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1、2021届高考化学考前冲刺提分训练：金属的腐蚀与防护【答案+详解、课后总结】金属的腐蚀与防护【提分训练】1在远洋轮船与接触海水的船侧和船底镶嵌一些金属M，以提高船体的抗腐蚀能力。下列说法不正确的是( )A金属M宜选择化学性质比铁稳定的银、铜等B金属M发生氧化反应C海水pH一般为7.5，正极反应为O24e2H2O=4OHD上述方法为牺牲阳极的阴极保护法答案 A解析建造船体的主要材料是钢铁，船体与弱碱性的海水接触时会发生钢铁的吸氧腐蚀，为了保护船体免受海水的腐蚀，可在与海水接触的船侧和船底镶嵌一些比铁活泼的镁、锌等金属，使活泼金属、船体与海水构成原电池，镁、锌等活泼金属发生氧化反应，船体上发生还原
2、反应(O24e2H2O=4OH)，使船体得到保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，A项错误。2使用寿命达120年的港珠澳大桥正式通车，钢铁防腐工程将起到极为重要的作用。深埋在大海里的桥墩中的钢材，在海水和水泥中的硫酸盐作用下被腐蚀，腐蚀过程中，SO24转化为HS。下列说法不正确的是( )A排尽钢筋混凝土中的空气能达到防护效果B桥墩中的硫酸盐导致钢材腐蚀时正极主要的电极反应为SO245H2O8e=HS9OHC大桥的钢结构上刷富锌油漆可以延缓其腐蚀D在此环境下桥墩钢材发生吸氧腐蚀答案 D解析排尽钢筋混凝土中的空气可有效防止形成原电池，能起到较好的防护效果，A项正确；由题意知，SO24在正极获得电子转
3、化为HS，故正极发生的电极反应为SO245H2O 8e=HS9OH，B项正确；在大桥的钢结构上刷富锌油漆，可形成ZnFe原电池，Fe作为正极被保护，可延缓其腐蚀，C项正确；在SO24作用下的钢材腐蚀不是吸氧腐蚀，D 项错误。3下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是( )A装置在反应过程中只生成NO2气体B装置开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C装置在反应过程中能产生氢气D在反应结束时装置溶液中的金属阳离子只有Cu2答案 C解析装置中，铁被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成红棕色的NO2，因为金属是足量的，随着
4、反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，随后铁作负极，铜作正极，稀硝酸发生还原反应生成无色的NO，因金属过量，溶液中的Cu2会被铁还原为Cu单质，故反应结束时，溶液中只有Fe2，A、D两项错误。因为装置中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气，导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气，发生析氢腐蚀，B项错误、C项正确。4用压强传感器探究生铁在pH2和pH4的醋酸溶液中发生的腐蚀装置及得到的图像如下。分析图像，以下结论错误的是( )A溶液的pH2时，生铁发生析氢腐蚀B在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D两溶液中负极反应均为Fe2e=Fe2答案 C解析根据图像，当pH2时，锥形
5、瓶中气体压强增大，说明有气体产生，发生析氢腐蚀，当pH4时，锥形瓶内的压强减小，说明气体被消耗，发生吸氧腐蚀，A、B两项正确；根据图像，当反应达到平衡时，吸氧腐蚀需要的时间更短，故吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀，C项错误；无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极上发生的反应均为Fe2e=Fe2，D项正确。5(2021江苏，10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀答案 C解析A项
6、，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2，电极反应式为Fe2e=Fe2，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D 项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。6(2021河南省洛阳市高考化学二模)利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。下列说法不正确的是( B )实验装置实验编号浸泡液pH 氧气浓度随时间的变化 1.0 mol/L NH4Cl 50.5 mol/L(NH4)2SO4 5 1.0 mol/L Na
7、Cl 70.5 mol/ L Na2SO4722B在不同溶液中，Cl是影响吸氧腐蚀速率的主要因素C向实验中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快D在300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液解析 根据所给的信息可知，溶液中阳离子是NH4，且NH4浓度相同，均为1 mol/L，而阴离子不同；溶液中的阳离子是Na，且Na浓度相同，均为1 mol/L，而阴离子不同，根据图象可知，的反应速率接近，的反应速率接近，且远大于，远大于，故阴离子对反应速率影响不大，是阳离子影响了反应速率，据此分析。A根据图象可知，实验装置中的氧气浓度是逐渐降低的，故此腐蚀为吸氧腐蚀，故正极反应均为
8、O24e2H2O=4OH，故A正确；B根据图象可知，的反应速率接近，的反应速率接近，且远大于，远大于，故阴离子对反应速率影响不大，NH4是影响反应速率的主要因素，故B错误；CNH4是影响反应速率的主要因素，能导致钢铁的吸氧腐蚀速率加快，故向实验中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，故C正确；D溶液显酸性，显中性，根据图象可知，铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液，故D正确。故选B。7.（2021届湖北四地七校）下列关于金属腐蚀和保护的说法正确的是A牺牲阳极的阴极保护法利用电解法原理B金属的化学腐蚀的实质是：Mne=M n，电子直接转移给还原剂C外加直流电源的阴极保护法，在通
9、电时被保护的金属表面腐蚀电流降至零或接近于零。D铜碳合金铸成的铜像在酸雨中发生电化学腐蚀时正极的电极反应为：2H2e=H2答案 C8下列叙述正确的是( )A电解质溶液导电的过程实际上就是电解的过程B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变D铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，可使反应速率加快答案 A解析氢氧燃料电池的负极发生失去电子的氧化反应，氢气放电，B错误；粗铜精炼时，阳极是粗铜，粗铜中的杂质也会失去电子，而阴极始终是铜离子放电，因此电解质溶液中铜离子浓度降低，C错误；铁与稀硫酸反应时，加入过量硫酸铜溶液，铁全部被铜离子氧化，不能生成
10、氢气，D错误。9.(2021上海市嘉定区高三一模)有关如图装置的说法中正确的是( B )A若两电极直接连接，a是食盐水，则发生析氢腐蚀B若两电极直接连接，a是食盐水，则负极反应是：Fe2e=Fe2C若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧电极上析出的气泡比右侧电极上的多D若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁上有气泡解析 若两电极直接连接，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀，酸性环境下才发生析氢腐蚀，故A错误； B若两电极直接连接，a是食盐水，为原电池，负极发生失电子的氧化反应，则负极反应是：Fe2e=Fe2，故B正确； C若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧石墨电极是阳极
11、，该电极反应为：2Cl2e=Cl2，右侧铁电极为阴极，该极上的电极反应为：2H2e=H2，两极上析出的气泡一样多，故C错误； D若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁为阴极，阴极上阳离子得电子，则铁上析出Cu，没有气体生成，故D错误，故选B。10（2021模拟）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)2B钢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【答案】C【解析】A铁为活泼的
12、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，故A正确；B钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，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，故B正确；C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，故C错误；D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，故D正确；故选C。11.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( C )A通入保护
13、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解析 本题考查实际应用中的电化学腐蚀(外加电流的阴极保护法)。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。12(2021北京
14、，12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼解析 D错：K3Fe(CN)6可将单质铁氧化为Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼。A对：实验中加入K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2；实验中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2。B对：对比可知，中K3Fe(CN)6可能将Fe氧化
15、成Fe2，Fe2再与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀。C对：由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用做对比实验。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答案 C解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰
16、性辅助阳极”不损耗，错误。14(2021北京，12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是( )A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼答案 D解析K3Fe(CN)6可将单质铁氧化为Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，附着在Fe 表面，无法判断铁比铜活泼，D错；实验中加入K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2；实验中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，
17、说明溶液中有Fe2，A对；对比可知，中K3Fe(CN)6可将Fe氧化成Fe2，Fe2再与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用做对比实验，C对。【课后总结】1判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。2根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀硫酸等酸性溶液发生析氢腐蚀。3金属的电化学保护