第三節金屬的腐蝕與防護基礎鞏固1.下列有關金屬腐蝕的說法中正確的是()。A.金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質溶液進行化學反應而損耗的過程B.電化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發生化學反應而損耗的過程C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負極吸收氧氣,產物最終轉化為鐵銹D.金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕都是金屬原子失電子被氧化答案:D解析:金屬腐蝕的本質是金屬原子失電子被氧化,腐蝕的內因是金屬的化學性質比較活潑,外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質接觸,金屬腐蝕包括化學腐蝕和電化學腐蝕,A項錯誤;電化學腐蝕指不純金屬發生原電池反應而損耗的過程,不需要外加電流,B項錯誤;鋼鐵腐蝕更普遍的是吸氧腐蝕,正極吸收氧氣,負極鐵被氧化,C項錯誤。2.下列有關金屬防護的說法中正確的是()。A.常使用的快餐杯表面有一層搪瓷,搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后,鐵皮的腐蝕仍很慢C.在船舶的外殼上鑲嵌鋅塊,這種保護法為犧牲陰極法D.鋼鐵中加入鎳、鉻等金屬制成不銹鋼,是因為鎳、鉻比鐵活潑,可保護鋼鐵以減緩腐蝕答案:B解析:A項中搪瓷涂層破損后,鐵與空氣直接接觸,搪瓷層不能對破損部分進行保護;B項中鍍層破損后,由于鋅的金屬性比鐵的金屬性強,與鐵構成原電池,鋅作負極,保護鐵不被腐蝕;C項的保護法屬于犧牲陽極法;D項保護法屬于改變金屬材料的組成。3.銅制品上的鋁制鉚釘,在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為()。A.形成原電池,鋁作負極B.形成原電池,銅作負極C.形成原電池時,電流由鋁流向銅D.鋁制鉚釘發生了化學腐蝕答案:A解析:電化學腐蝕與化學腐蝕的本質區別在于是否發生原電池反應。鋁制鉚釘上發生的是電化學腐蝕,鋁比銅活潑,金屬鋁作負極;電流的流動方向與電子的流動方向相反,是由銅流向鋁。4.鋼鐵發生吸氧腐蝕時,正極的電極反應式是()。A.Fe3eFe3+B.O2+2H2O+4e4OHC.Fe2eFe2+D.O2+4H++4e2H2O答案:B解析:水膜酸性很弱或呈中性時,鋼鐵發生吸氧腐蝕,負極反應為Fe2eFe2+,正極反應為O2+2H2O+4e4OH,B項正確。5.下列做法不能起防銹作用的是()。A.保留鐵制品上的鐵銹B.在鐵制品表面鍍鋅C.在金屬機械上涂油D.在車、船的表面刷油漆答案:A解析:鐵制品表面上的鐵銹疏松,不能阻止鋼鐵繼續發生腐蝕,A項措施不能起到防銹的目的;B項中采用的是鍍層保護法,C、D采用的是涂層保護法,都屬于表面覆蓋保護層法,隔絕金屬直接與空氣、水等的接觸,從而起到防銹的作用。6.下列做法有利于金屬防護的是()。A.鋼鐵零件表面進行發藍處理B.將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連C.菜刀切咸菜后直接放回刀架D.埋在地下的鋼管與銅管相連接答案:A解析:將鋼鐵零件的表面進行發藍處理,使其表面形成致密的氧化膜保護層,能大大增強抗腐蝕能力,A項正確;若鋼鐵閘門與直流電源的正極相連,閘門成為電解池的陽極,能加快腐蝕,B項錯誤;菜刀切咸菜后不洗凈,容易發生吸氧腐蝕,C項錯誤;鐵比銅活潑,當埋在地下的鋼管與銅管相連時,鋼管成為原電池的負極,加快了腐蝕,D項錯誤。7.利用如圖裝置進行實驗,開始時,a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時間。下列說法不正確的是()。A.a管發生吸氧腐蝕,b管發生析氫腐蝕B.一段時間后,a管液面高于b管液面C.a處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小D.a、b兩處具有相同的電極反應式:Fe2eFe2+答案:C解析:根據裝置圖可知,左邊鐵絲發生吸氧腐蝕,右邊鐵絲發生析氫腐蝕。左邊負極反應為Fe2eFe2+,正極反應為2H2O+O2+4e4OH,總反應為2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;右邊負極反應為Fe2eFe2+,正極反應為2H++2eH2↑,總反應為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,b處溶液的pH增大,C項錯誤。8.如圖所示,各燒杯中盛有相同濃度的CuSO4溶液,純鐵在其中被腐蝕得最慢的為()。答案:A解析:C項中Fe發生化學腐蝕;A項和B項均為原電池,A項中Fe為正極,被保護;B項中Fe為負極,被腐蝕;D項中Fe接電源正極作陽極,發生電解而被腐蝕。根據以上分析可知A項中鐵被腐蝕得最慢。9.關于如圖裝置說法正確的是()。A.裝置中電子移動的途徑:負極→Fe→M溶液→石墨→正極B.若M為NaCl溶液,通電一段時間后,溶液中可能有NaClOC.若M為FeCl2溶液,可以實現石墨上鍍鐵D.若M是海水,該裝置通過犧牲陽極法使鐵不被腐蝕答案:B解析:裝置中電子移動的途徑:電源的負極→Fe電極,陽極(石墨)→電源的正極,A項錯誤;若M為NaCl溶液,通電一段時間后,陽極產生Cl2,溶液中的NaOH與陽極產生的Cl2發生反應生成NaCl和NaClO,溶液中可能有NaClO,B項正確;若M為FeCl2溶液,石墨為陽極,在該電極上發生氧化反應,不可能實現石墨上鍍鐵,C項錯誤;若M是海水,該裝置是電解池,通過外加電流法使鐵不被腐蝕,不是通過犧牲陽極法,D項錯誤。10.(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中正極電極反應式為,負極發生反應。

(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用甲圖所示的方案,其中焊接在閘門上的固體材料R可以采用。

A.銅B.錫C.鋅D.石墨(3)乙圖所示方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應該與直流電源的極連接。

答案:(1)O2+2H2O+4e4OH氧化(2)C(3)負解析:(1)發生吸氧腐蝕時,正極上O2得到電子生成OH,負極上Fe失去電子發生氧化反應。(2)甲圖所示方案中,鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,鋅被腐蝕,鐵被保護,屬于犧牲陽極法。(3)乙圖所示方案屬于外加電流法,需把被保護的鐵閘門與電源的負極相連接。能力提升1.一定條件下,碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下:pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO下列說法不正確的是()。A.在pH<4的溶液中,碳鋼主要發生析氫腐蝕B.在pH>6的溶液中,碳鋼主要發生吸氧腐蝕C.在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應為4H++O2+4e2H2OD.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會減小答案:C解析:C項,在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應為2H2O+O2+4e4OH。2.(雙選)用壓強傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4的醋酸中發生腐蝕的裝置及得到的圖像如下:分析圖像,以下結論錯誤的是()。A.溶液pH≤2時,生鐵發生析氫腐蝕B.溶液pH=4時,正極電極反應式為2H2O+O2+4e4OHC.析氫腐蝕和吸氧腐蝕一樣快D.兩溶液中負極反應均為Fe2eFe2+答案:BC解析:由錐形瓶中氣體壓強變化圖像可知pH=2時,錐形瓶中氣體的壓強增大,說明生成氫氣,發生析氫腐蝕;pH=4時,錐形瓶中氣體的壓強減小,說明消耗氧氣,發生吸氧腐蝕。兩溶液中負極反應均為Fe2eFe2+,A、D項正確。溶液pH=4時,溶液顯酸性,正極電極反應式為4H++O2+4e2H2O,B項錯誤。由曲線各點切線的斜率可知消耗氧氣的速率比生成氫氣的速率大,所以吸氧腐蝕的速率大于析氫腐蝕的速率,C項錯誤。3.(雙選)下列與金屬腐蝕有關的說法不正確的是()。A.圖1中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖2中,開關由M改置于N時,CuZn合金的腐蝕速率減小C.圖3中,接通開關時,Zn腐蝕速率增大,Pt電極上放出氣體的速率增大D.圖4中,鋅錳電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的答案:AD解析:圖1中,燒杯底端的海水中含氧量比較少,鐵棒發生吸氧腐蝕的速率較小,A項錯誤;圖2中,當開關置于N時,左邊的鋅與合金形成了原電池,并且合金作正極,合金的腐蝕速率減小,B項正確;圖3中,接通開關后,形成原電池,在Pt電極上放出氫氣的速率增大,C項正確;圖4中,放電時主要是Zn與NH4Cl水解產生的H+發生電極反應引起,D項錯誤。4.糕點包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()。A.脫氧過程是吸熱反應,可降低溫度,延長糕點保質期B.脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應為Fe3eFe3+C.脫氧過程中炭粉作原電池負極,電極反應為2H2O+O2+4e4OHD.含有1.12g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336mL(標準狀況)答案:D解析:鋼鐵的吸氧腐蝕為放熱反應,A項錯誤。脫氧過程,鐵為負極,電極反應為Fe2eFe2+;炭粉作正極,電極反應為2H2O+O2+4e4OH,B、C項均錯誤。根據電極反應可得電池反應為2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,Fe(OH)2可繼續被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此可得關系式:4Fe~3O2,1.12gFe的物質的量為0.02mol,完全反應最多可吸收O20.015mol,即336mL(標準狀況),D項正確。5.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,設計了以下快速、易行的實驗步驟(夾持裝置已省略):首先檢查制氧氣裝置的氣密性,然后按圖連接好裝置,點燃酒精燈給藥品加熱,持續3min左右,觀察到的實驗現象為:①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發生銹蝕;②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。試回答以下問題。(1)由于接觸的介質不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實驗中鐵生銹屬于。能表示其原理的反應方程式為

。

(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,該類鐵生銹的條件為