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1、4.4 金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是A船体表面刷漆B水中的钢闸门连接电源的负极C自行车链条涂油D铁中加入铬、锰、硅等制成不锈钢【答案】 B2铁锅表面覆盖有下列物质时，锈蚀速率最快的是A水B食盐水C食用油D酒精【答案】 B【解析】食用油和酒精为非电解质，不能形成原电池反应，而水的导电性没有食盐水强，所以锈蚀速率最快的是食盐水。答案选B。3为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是A装置左侧的液面一定会上升B左侧液面装置比装置的低C
2、装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀1 / 8【答案】 B【解析】装置发生吸氧腐蚀，装置发生析氢腐蚀，装置因为浓硫酸吸水，使气体保持干燥， 所以铁钉很难被腐蚀。因为装置发生吸氧腐蚀，氧气被吸收， 所以装置左侧液面一定上升，选项A 正确；装置发生析氢腐蚀，因为析出氢气，所以装置左侧液面下降，因此左侧液面装置比装置的高，选项 B 错误；装置的盐酸是挥发性的，所以此装置内的铁钉周围的环境的导电性更好，形成原电池更容易，所以装置中铁钉被腐蚀的最快，选项 C 正确；装置中因为浓硫酸的吸水性，使其中的气体保持干燥，所以铁钉很难被腐蚀，选项 D 正确。4有关电化学的相关知识中，下列叙述正确的是A
3、金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe- 3e- =Fe3+，继而形成铁锈【答案】 B5 2018 年 4 月 12 日，我国海军首次在南海进行海上阅兵。为了保护舰艇（主要是铁合金材料），在舰体表面镶嵌金属块（R）。下有关说法不正确的是A这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法B金属块 R 可能是镁或锌C海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀-D正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH【答案】
4、C【解析】 A在舰体表面镶嵌金属块(R) ，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼， R 作负极，钢铁作正极，这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故A 正确； B金属块 R 比铁活泼， 金属块 R 可能是镁或锌，故 B 正确； C在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，2 / 8在酸性溶液中才发生析氢腐蚀，故C 错误； D吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应-式为 O2+2H2O+4e=4OH，故 D正确。故选C。6据统计，金属腐蚀造成的损失远远超过火灾、水灾等自然灾害的总和，越来越被世界各国所重视，下面金属的防腐措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是A汽车底盘喷涂油漆B掺防腐的金属制成不锈钢
5、菜刀C钢闸门连接电源负极D地下钢管连接锌块【答案】 D7钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化中可能发生的是 Fe 由+2 价转化为 +3 价 O2 被还原 H+被还原有 Fe2O3 xH2O生成杂质碳被氧化除去ABCD【答案】 C【解析】 钢铁锈蚀可能发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，析氢腐蚀中H+得电子被还原成H2；吸氧腐-蚀中氧气得电子与水反应生成OH被还原，生成的Fe(OH) 2 再被氧气进一步氧化成Fe(OH)3 ，Fe(OH)3 脱去一部分水生成铁锈Fe2O3 xH2O。无论哪一种腐蚀，碳均作正极， 仅起导电作用，不参与反应。8下列有关镀锌钢管的叙述正确的是A电镀时，钢管作阳极，锌棒作阴极，锌盐溶液
6、作电解质溶液B钢管镀锌后，镀锌层破损后，钢管不能受到保护C镀锌的目的是为了在钢管表面形成Fe-Zn合金，增强钢管的耐腐蚀能力D镀锌层破损后，钢管仍可受到保护【答案】 D【解析】电镀是镀层金属作阳极，待镀金属作阴极， 含镀层金属离子的盐溶液为电解质溶液，钢管镀锌时，锌棒作阳极，钢管作阴极，锌盐溶液作电解质溶液发生电解反应，A 错误；钢管镀锌后，一旦破损，铁与锌、潮湿空气构成原电池的两电极，金属锌是负极，金属铁是正3 / 8极，腐蚀锌而保护铁，B 错误；镀锌的目的一是美观，二是万一镀层被破坏，还能保护Fe，不是在钢管表面形成Fe- Zn 合金， C 错误；钢管镀锌后， 破损处铁与锌构成原电池的两电
7、极，金属锌是负极，金属铁是正极，正极材料被保护，即镀锌层破损后，钢管仍可受到保护，D正确。9铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。下列说法不正确的是A腐蚀过程中铜极上始终只发生：+-= H 2H +2e2B若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀C若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀D若将该铜板与直流负极相连，则铁铜均难被腐蚀【答案】 A10下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是图图图A图，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈B图，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀4 / 8C图，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀D图，若金属M比 Fe 活泼，可防止
8、输水管腐蚀【答案】 C【解析】 A、形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不会生锈，故 A 正确； B、中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以钢闸门会发生吸氧腐蚀，故 B 正确； C、与原电池的正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，则会加快钢闸门的腐蚀，故C错误； D、M与 Fe 形成原电池时，活泼金属作负极，则Fe 作正极被保护，故D 正确。答案为C。二、非选择题11（ 1）在原电池中，通常较活泼的金属做_极，发生 _反应；电解池中，与电源正极相连的极是_极，发生 _反应。（ 2）下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放
9、置数天后观察：若试管内液面上升，发生 _腐蚀，正极反应式为 _ 。若试管内液面下降，发生_腐蚀，正极反应式为_。【答案】（1）负 氧化 阳-+-=H2氧化 （ 2）吸氧 O 2 +4e +2H2O=4OH 析氢 2H+2e12钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。（ 1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：_ 。5 / 8（ 2）利用上图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K 应置于 _处。若 X
10、 为锌，开关K 置于 M处，该电化学防护法称为_。（ 3）上图中若X 为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K 置于 N 处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时， X 电极溶解的铜的质量_3.2 g(填“”“ ”或“” ) 。（ 4）上图中若X 为铜，容器中海水替换为FeCl 3 溶液，开关K 置于 M处，铜电极发生的反应是，若将开关K 置于 N处，发生的总反应是。【答案】（ 1） Fe+2FeCl 3=3FeCl 2（2） N 牺牲阳极的阴极保护法（3）（ 4） 2Fe3+ +2e- =2Fe2+Cu+2Fe 3+=2Fe2+Cu2+（3）上图中若X 为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液
11、，开关K 置于 N 处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g 时，由于粗铜中有杂质参加反应， 所以 X 电极溶解的铜的质量 3.2 g。（4）上图中若X 为铜，容器中海水替换为FeCl 3溶液，开关K 置于 M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是3+-2+2Fe +2e =2Fe ；若将开关 K 置于 N 处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：3+2+2+Cu+2Fe =2Fe +Cu 。13对金属制品进行抗腐蚀处理，可减缓金属的腐蚀，延长其使用寿命。（ 1）以下为铝材表面处理的一种方法：6 / 8 碱 洗 的 目 的 是 除 去
12、 铝 表 面 的 氧 化 膜 (Al 2O3) ， 有 关 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。碱洗时常有气泡冒出，该气体是_ ( 填化学式 ) 。电解时，处理好的铝材应与电源的_极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为 _。（ 2）钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容 易 形 成 原 电 池 ， 发 生 电 化 学 腐 蚀 。 在 酸 性 环 境 下 ， 其 正 极 反 应 式 为_ ；在酸性很弱或中性条件下，其发生 _( 填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”) 。（ 3）下列装置中铁片腐蚀由快到慢的顺序是_( 用序号表示 ) 。（ 4）利用如图装置，可以模拟
13、铁的电化学防护。若 X 为碳棒， 开关 K 置于 N 处，该电化学防护法称为_ ；若 X 为锌棒，开关 K 置于 M处， _（填“能”或“不能” ) 达到防止铁腐蚀的目的。-+HOH【答案】（ 1） Al O+2OH=2AlO22322正2Al+3H-+2O- 6e =Al O+6H23（2） 2H+ +2e - =H2吸氧腐蚀（ 3） （ 4）外加电流的阴极保护法能（ 3）由图可知，为化学腐蚀，装置是原电池，在中，金属铁作负极，中金属铁7 / 8作正极，作负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护， 并且原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀，所以 ，装置是电解池，中铁为阴极，中铁为阳极，阳极金属被腐蚀的速率快，阴极被保护，即，根据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护腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，所以铁腐蚀快慢顺序为：。（ 4） X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，形成电解池，铁作阴极被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；若 X 为锌棒，开关 K 置于 M处，形成原电池， Zn 作负极、铁作正极，能达到防止铁腐蚀的目的。8 / 8