鲁科版高中化学选修四1-3-3金属的腐蚀与防护(课时练)(教师版)

高中化学学习材料金戈铁骑整理制作1-3-3 金属的腐蚀与防护1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2H 2↑ B ．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C ．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D ．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀【答案】C【解析】A 中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M －n e －===M n ＋；B 选项中Sn 、Fe 构成电化学腐蚀，主要是Fe －2e －===Fe 2＋，铁先被腐蚀；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl 2、S)等反应发生化学腐蚀。

2．下列事实与电化学腐蚀无关的是( )A ．光亮的自行车钢圈不易生锈B ．黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈C ．铜、铝电线一般不连接起来作导线D ．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈【答案】A【解析】B 、C 、D 项均与原电池有关，能用电化学知识来解释，故选A 。

3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。

下列说法不正确的是( )A ．锡青铜的熔点比纯铜低B ．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快D ．生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【答案】D【解析】锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点都低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度都大，可判断A 对；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B 正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D错。

4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是()A．铁为正极B．碳为正极C．溶液中氢离子浓度不变D．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生【答案】B5．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()①Fe由＋2价转化成＋3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·x H2O⑤杂质C被氧化除去A．①②④B．③④C．①②③④D．①②③④⑤【答案】A【解析】本题考查的是金属吸氧腐蚀的原理。

铁能发生吸氧腐蚀，是由于铁所吸附的水膜中溶解了O2，不纯的Fe与之构成原电池，其中Fe为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，碳为正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，但铁中的杂质碳因性质稳定而未被氧化；又因溶液的酸性弱，H＋未发生反应生成H2，而是O2被还原生成OH－：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe由＋2价转化为＋3价，然后Fe(OH)3失水，生成铁锈Fe2O3·x H2O。

因此①②④正确。

6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。

以下说法正确的是()A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－C．原电池是将电能转变为化学能的装置D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】A【解析】从电池反应式可知，Fe失电子转变成Fe2＋，Fe为负极，A项对；正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4 OH－，B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；水面的O2浓度较水下浓度高，水面处的金属更易被腐蚀，D项错。

7．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是()A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【答案】B【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。

8．下列金属的防护方法不正确的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船体D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈【答案】B【解析】“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。

9．下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是()A．在钢铁制品表面镀一层金属锌B．将钢铁制品放置在潮湿处C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构D．将钢铁制品与电源负极相连【答案】B10．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【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。

11．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。

(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。

其中正极的电极反应式为________________________________________________________________________。

(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为________________________________________________________________________；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【答案】(1)Mg ＋2H ＋===Mg 2＋＋H 2↑ (2)2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe(3)2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －(4)Al －3e －===Al 3＋ 铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”【解析】(3)属于钢铁的吸氧腐蚀；(4)属于牺牲阳极保护法。

12．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

(1)以下为铝材表面处理的一种方法：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)。

为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。

a ．NH 3 b ．CO 2 c ．NaOH d ．HNO 3②以铝材为阳极，在H 2SO 4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________。

(3)利用右图装置，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______________________________________________________。

【答案】(1)①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋的浓度恒定(3)N牺牲阳极保护法【解析】(1)①铝与碱反应产生H2，离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；通CO2气体，可以让溶液中的[Al(OH)4]－全部转化为Al(OH)3沉淀。

②阳极材料是铝，属于活泼金属电极，电极本身参与反应，反应过程中失去电子而生成Al2O3。

电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属铝提供了氧元素，所以电极反应式为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋。

(2)电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，镀层金属的盐溶液作电解液。

(3)X为碳棒时，接M时，Fe作负极，被腐蚀；接N时，Fe作阴极，被保护。

X为Zn时，接M时，形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，属于牺牲阳极保护法。

13．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。

(1)生产中可用盐酸来除铁锈。

现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀______________(填序号)。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。

装置示意图如下：①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。