽水為電解質溶液,形成原電池,鐵發生電化學腐蝕,B項錯誤;鐵球表面有銅鍍層,內部鐵不與食鹽水接觸,可以起到防腐蝕的作用,C項正確;酸雨為電解質溶液,可以和金屬鐵反應,金屬鐵發生化學腐蝕,D項錯誤。12345678910111213147.支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示。其中高硅鑄鐵為惰性輔助電極。下列有關表述不正確的是(

)A.通入保護電流使鋼管樁表面的腐蝕電流接近于零B.通電后,外電路電子從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.高硅鑄鐵的作用是作為陽極材料被損耗和傳遞電流D.該保護裝置屬于電解池C1234567891011121314解析

鋼管樁作為被保護的陰極,外加電流使得其表面腐蝕發生的電子遷移得到抑制,使其表面腐蝕電流接近于零,從而避免或減弱腐蝕的發生,故A正確;高硅鑄鐵作為陽極,電子經導線流入電源正極,再從電源負極經導線流入陰極,即被保護的鋼管樁,故B正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,不會損耗,而是由海水中的Cl-在陽極失去電子發生氧化反應,故C錯誤;用外加電流陰極保護法進行防腐,屬于電解池裝置,故D正確。【易錯提醒】解答本題應注意理解“高硅鑄鐵為惰性輔助陽極”,即相當于惰性電極,反應過程中高硅鑄鐵本身不發生反應,應該是海水中的Cl-放電發生氧化反應。12345678910111213148.某城市為了減少鋼管因銹蝕而造成的損失,擬用如圖所示方法保護埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關說法正確的是(

)A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發生吸氧腐蝕B.在潮濕的酸性土壤中金屬棒M中的電子通過導線流向鋼管C.在潮濕的酸性土壤中H+向金屬棒M移動,抑制H+與鐵的反應D.鋼管與金屬棒M也可用導線分別連接直流電源正、負極以達到減緩腐蝕鋼管的目的B1234567891011121314解析

在酸性環境下,鋼鐵主要發生析氫腐蝕,A項錯誤;金屬棒M、鋼管在酸性土壤中形成原電池,其中金屬棒M為負極,失去電子,失去的電子通過導線流向鋼管,鋼管為正極被保護,B項正確;在潮濕的酸性土壤中,存在大量H+,H+移動到正極上得電子被還原,即移動到鋼管上得電子,抑制H+與鐵的反應,C項錯誤;若鋼管與金屬棒M用導線分別連接直流電源正、負極,則鋼管為陽極,使腐蝕速率加快,D項錯誤。12345678910111213149.鐵生銹是比較常見的現象,某實驗小組為研究鐵生銹的條件,設計了如下圖所示的快速、易行的方法:首先檢查制取氧氣的裝置的氣密性,然后按上圖連接好裝置,點燃酒精燈給藥品加熱,持續加熱3min左右后,觀察到的實驗現象為:①直形管B中干燥的團狀鐵絲表面依然光亮,沒有發生銹蝕;②直形管B中潮濕的團狀鐵絲表面顏色變得灰暗,發生銹蝕;③燒杯中潮濕的團狀鐵絲表面依然光亮。試回答下列問題:1234567891011121314(1)由于與金屬接觸的介質不同,金屬腐蝕分成不同的類型,本實驗中鐵生銹屬于___________(填“化學腐蝕”或“電化學腐蝕”)。能表示其原理的電極反應為___________________________________________________。

(2)儀器A的名稱為_____________,其中裝的藥品可以是_______________,其作用是________________。

(3)由實驗可知,鐵生銹的條件為_________________。決定鐵生銹快慢的一個重要因素是_________________。

電化學腐蝕

負極:2Fe-4e-═2Fe2+,正極:2H2O+O2+4e-═4OH-球形干燥管

堿石灰(或無水CaCl2)干燥O2與O2和水接觸

氧氣的濃度

1234567891011121314解析

(1)根據題中環境可知鐵的腐蝕屬于電化學腐蝕。該過程中負極電極反應為2Fe-4e-═2Fe2+,正極電極反應為2H2O+O2+4e-═4OH-。(2)儀器A是球形干燥管,其中的藥品干燥劑可以是堿石灰或無水CaCl2,作用是干燥O2。(3)根據實驗可知,鐵生銹的條件是必須與O2和水接觸;且鐵生銹的快慢取決于氧氣濃度的大小。1234567891011121314B級關鍵能力提升練以下選擇題中有1~2個選項符合題意。10.下列關于裝置圖的說法正確的是(

)A.裝置①中K鍵閉合時,片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大B.裝置①中K鍵閉合時,片刻后可觀察到濾紙a附近變紅色C.裝置②中鐵腐蝕的速率由大到小的順序是只閉合K1>只閉合K3>只閉合K2>都斷開D.裝置③中當鐵制品上析出1.6g銅時,電源負極輸出的電子數為0.025NAB1234567891011121314解析

裝置①K鍵閉合后,形成原電池,鋅為負極,銅為正極,原電池中陰離子向負極移動,則Cl-向ZnSO4溶液移動,A項錯誤;裝置①中K鍵閉合時,a極為陰極,陰極水電離產生的H+放電生成H2,同時生成OH-能使酚酞溶液變紅,所以a附近變紅色,B項正確;Fe為陽極被腐蝕,為陰極被保護,所以鐵腐蝕的速率由大到小的順序是只閉合K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2,C項錯誤;裝置③中鐵制品上發生的反應為Cu2++2e-═Cu,析出1.6

g銅即0.025

mol

時,電源負極輸出的電子數為0.05NA,D項錯誤。123456789101112131411.一定條件下,碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下,下列說法不正確的是(

)pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2+Fe3O4Fe2O3

A.在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應為O2+4H++4e-═2H2OB.在pH<4的溶液中,碳鋼主要發生析氫腐蝕C.在pH>6的溶液中,碳鋼主要發生吸氧腐蝕D.在煮沸除氧氣的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會加快AD1234567891011121314解析

pH>14的溶液為堿性,正極反應為O2+2H2O+4e-═4OH-,故A項錯誤;pH<4的溶液為酸性溶液,碳鋼主要發生析氫腐蝕,正極反應為2H++2e-═H2↑,故B項正確;pH>6的溶液中,碳鋼主要發生吸氧腐蝕,正極反應為O2+2H2O+4e-═4OH-,故C項正確;在堿性溶液中碳鋼發生吸氧腐蝕,煮沸除氧氣后,腐蝕速率會減慢,故D項錯誤。123456789101112131412.利用如圖裝置,完成很多電化學實驗。下列有關此裝置的敘述正確的是(

)

A.若X為鎂棒,Y為NaCl溶液,開關K置于M處,鐵表面因積累大量電子而被保護B.若X為碳棒,Y為NaCl溶液,開關K置于N處,可加快鐵的腐蝕C.若X為碳棒,開關K置于M處,與海水相比,當Y為河水時,Fe腐蝕快D.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關K置于N處,可用于鐵表面鍍銅,溶液中銅離子濃度將減小A1234567891011121314解析

若X為鎂棒,Y為NaCl溶液,開關K置于M處,則構成原電池,由于金屬活動性:Mg>Fe,則Mg為負極,失去電子,被氧化變為金屬陽離子進入溶液,電子由導線經外電路流向正極Fe,鐵表面因積累大量電子而被保護,A正確;若X為碳棒,Y為NaCl溶液,開關K置于N處,裝置為電解池,X為陽極,Fe棒為陰極,鐵表面因積累大量電子而得到保護,B錯誤;若X為碳棒,開關K置于M處,當Y為河水或海水時,均構成原電池,Fe為負極,被腐蝕。由于河水中離子濃度比海水小,溶液導電能力弱,因此相對海水,Fe在河水中腐蝕要慢些,C錯誤;若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關K置于N處,裝置為電解池,Cu為陽極,被氧化變為Cu2+進入溶液,在陰極Fe上,溶液中的Cu2+得到電子被還原,因此可用于鐵表面鍍銅,但溶液中Cu2+濃度不變,D錯誤。123456789101112131413.某同學利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護條件{已知Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍色沉淀}。下列說法不合理的是(

)A.①區Cu電極上產生氣泡,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出現藍色沉淀,Fe被腐蝕B.②區Cu電極附近滴加酚酞后變成紅色,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現藍色沉淀,Fe被腐蝕C.③區Zn電極的電極反應為Zn-2e-═Zn2+,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出現藍色沉淀,Fe被保護D.④區Zn電極的電極反應為2H2O+2e-═H2↑+2OH-,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現藍色沉淀,Fe被腐蝕A1234567891011121314解析

①區發生吸氧腐蝕,Cu為正極,電極反應為O2+2H2O+4e-═4OH-,Cu電極上不產生氣泡,A項錯誤;②區Cu為陰極,電極反應為2H2O+2e-═

H2↑+2OH-,Cu電極附近溶液堿性增強,滴加酚酞后變成紅色,Fe為陽極,被腐蝕,電極反應為Fe-2e-═Fe2+,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現藍色沉淀,B項正確;③區Zn為負極,電極反應為Zn-2e-═Zn2+,Fe為正極,被保護,C項正確;④區Zn為陰極,電極反應為2H2O+2e-═H2↑+2OH-,Fe為陽極,被腐蝕,電極反應為Fe-2e-═Fe2+,Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現藍色沉淀,D項正確。1234567891011121314C級學科素養拔高練14.鐵是用途最廣的金屬材料之一,但生鐵易生銹。請討論電化學實驗中有關鐵的性質。(1)①某原電池裝置如下圖所示,右側燒杯中的電極反應為_____________,左側燒杯中的c(Cl-)____________(填“增大”“減小”或“不變”)。

2H++2e-═H2↑增大

1234567891011121314②已知下列甲、乙兩裝置的總反應均為Fe+H2SO4═FeSO4+H