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4.3.1 金属的腐蚀 同步巩固练
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于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．实验结束时，装置1左侧的液面会下降
B．实验结束时，左侧液面装置I比装置Ⅱ的低
C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
2．利用如图装置实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是
A．a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管内液面高于b管内液面
C．b管内溶液的pH减小
D．a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe-2e- =Fe2+
3．下列实验装置或操作不能达到相应实验目的的是
A B C D
比较Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)的大小 验证铁的吸氧腐蚀 测定H2C2O4溶液的浓度 测定中和反应的反应热
A．A B．B C．C D．D
4．下列关于钢铁腐蚀的叙述不正确的是
A．钢铁在潮湿的空气中易腐蚀
B．钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀
C．腐蚀使钢铁色泽、外形等发生变化
D．一般情况下，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显
5．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有浓氯化铵溶液和食盐水，各加入一生铁块，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．两支试管中的铁都发生氧化反应
C．一段时间后，U形管内红墨水两边的液面变为左高右低
D．a试管中主要发生了析氢腐蚀，b试管中主要发生了吸氧腐蚀
6．下列实验装置符合实验目的的是
A．粗铜的精练
B．验证电解饱和溶液（含酚酞）的产物
C．在铁制品上的镀铜
D．观察铁的析氢腐蚀
7．下列装置中(杯中均盛海水)铁腐蚀最快的是
A． B．
C． D．
8．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液润湿后，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．铁作原电池负极，电极反应式为
B．该腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．若仅加入铁粉，其他因素不变，腐蚀速率将明显慢于本实验
D．以溶液代替NaCl溶液，铁不能发生腐蚀
9．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下：
实验 Ⅰ Ⅱ
装置
现象 锌片附近处颜色无变化，裸露在外的铁钉附近处出现红色。 铜片附近处出现红色，裸露在外的铁钉附近处出现蓝色
下列说法正确的是
A．实验I和Ⅱ中铁钉均为负极
B．实验I和Ⅱ中均发生吸氧腐蚀，且铁钉腐蚀速度实验实验Ⅱ
C．一段时间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，可能是氧化了单质
D．一段时间后，实验I和实验Ⅱ中均出现红褐色
10．用铁铆钉固定铜板，通常会发生腐蚀，如图所示。下列说法不正确的是
A．铁铆钉做负极发生锈蚀
B．铁失去的电子通过水膜传递给
C．铜板的存在会加速铁铆钉腐蚀
D．铁元素变化过程：
11．城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，地面上还铺有铁轨．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液的关系如下表：
2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
下列说法正确的是
A．含碳钢在中性环境腐蚀较慢
B．当时，主要发生析氢腐蚀
C．当时，负极的电极反应式为：
D．采用外加电流法时，需外接镁、锌等作辅助阳极
12．研究小组利用图1装置探究铁粉腐蚀的原理。向注射器中加入1gFe粉（用稀盐酸湿润）、0.5g炭粉，向右拉动注射器活塞，吸入25mL空气，关闭注射器针头的止水夹，注射器内的反应体系的体积随时间的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A．铁粉发生反应：
B．炭粉作为负极，发生的反应为
C．由内注射器的体积变化可判断，该时间段内铁发生了吸氧腐蚀
D．内铁粉只发生析氢腐蚀
13．用代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．常温下，溶液中，所含总数为
B．溶液中含有的数为
C．向溶液中滴入适量氨水至中性，此时溶液中所含的数目为
D．在钢铁吸氧腐蚀中，若生成，被还原的分子数为
14．学校化学兴趣小组模拟铝的电化学腐蚀实验从而探究铝制品表面出现白斑的原因，装置如图所示，下列说法错误的是
A．铝在发生腐蚀的过程中将化学能转变成电能和热能
B．电流从铝箔通过电流表流向活性炭
C．活性炭粉的存在加速了铝箔的腐蚀
D．该反应总反应为，生成的进一步脱水形成白斑
15．将一定量琼脂、食盐水倒入烧杯中，系列操作后制得琼脂溶液，并如图所示进行实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是
A．铁钉为正极 B．锌发生氧化反应
C．裸露的铁钉附近出现蓝色 D．锌发生吸氧腐蚀
二、填空题
16．按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示。t1~t2之间主要发生 (填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，其正极反应式为 。
17．钢铁的电化学腐蚀
根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：
(1)钢铁的吸氧腐蚀：
通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生 腐蚀。
负极反应式： ；正极反应式： 。
总反应式： 。
Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3： ，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。
(2)钢铁的析氢腐蚀：
当钢铁表面的电解质溶液 较强时，腐蚀过程中有 放出。其中，Fe是 极，C是 极。
负极反应式： ；正极反应式： 。
总反应式： 。
随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。
18．《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。请写出Cu在空气中生成铜锈的方程式 。
(2)继续查阅资料，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学者将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：
Cu2(OH)3Cl属于 (填“无害锈”和“有害锈”)。
(3)文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请结合如图回答：
①过程I的正极反应物是 。
②过程I负极的电极反应式是 。
(4)青铜器的修复有多种方法，其中之一是碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)3Cl；写出碳酸钠法的离子方程式 。
参考答案
1．B
A．装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中，发生化学腐蚀而释放出，使左侧液面下降而右侧液面上升，故A正确；
B．装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中发生化学腐蚀而释放出，装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀而放出更多的，使左侧液面下降更多，所以左侧液面装置I比装置Ⅱ的高，故B错误；
C．装置Ⅱ中铁钉处于盐酸的蒸气中，悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀，所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，故C正确；
D．装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀，故D正确；
选B。
2．C
A．a管内电解质呈中性，b管内电解质呈酸性，所以a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀，A正确；
B．a管内发生吸氧腐蚀，需要消耗氧气，液面升高，b管内发生析氢腐蚀，会生成氢气，液面下降，所以一段时间后，a管内液面高于b管内液面，B正确；
C．b管内，H+得电子生成H2，溶液的酸性减弱，pH增大，C不正确；
D．a、b管内，负极都发生Fe失电子生成Fe2+的电极反应，所以具有的相同的电极反应式为Fe-2e- =Fe2+，D正确；
故选C。
3．C
A．把硝酸银溶液滴加到氯化钠和碘化钠的混合溶液中，先产生黄色的碘化银沉淀，后产生白色沉淀，说明碘化银的溶解度比氯化银小，A正确；
B．若发生吸氧腐蚀，右侧导管内液面上升，B正确；
C．酸性高锰酸钾溶液为强氧化性溶液，应放在酸式滴定管中，C错误；
D．测定中和反应的反应热装置正确，D正确；
答案选C。
4．B
A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，加快腐蚀，A正确；
B．钢铁中含有Fe、C元素，可以作为两个活泼性不同的电极，在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，而不是化学腐蚀，B错误；
C．钢铁被腐蚀后生成红褐色的铁锈(Fe2O3)，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，C正确；
D．一般情况下，温度越高，反应速率越快，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显，D正确；
综上所述答案为B。
5．C
A．生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，故A正确；
B．生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，故B正确；
C．左试管中是酸性溶液，主要发生了析氢腐蚀，右试管中是中性溶液，主要发生了吸氧腐蚀，所以右试管内气体氧气减小，左试管内气体压强不大，导致U形管内红墨水两边的液面变为左低右高，故C错误；
D．a试管中是酸性溶液，主要发生了析氢腐蚀，b试管中是中性溶液，主要发生了吸氧腐蚀，故D正确；
故选C。
6．B
A．粗铜的精炼装置中，粗铜作阳极，接电源正极，精铜作阴极，接电源负极，A错误；
B．电流流出的电极为正极，则碳棒电极作阳极，阳极上Cl-发生氧化反应生成Cl2，I-被氧化生成I2，使淀粉溶液变蓝，铁棒电极作阴极，阴极上H+发生还原反应生成H2，用向下排空气法收集，B正确；
C．在铁制品上镀铜，则待镀铁制品作阴极，连接电源负极，Cu作阳极，连接电源正极，C错误；
D．铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，D错误；
故选B。
7．A
根据图知，C、D装置是原电池，在C中，金属铁为负极被腐蚀，D中金属铁为正极被保护；A、B装置是电解池，在A中，金属铁为阳极被腐蚀，B中金属铁作阴极被保护；金属腐蚀由快到慢的顺序：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀；所以在A中，金属铁的腐蚀速率最快；
故选：A。
8．C
A．在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：，A项错误；
B．铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，B项错误；
C．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，若仅加入铁粉，其他因素不变，不能形成原电池，腐蚀速率将明显慢于本实验，C项正确；
D．以溶液代替NaCl溶液，溶液也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，所以铁能发生腐蚀，D项错误；
故选C。
9．C
A．实验I中锌比铁活泼，锌为负极，实验Ⅱ中铁比铜活泼，铁为负极，故A错误；
B．实验I和Ⅱ中都是中性环境，均发生吸氧腐蚀，实验I中锌为负极，铁为正极被保护，铁钉腐蚀速度实验实验Ⅱ，故B错误；
C．一段时间后，实验I铁钉附近也出现了蓝色，说明溶液中存在Fe2+，可能是氧化了单质，故C正确；
D．实验I中锌为负极，铁为正极，溶液中不会生成Fe3+，不会出现红褐色沉淀，实验Ⅱ中铁为负极，生成Fe2+，正极O2得电子生成OH-，得到的Fe(OH)2会被O2氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀，故D错误；
故选C。
10．B
用铁铆钉固定铜板，会形成原电池，根据图示可知，发生的是吸氧腐蚀，铁做负极失去电子，氧气在正极上得电子；
A．铁铜原电池中，铁更活泼，故做负极被腐蚀，A正确；
B．电子不能在电解质溶液中传递，即不是通过水膜传递给氧气的，B错误；
C．铁比铜活泼，形成铁铜原电池，铁做负极被加速锈蚀，C正确；
D．铁钉做负极被腐蚀，电极方程式为Fe 2e =Fe2+，Fe2+接下来与OH 反应生成Fe(OH)2：Fe2++2OH =Fe(OH)2，而Fe(OH)2易被氧气氧化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3易分解生成铁锈，即铁钉变化过程为，D正确；
故选B。
11．A
A．由表可知，含碳钢在中性环境腐蚀较慢，故A正确；
B．由表可知，溶液pH>6时，在溶液呈中性或弱酸性条件下，铁主要发生吸氧腐蚀，故B错误；
C．由表可知，pH为13.5时，溶液碱性较强条件下铁做负极失去电子发生氧化反应生成，电极反应式为，故C错误；
D．采用外加电流的阴极保护时，与直流电源负极相连的钢铁做电解池的阴极，不再需要外接镁、锌等作辅助阳极，故D错误；
故选A。
12．C
金属单质腐蚀常见类型包括：化学腐蚀、电化学腐蚀，化学腐蚀常见于金属单质与大量酸直接接触，电化学腐蚀指组成了腐蚀原电池，从而导致金属腐蚀，包括析氢腐蚀、吸氧腐蚀，析氢腐蚀常见于酸性环境，吸氧腐蚀常见于碱性、中性、弱酸性。
A．Fe单质发生腐蚀过程中，生成Fe2+，A错误；
B．发生电化学腐蚀过程中，铁作负极，炭粉作为正极，B错误；
C．t1~t2s内注射器的体积变化变小，容器内压强减小，说明装置内气体分子数目减小，氧气被消耗，发生吸氧腐蚀，C正确；
D．0～t1时间段的腐蚀类型可能是铁与稀盐酸直接接触的化学腐蚀，也可能是稀盐酸与碳粉接触从而引发的析氢腐蚀，D错误；
故选C。
13．C
A．氯化铁是强酸弱碱盐，铁离子在溶液中会发生水解，所以溶液中所含总数小于0.1mol/L ×1L×NAmol-1=0.1NA，A错误；
B．没有给出溶液的体积，无法计算含有的数，B错误；
C．向溶液中滴入适量氨水至中性，根据n()＋n(H＋)＝n(Cl－)＋n(OH－)和n(H＋)＝n(OH－)，得到n()＝n(Cl－)＝0.1mol，此时溶液中数目为0.1NA，C正确；
D．在钢铁吸氧腐蚀中，铁最终转化为，若生成，转移的电子的物质的量为6mol，1molO2被还原时转移4mol电子，故被还原的O2的物质的量为1.5mol，分子数为1.5NA，D错误；
答案选C。
14．B
由图可知，该腐蚀为电化学腐蚀，该过程将化学能转变成电能和热能，铝箔作负极，活性炭作正极，电流从正极流向负极；
A．铝在发生腐蚀的过程中将化学能转变成电能和热能，选项A正确；
B．电流应该从活性炭通过电流表流向铝箔，选项B错误；
C．活性炭粉的存在使铝箔发生电化学腐蚀，加速了铝箔的腐蚀，选项C正确；
D．由分析可知，铝为负极，空气中氧气得到电子，则该反应总反应为，生成的进一步脱水形成白斑，选项D正确；
故选B。
15．C
根据图示，形成锌铁原电池，锌比铁活泼，锌为负极，铁为正极。
A．根据分析，铁钉为正极，A正确；
B．锌为负极，发生氧化反应，B正确；
C．铁为正极，不会有亚铁离子产生，裸露的铁钉附近没有出现蓝色，C错误；
D．锌比铁活泼，锌为负极，发生吸氧腐蚀，D正确；
故选C。
16． 吸氧 O2+2H2O+4e-=4OH-
按图1进行实验，测得锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图2所示，根据图示信息可知，t1~t2之间锥形瓶中的O2的体积分数和容器的压强均减小，说明该阶段主要发生吸氧腐蚀，钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：吸氧；O2+2H2O+4e-=4OH-。
17．(1) 吸氧 2Fe-4e-= 2Fe2+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
(2) 酸性 H2 负 正 Fe - 2e-= Fe2+ 2H+＋2e-=H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑
（1）钢铁的吸氧腐蚀：通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，水膜为中性或弱酸性，将会发生吸氧腐蚀。负极铁失去电子生成亚铁离子，反应式2Fe-4e-= 2Fe2+；正极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-。总反应为铁和氧气、水生成氢氧化亚铁：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。Fe(OH)2被空气中氧气进一步氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。
（2）钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有氢气放出。其中，Fe失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，是负极，C极的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，是正极。负极反应式：Fe - 2e-= Fe2+；正极反应式：2H+＋2e-=H2↑。总反应式：Fe+2H+=Fe2++H2↑。随着了氢气的析出，溶液的pH上升，最终形成铁锈。
18．(1)2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
(2)有害锈
(3) 氧气和水 Cu-e-+Cl-=CuCl
(4)4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-
（1）铜在空气中与空气中的氧气、二氧化碳和水生成铜绿，所以铜在空气中生成铜锈的方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3；
（2）从图中可知Cu2(OH)3Cl结构疏松，没能阻止潮湿的空气与铜接触，会加快Cu的腐蚀，所以Cu2(OH)3Cl属于有害锈；
（3）结合图像可知，正极得电子发生还原反应，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，即过程I的正极反应物是氧气和水；有害锈的形成过程中会产生白色不溶于水的固体氯化亚铜，即铜作负极失电子生成氯化亚铜，所以过程I的负极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl；
（4）将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)3Cl，碳酸钠法的离子方程式为4CuCl+O2+2H2O+2=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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