1、高中化学 重难点讲义+巩固练习题 金属的电化学腐蚀与防护选修438金属的电化学腐蚀与防护1 【易】钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A2H2e=H2BFe22e=FeC2H2OO24e=4OHDFe3e=Fe2【答案】C【解析】钢铁发生吸氧腐蚀时，正极O2得电子发生还原反应，电极反应为O24e2H2O=4OH，故选C。2 【易】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】B【解析】钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀而生锈。3 【易】下列金属的防护方法不正确的是
2、()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。4 【易】下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【答案】D【解析】金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电
3、子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要通过电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有选项D正确。5 【易】下列情况与电化学无关的是()A轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B铝片不用特殊方法保存C纯锌与稀H2SO4反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快D镀锌铁比镀锡铁更耐用【答案】B【解析】铝片与O2反应表面生成一层致密的氧化物薄膜，防止内部被腐蚀，与电化学无关。6 【易】美籍华裔化学家
4、钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是()A金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B合金都比纯金属易被腐蚀C将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀D镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀【答案】C【解析】金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，故A错；铁中加入镍比纯铁耐腐蚀，故B错；C项应用的是牺牲阳极的阴极保护法，故正确；镀锌铁破损后，Zn作负极，Fe仍受保护，而镀锡铁破损后，铁作负极，被腐蚀，所以D项错。7 【易】将铁棒与石墨用导线
5、相连后浸入0.1 molL1食盐溶液中，可能会出现的现象是()A铁棒附近产生OH B铁棒被腐蚀C石墨棒上有Cl2放出 D石墨棒上有O2放出【答案】B【解析】构成的原电池中铁棒作负极：2Fe4e=2Fe2，石墨棒作正极：O24e2H2O=4OH。8 【易】镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是()有5.6 g金属被腐蚀有6.5 g金属被腐蚀在标准状况下有2.24 L气体放出在标准状况下有1.12 L气体放出A BC D【答案】C【解析】镀锌的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn2e=Zn2，有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn溶解(即6.5 g)，正极
6、：2H2e=H2，生成0.1 mol H2(标准状况下为2.24 L)，故选C。9 【易】下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：MnH2O=M(OH)nH2B金属化学腐蚀的实质是：Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀【答案】B【解析】金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。10 【易】铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe3O2xH2O=2Fe2O
7、3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是() A BC D【答案】C【解析】处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈蚀速率较慢；处已与电解质溶液接触，但处含O2较少，所以处腐蚀最快。11 【易】对下列金属采取的防护方法中，不属于电化学防护的是()A在轮船水线以下的船体装上一定数量的锌块B在金属表面进行电镀C在一定条件下对金属进行处理，在其表面形成一层致密的氧化膜D将铁闸门与直流电源的负极相连【答案】BC【解析】金属的电化学防护方法有两种，即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法；其他的方法还有电镀、涂油脂、改变金属的内部结构等。A是牺牲阳极的阴极保护法，
8、D属于外加电流的阴极保护法。在金属表面进行电镀以及在其表面形成一层致密的氧化膜都不是电化学防护的方法。12 【易】如下图所示，液面上浮着一个空心铁球。(1)数天后可观察到的现象是()铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升A BC D(2)解释发生上述现象的原因(用反应式及必要的文字予以说明)。【答案】(1)B(2)铁球发生吸氧腐蚀，其负极反应为2Fe4e=2Fe2，正极反应为O22H2O4e=4OH，总反应为2FeO22H2O=2Fe(OH)2，随后反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。【解析】
9、量筒内的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe4e=2Fe2，正极反应是O22H2O4e=4OH。Fe2与OH结合成Fe(OH)2，再被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水成为Fe2O3xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。13 【易】下列叙述不正确的是()A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2【答案】A【答案】项A，铁作阳极会溶解，铁应该作阴极。选项B，Zn的活动性比Fe
10、强，Zn失去电子而保护了船体。选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子。选项D，Cl的失电子能力大于OH，电解饱和食盐水时，Cl在阳极失去电子变为Cl2。14 【易】(2012沈阳高二检测)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在电动输油管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，故选C。15 【易】铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 molL1的NaC
11、l溶液中，可能发生的反应是()A碳棒上放出氯气B碳棒附近产生OHC碳棒上放出氧气D铁钉被氧化【答案】BD【解析】铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl溶液中，实质上是形成了原电池，据原电池工作原理，Fe比C活泼，因此铁被氧化；而NaCl溶液呈中性，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原反应：O22H2O4e=4OH。16 【易】钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2； 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水
12、管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【答案】A【解析】反应中水既不是氧化剂，也不是还原剂，B项错。选项C中钢质(主要成分是Fe)水管与铜质(主要成分是Cu)水龙头构成原电池，较活泼的钢质水管腐蚀速率加快，C项错。钢铁可认为是铁碳合金，在潮湿的空气中构成了原电池，易发生电化学腐蚀而使铁生锈。17 【易】如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A BC D【答案】C【解析】实质均为原电池装置。中Fe为正极被保护；中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性的差别比Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe被腐蚀得快；中因铁不纯而发生微电池反应。18 【易
13、】关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是()A正极就是阳极 B负极就是阴极C阳极上发生氧化反应 D正极上发生氧化反应【答案】C【解析】牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。19 【易】缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A镁 B铝C锌 D铜【答案】D【解析】金属丝一边溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生OH，即正极反应方程式为：2H2OO24e=4OH，因此金属丝的活泼性比Fe差，铜符合题目要求。20 【易】判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打
14、“”)。(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程，所以都是化学腐蚀。()(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加。()(3)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。()(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe3e=Fe3。()(5)白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率加快。()(6)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5) (6)21 【易】(2011北京西城区期末考试)下列现象与电化学腐蚀无关的是()A生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿D与
15、铜管连接的铁管易生锈【答案】B【解析】B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。22 【易】为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施是()A与石墨棒相连 B与直流电源负极相连C与直流电源正极相连 D与锌板相连【答案】BD【解析】防止金属腐蚀的电化学保护法中，一是牺牲阳极的阴极保护法，二是外加电源的阴极保护法，B是外加电源的阴极保护法，D是牺牲阳极的阴极保护法。23 【易】为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是() A正极的电极方程式为：O22H2O4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地
16、看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快【答案】D【解析】铁是负极，失电子被氧化成Fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH，故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，A正确，D错误；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C正确；但若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈，B正确。24 【中】(2012南昌高二教学质量检测)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红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试
17、管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da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】本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。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，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。25 【中】如图所示，试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液，数天后观察到的现象有_。说明铁钉发生了_腐蚀，其中正极的电极反应式为_，溶液中发生反应的化学方程式为_。【答案】U形管的a端比b端液面高，试管内有红褐色物质生成电化学(或吸氧)2H2OO24e=4OH2FeO22H
18、2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【解析】此题考查了铁的吸氧腐蚀，铁钉腐蚀时吸收试管中的O2，使压强减小，左边液面上升，腐蚀时负极2Fe4e=2Fe2。正极：O24e2H2O=4OH。26 【中】某课外小组学生研究金属腐蚀的条件和速率，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，再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A装置左侧的液面一定会下降B装置的左侧液面比装置的左侧液面低C装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀【答案】B【解析】中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置中的铁
19、钉腐蚀最严重，C选项正确。中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及，由于均发生了2H2e=H2，和均生成了气体，液面都会下降 ，装置的左侧液面比装置的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；中虽然铁丝也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。27 【中】(2012天津高二检测)我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2OO24e=4OHC在化学腐蚀过程中有氢气产生D发生电
20、化学腐蚀时的负极反应为Fe2e=Fe2【答案】B【解析】酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为2H2e=H2。28 【中】(2011高考山东卷)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用【答案】C【解析】A项，未通电时是原电池，但电镀过程并不是原电池的充电过程，故A错误；B项，消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定的关系，故锌的析出量与通过的电量有确定关系，
21、故B错误；C项，电镀时保持电流恒定，有利于保证电镀的质量，温度不影响电解的速率，故C正确；D项，镀锌层破损后与铁构成了原电池，锌作负极被腐蚀，保护了铁，故D错误。29 【中】钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_(填写字母序)。A铜B钠C锌D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。【答案】(1)负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4
22、OH (2)C(3)负【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌(不能采用钠，因为钠易于水反应)，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。30 【中】(2012白山高二检测)某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏
23、中填出对应的实验编：实验编T/K试管内取用液体实验目的298食盐水()实验和探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响；()实验和_探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响；()实验和_探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是_(填字母)。A在铁门、铁窗表面涂上油漆B自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在有遮雨的地方C家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率【答案】(1)实验编T/K试管内取用液体实验目的298食盐水()()(只要与前面、对应即可)298碳酸
24、水308食盐水298植物油(2)AC【解析】(1)实验探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。实验探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。实验探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。(2)A项涂油漆保护铁门、铁窗，使铁门、铁窗与周围物质隔开，正确；放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。31 【中】某课外兴趣小
25、组探究铁生锈的条件，探究过程如下。(1)检查制取O2装置的气密性，然后按如图所示连接好装置。(2)点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察实验现象。直形导管中潮湿的细铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形导管中干燥的细铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的细铁丝表面依然光亮。探究结论：(1)实验现象说明_；实验现象说明_；实验现象说明_。(2)仪器A的名称为干燥管，其中装的药品可以是碱石灰或无水CaCl2，其作用是_，由本实验可知，该类铁生锈的条件为_，由实验现象可知，决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。(3)本实验中的铁生锈属于_腐蚀。【答案】(1)铁丝接触水和O2时，发生腐蚀铁丝只接触
26、O2，不接触水时不会生锈空气中的O2浓度低，不易使铁丝生锈(2)干燥O2铁丝跟O2和水接触O2的浓度(3)电化学(或吸氧)【解析】干燥的铁丝不生锈而潮湿的铁丝生锈，说明铁丝不接触水，只接触氧气时不生锈，即铁丝生锈需同时具备接触O2和水这两个条件。KMnO4受热分解产生O2，故干燥管中碱石灰的作用是吸收水分，干燥O2。由实验设计过程可知，本实验探究的是钢铁的吸氧腐蚀过程。32 【中】A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)A中反应的离子方程式是_。(2)B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是_，
27、总反应的离子方程式是_，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。【答案】(1)Fe2H=Fe2H2(2)2H2e=H2增大(3)ZnZn2H=Zn2H2BAC【解析】铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。33 【中】镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。(1)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_。(2)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如上图所示：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)2H2OO2
