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第三节 金属的腐蚀与防护
一、单选题
1．文物是重要的历史文化遗产，是历史的见证。文物也会随着时间的推移受到不同程度的损害。下列文物的损害与电化学腐蚀有关的是
A．裂开的“红山文化陶塑站姿男俑” B．生锈的“明代铸铁莲花熏香炉”
C．泛黄的“康熙真迹——台省箴” D．磨损的“郑家沟玉龙”
A．A B．B C．C D．D
2．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （　　）
A．图a插入海水中的铁棒(含碳量为10.8%)越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越严重
B．图b开关由N改置于M时，金属铁的腐蚀速率减小
C．图c为牺牲阳极的阴极保护法，钢闸门应与外接电源的负极相连
D．图d在反应过程中能产生氢气
3．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是（　　）
A．精铜砂装载过多导致沉船
B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力
C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀
D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
4．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═2Fe2++4OH﹣．说法正确的是（　　）
A．负极发生的反应为：Fe﹣3e﹣═Fe3+
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难腐蚀
5．某研究小组向锥形瓶内加入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，从胶头滴管中滴入醋酸溶液，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．0—t1内，压强增大的原因是铁发生了吸氧腐蚀
B．碳粉表面的电极反应式只有：2H++2e-=H2↑
C．整个过程中铁粉发生了氧化反应
D．若将铁粉换为铜粉，锥形瓶内的压强变化仍为如图
6．硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢质管道的电位，进而判断钢质管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．钢质管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀
B．铜棒为正极，发生还原反应
C．负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变
7．2021年7月20日，郑州遭遇特大暴雨，导致贾鲁河下游水位上涨，周口市进行开闸放水，闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对闸门进行保护。下列说法错误的是（　　）
A．a、b间用导线连接时，则X可以是锌
B．a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上
C．X应定期更换
D．a、b间用导线连接时，则X发生还原反应
8．以下现象与电化学腐蚀无关的是
A．钠在空气中表面很快变暗
B．生铁比纯铁容易生锈
C．铁件附有铜配件，在接触处铁易生锈
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜件不易产生铜锈
9．2024年5月全球钢铁产量排名显示，中国以9290万吨的产量稳居榜首。下列关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是
A．钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，碳为正极
B．钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应式为
C．白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀
D．海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀，燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀
10．下列关于金属腐蚀与防护的描述正确的是
A．铁器上连接锌片可减缓铁器腐蚀速率
B．干燥的空气中铁器更易被腐蚀
C．与纯金属相比，合金的腐蚀速率一定快
D．将铁器与直流电源的正极相连可对铁器形成牺牲阳极的阴极保护
二、多选题
11．下列分散系中具有丁达尔现象的有（　　）
A．蔗糖溶液 B．Fe（OH）3胶体
C．蛋白质溶液 D．NaCl溶液
12．银器的保护主要是维持它的原貌，对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中，经一定时间污迹消失，取出后用水洗于净，再用软布或棉团擦光．有关叙述正确的是（　　）
A．溶液中的OH﹣离子向正极移动
B．在银表面上的反应为：Ag2S+2e﹣═2Ag+S2﹣
C．反应后容易的pH增大
D．在铝表面的反应为：Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O
三、填空题
13．金属的腐蚀可分为　 　，　 　两类。
14．材料是人类社会发展的物质基础，材料科学的发展离不开化学．
①黏土是陶瓷的生产原料，其中江苏宜兴的高岭土是含有杂质较少的高品质黏土，其主要组成可表示为Al2Si2Ox（OH）4，则x=　 　．
②2016年奥运会在巴西举行，场馆的建设需大量的建筑材料．其中生产水泥、玻璃共同的原料是　 　（填名称），场馆内的座椅通常用高密度聚乙烯（HDPE）为原料制得，聚乙烯属于　 　塑料（填“热固性”或“热塑性”）．
③沪通铁路建设正在积极推进，其中如何防止铁轨的腐蚀是工程技术人员攻克的难题之一．铁在发生电化学腐蚀时的负极反应方程式为　 　．
④工业上常用SiCl4与O2在高温条件下通过置换反应制得SiO2，并于2000℃下拉成光纤细丝．该反应的化学方程式为　 　．
15．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
I.二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
（1）图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的　 　(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为　 　。
（2）a极区溶液的　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）图中离子交换膜应使用　 　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
Ⅱ.在日常生活中，金属腐蚀的现象普遍存在，某化学兴趣小组设计了如图所示的两套实验装置验证的腐蚀与防护：
（4）图中能保护不被腐蚀的是装置　 　(填“A”或“B”)，其保护方法的名称是　 　。
（5）另一装置中极的电极反应式为　 　，检验其阳离子产物时加入　 　溶液，产生特征蓝色沉淀，其反应离子方程式为　 　。
16．化学能帮助我们更好地认识生活、改善生活．
①家用铁锅未洗净晾干，放置一段时间后出现红褐色锈斑，其主要的原因是铁发生了　 　腐蚀．
②乘车禁止携带物品的部分标识如图所示．在浓硝酸、食盐、汽油、石膏四种物品中，不能携带上车的是　 　．
③过氧乙酸（ ）易分解为乙酸和氧气，其稀溶常用于餐具器械的消毒．过氧乙酸分解的化学方程式　 　．某胃药的主要成分是AlbMgc（OH）mCO3，常用于治疗胃酸过多，写出其中与胃酸反应的化学方程式　 　．
四、解答题
17．Ⅰ、食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设：稀释HAc溶液或改变浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验，用浓度均为0.1mol L的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。
序号 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL /mL pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… 　 　 　 　 　
Ⅶ 4.00 a 33.00 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 b 4.65
（1）根据表中信息，补充数据：________，________。
（2）由表中实验Ⅰ和Ⅱ数据，可以得出HAc是弱电解质的结论，给出判断理由：________。
（3）由实验Ⅱ~Ⅷ可知，增大浓度，HAc电离平衡________移动(填“正向”或“逆向”)。
Ⅱ、研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
（4）探究钢铁吸氧腐蚀的装置如图所示。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升现象的有___________(填字母)。
A. 用纯氧气代替试管内空气 B. 用酒精灯加热试管提高温度
C. 将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D. 换成更大的试管，水中滴加红墨水
（5）为探究下图中铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂 a点附近溶液出现________ a点电极反应为________
然后再滴加2~3滴________ b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为
五、复合题
18．回答下列问题。
（1）某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护，烧杯内液体均为饱和食盐水。
在相同条件下，四组装置中铁电极腐蚀最快的是　 　(填序号，下同)；为防止金属被腐蚀，可以采用上述　 　装置原理进行防护。为了检测钢铁保护效果，方法是：取少量铁电极附近的溶液于试管中，滴加溶液，若　 　，则说明保护效果好。
（2）汽车尾气中氮氧化合物、碳氢化合物的处理会污染环境，运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测。
a．间接电解法除NO，其原理如图所示，从A口中出来的气体是　 　(填名称)，电解池阴极的电极反应式　 　。
b．用离子方程式表示吸收柱中除去NO的原理　 　。
（3）因极易氧化，实验室很难制得白色纯净的沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的沉淀。电解液c为NaCl溶液，两电极的材料分别为石墨和铁。
①a极材料应为　 　。
②制备过程的总反应方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
2．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；金属的腐蚀与防护
3．【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
4．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
5．【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；铁的吸氧腐蚀
6．【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
7．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
8．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
9．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
10．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
11．【答案】B,C
【知识点】胶体的性质和应用
12．【答案】B,D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
13．【答案】化学腐蚀；电化学腐蚀
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
14．【答案】5；碳酸钙；热塑性；Fe﹣2e﹣=Fe2+；SiCl4+O2 SiO2+2Cl2
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；硅和二氧化硅；含硅矿物及材料的应用
15．【答案】正极；Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋；增大；阳；A；牺牲阳极法；Fe－2e－=；K3[Fe(CN)6]；[Fe(CN)6]3-+Fe2++K+＝KFe[Fe(CN)6]↓
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
16．【答案】电化学；浓硝酸和汽油；2C2H4O3 2C2H4O2+O2↑；2AlbMgc（OH）mCO3+（6b+4c）HCl=2bAlCl3+2cMgCl2+（3b+2c+m）H2O+2CO2↑
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；药物的主要成分和疗效
17．【答案】(1) 3.00 32.00
(2) 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(3) 逆向
(4) A，C
(5) 红色 铁氰化钾溶液(或溶液)
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
18．【答案】（1）④；②、③；没有蓝色沉淀产生
（2）氧气；；
（3）Fe；
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
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