4.3.1金属的腐蚀 课时作业
一、单选题
1．以下现象与电化学腐蚀无关的是
A．纯银手镯表面变暗
B．白铁皮比马口铁更耐用
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处铁易生锈
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
2．利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究，实验结果如下图所示，以下说法中正确的是
A．时，体系压强增大的原因主要是因为反应放热
B．整个过程中，负极是铁参与反应生成铁离子
C．时，只发生析氢腐蚀
D．时，只发生吸氧腐蚀
3．下列条件下钢铁不易被腐蚀的是
A．电解食盐水铁做阴极 B．暴露在酸雨中
C．原电池做负极 D．放置于潮湿空气中
4．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)2
B．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
5．化学与人类生活密切相关，下列说法正确的是
A．单质Si用于制作光导纤维和光电池
B．常温下，浓硫酸可以用铁槽车运输
C．SO2的漂白没有涉及到化学变化
D．日常生产生活中钢铁的腐蚀主要原因是化学腐蚀
6．下列说法正确的是
A．通过构成原电池将反应的化学能全部转化为电能
B．钢铁在潮湿的环境中易腐蚀，是因为钢铁里的铁和少量的碳与表面的水膜形成了无数微小原电池，其中负极发生的反应为
C．在电解池中电子由阳极流向外接电源的正极，从外接电源的负极流向阴极
D．电解精炼铜时，若阳极质量减少64g，则转移到阴极的电子等于2
7．下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 分别向两支盛有4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液中，各加入2mL 0.01mol/L和0.02mol/L的草酸溶液 加入0.02 mol/L草酸溶液的紫色先褪去 浓度越大，化学反应速率越快
B 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后，取溶液少许于试管中，向其中滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 该过程未发生 氧化还原反应
C 将溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 高锰酸钾溶液紫色褪去 反应生成了乙烯
D a出现白色沉淀，b出现黄色沉淀 不能证明，溶度积： Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
A．A B．B C．C D．D
8．关于下列各实验装置及药品的叙述中，正确的是
A．装置①可用于实验室制取少量
B．可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性
C．利用装置③验证铁的析氢腐蚀
D．装置④随关随停制氨气
9．用下列装置进行实验，装置正确且能达到相应实验目的的是
A．甲装置：证明铁钉发生析氢腐蚀 B．乙装置：蒸发MgCl2溶液制无水MgCl2
C．丙装置：制备Fe(OH)3胶体 D．丁装置：除去Cl2中混有的HCl
10．下列说法正确的是
A．地沟油可回收加工成飞机燃油或其它化工原料
B．纤维素属于多糖，是能被人体消化吸收的营养物质
C．“硅石墨烯锗晶体管”为我国首创，其中石墨烯属于烯烃
D．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是外加电流的阴极保护法
11．用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验，能达到实验目的的是
A．甲装置：完成铁件上镀铜
B．乙装置：验证铁的吸氧腐蚀
C．丙装置：量取20.00mL NaOH溶液
D．丁装置：比较AgCl和溶解度大小
12．中国科学院长春应用化学研究所模拟实验研究了低合金钢在海水中的局部腐蚀，研究发现缺氧的阳极区腐蚀速度比富氧介质(流动或充气)中钢的腐蚀速度大，验证了宏观氧浓差电池的存在。模拟氧浓差电池的简易装置图如图，下列叙述中错误的是
A．电子从M电极经导线流向N电极
B．N电极的电极反应式为：Fe-2e- = Fe2+
C．阴极区附近溶液的pH增大
D．电路中转移0.01mol电子时，有0.08gO2参与反应
13．下列有关化学反应原理的应用叙述中，正确的是
A．用明矾净水是因为水解生成的胶粒具有较强的吸附性
B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极
C．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
D．为了防止钢铁锈蚀，把输油管的铸铁管连接外加直流电源的正极
14．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据测定该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.6。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．在电化学腐蚀过程中有氢气产生
C．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-
D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+
15．下列关于电化学的叙述错误的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
二、填空题
16．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀，表明铁被___________(填“氧化”或“还原”)；向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应式为___________。
(2)装置2中的石墨作___________(填“正”或“负”)极，该装置发生的总反应的离子方程式为___________。
(3)装置3为由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池示意图。在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则Y为___________(填化学式)；石墨II极的电极反应式为：___________；当石墨I极中有1molNO2参加反应时，石墨II极消耗的O2的体积___________(标准状况下)。
17．海边的铁制品比较容易生锈，是因为铁制品中含有____元素，和铁形成_____，发生吸氧腐蚀，其电极反应为：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极：____________；氢氧化铁在空气中失水变为铁锈，反应的化学方程式为_______
三、实验题
18．研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A．用纯氧气代替具支试管内空气
B．用酒精灯加热具支试管提高温度
C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水
D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。
时间/min 1 3 5 7 9
液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：
实验操作 实验现象 实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液 a点附近溶液出现红色 a点电极反应为_______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液 b点周围出现蓝色沉淀 b点电极反应为Fe-2e-=Fe2+
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。
(5)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应_______。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．纯银物品和硫化氢反应生成硫化银而导致表面变暗，与电化学腐蚀无关，A符合题意；
B．白铁皮是镀锌铁，马口铁是镀锡铁，由于金属活动性：Zn＞Fe＞Sn，所以在镀层破损后，Zn、Fe构成的原电池中Zn为负极，仍然能够保护Fe不被腐蚀，而Fe、Sn在构成原电池时，Fe为负极，首先被腐蚀，因此白铁皮比马口铁更耐用，与电化学腐蚀有关，B不符合题意；
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处，Fe、Cu及周围电解质溶液构成原电池，铁为负极，失去电子被氧化，因此铁更易生锈，与电化学腐蚀有关，C不符合题意；
D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣在接触处构成原电池时，其中锌为负极，先被腐蚀，铜为正极，得到饱和，因此铜不易失去电子，也就不易产生铜绿，与电化学腐蚀有关，D不符合题意；
故合理选项是A。
2．D
【详解】A．的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A错误；
B．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为，故B错误；
C．若时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，而图中时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误；
D．由图可知，时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生；同时锥形瓶内的气压也减小，说明没有产生氢气的析氢腐蚀发生，故D正确；
故选D。
3．A
【详解】A．电解食盐水时，铁做阴极，铁不失电子，受到保护，不易被腐蚀，故A符合题意；
B．酸雨中含有氢离子，暴露在酸雨中，铁易和氢离子反应而使铁被腐蚀，故B不符合题意；
C．原电池中铁做负极，铁失去电子，发生反应生成亚铁离子，易被腐蚀，故C不符合题意；
D．钢铁在潮湿的空气中构成原电池，放置于潮湿空气中，铁易失电子发生氧化反应而使被腐蚀，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
4．C
【详解】A. 铁为活泼的金属，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。
5．B
【详解】A．制取光导纤维，硅单质是半导体材料，用于制作光电池，故A错误；
B．浓硫酸可以使铁钝化，所以可以用铁槽车运输，故B正确；
C．的漂白是因为它与某些有机色素结合成无色不稳定物质，涉及到化学变化，故C错误；
D．日常生产生活中钢铁的腐蚀以电化学为主，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】A．通过构成原电池，能将反应的化学能转化为电能，由于存在能量损失，则不可能将化学能全部转化为电能，A错误；
B．钢铁在潮湿的环境中腐蚀时，负极反应是，B错误；
C．在电解池中电子由阳极流向外接电源的正极，从外接电源的负极流向阴极，C正确；
D．电解精炼铜时，粗铜做阳极，在阳极参加反应的物质不一定都是铜，也可能是铝或者锌等杂质，故若阳极质量减少64g，转移电子不一定是2NA，D错误；
故选C。
7．D
【详解】A．高锰酸钾不足，可观察褪色时间，且只有草酸过量、草酸浓度不同体积相同时，才可探究草酸浓度对化学反应速率的影响，故A错误；
B．镀锌铁出现刮痕浸泡在饱和食盐水中，锌是负极，铁是正极不会溶解，应该检验锌离子才正确，故B错误；
C．挥发的乙醇及生成的乙烯均使高锰酸钾溶液褪色，由现象不能说明生成乙烯，故C错误；
D．由图知，硝酸银和氯化钠溶液反应时硝酸银过量、则后续加的碘化钠溶液和硝酸银反应必定出现碘化银黄色沉淀，不能证明氯化银能转化为碘化银，即不能证明：溶度积：
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，D正确；
答案选D。
8．A
【详解】A．二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应，装置①可用于实验室制取少量，A正确；
B．右侧为敞口体系，不能检验装置②的气密性，B错误；
C．铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境，C错误；
D．碱石灰中氢氧化钠溶于水、氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙，隔板不起作用，D错误；
故选A。
9．C
【详解】A． 在中性环境下，铁钉发生吸氧腐蚀，因此可通过甲装置中红墨水沿导管上升，说明左边试管压强减少，铁钉发生了吸氧腐蚀，故A错误；
B． 蒸发MgCl2溶液，MgCl2水解生成氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发，得到氢氧化镁，但是氢氧化镁对热不稳定，会分解为氧化镁，故B错误；
C． 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe(OH)3胶体，故C正确；
D． 除去Cl2中混有的HCl气体，气体应该长导气管进短导气管出，故D错误；
故选C。
10．A
【详解】A．地沟油的主要成分是油脂，能燃烧，回收加工成飞机燃油，可在碱性条件下发生皂化反应生成高级脂肪酸盐，制得肥皂，故A正确；
B．人体无消化纤维素的酶，故纤维素不是人体的营养物质，故B错误；
C．石墨烯属于碳单质，不是烯烃，故C错误；
D．Mg比Fe活泼，当发生化学腐蚀时Mg作负极而被腐蚀，从而阻止Fe被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D错误；
故选：A。
11．B
【详解】A．铁件与电源的正极相连为电解池的阳极发生反应Fe-2e-=Fe2+，且Cu2+应该在阴极发生还原反应，无法实现镀铜，A项错误；
B．食盐水为中性，铁钉可以发生吸氧腐蚀，反应结束具支试管的压强降低导气管中水注上升，B项正确；
C．该仪器带活塞应该为酸式滴定管，无法量取NaOH，C项错误；
D．溶液中滴入NaCl之后有AgCl和AgNO3等，加入Na2S产生黑色沉淀Ag2S。沉淀转化的一般规律溶解度大的转化为溶解度小的。但具体是AgCl转化为Ag2S还是AgNO3转化为Ag2S无法确定，D项错误；
故选B。
12．A
【分析】根据题意，该装置为原电池，通入氧气的电极为正极，即M极为正极，N极为负极，该电池本质上是钢铁的吸氧腐蚀，据此分析判断。
【详解】A．M极为正极，N极为负极，原电池中，电子从N电极经导线流向M电极，故A错误；
B．N电极为负极，发生氧化反应，该电池本质上是钢铁的吸氧腐蚀，负极的电极反应式为：Fe-2e- = Fe2+，故B正确；
C．正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- =4OH-，因此阴极区附近溶液的pH增大，故C正确；
D．电路中转移0.01mol电子时，有=0.0025mol的氧气反应，氧气的质量为0.0025mol ×32g/mol=0.08g，故D正确；
故选A。
13．A
【详解】水解生成具有吸附性的胶粒，可除去水中的悬浮物，从而达到净水的目的，故A正确；
B.电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，溶液做电解液，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，故B错误；
C.不锈钢和铝合金等耐腐蚀，所以合金也可能耐腐蚀，故C错误；
D.铸铁连接直流电源正极时作电解池阳极，加速被腐蚀，故D错误；
答案：A。
【点睛】根据点解原理：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以精炼铜时，纯铜做阴极，粗铜做阳极。
14．C
【详解】A．金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加之电解质环境，具备了原电池的构成条件，所以构成了原电池，会发生电化学腐蚀，故A正确；
B．pH为3.6的酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子得电子生成氢气，2H++2e-=H2↑，故B正确；
C．pH为3.6的酸性环境中发生析氢腐蚀，正极产生氢气，故C错误；
D．发生电化学腐蚀时金属铁被氧化为Fe2+为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故D正确；
故选：C。
15．C
【详解】A. 生铁中含有碳，易形成铁、碳原电池，导致铁易被氧化，抗腐蚀能力比纯铁弱，A正确；
B. 用锡焊接的铁质器件，焊接处铁易被氧化易生锈，B正确；
C. 太阳能电池的主要材料是高纯度的单质硅，C错误；
D. 铁管上镶嵌锌块，铁管作原电池的正极，不易被腐蚀，D正确；
故选：C
16．(1) 氧化 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) 正 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
(3) N2O5 O2+2N2O5+4e-=4 5.6 L
【解析】（1）
一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀，表明附近溶液中含有Fe2+，则铁被氧化为Fe2+，发生氧化反应；向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，说明附近溶液中含有大量OH-，溶液显碱性，则O2得到电子被还原为OH-，故该电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）
装置2是有盐桥的原电池反应，由于电极活动性：Cu＞石墨，所以石墨电极为正极，正极发生的电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；负极Cu失去电子发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，因此该电池总反应方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（3）
装置3为由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池示意图。在使用过程中，石墨II极上通入O2为正极，O2得到电子被还原，与N2O5结合为，故石墨II极上的电极反应式为：O2+2N2O5+4e-=4；在石墨电极I上+4价的N元素的氧化物NO2失去电子被氧化为+5价的N2O5，故电极反应生成的氧化物Y为N2O5。若石墨电极I上有1 mol NO2发生反应，反应转移1 mol电子，由于在同一闭合回路中电子转移数目相同，每1 molO2发生反应转移4 mol电子，则石墨II极消耗的O2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(O2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。
17． 碳 原电池 Fe-2e-=Fe2+ 2Fe(OH)3=Fe2O3.xH2O+（3-x）H2O
【详解】金属铁和铁制品中的碳与海水形成原电池，铁做负极，碳做正极，发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，金属铁做负极失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；氢氧化铁在空气中失水变为铁锈，反应的化学方程式为2Fe(OH)3=Fe2O3.xH2O+（3-x）H2O，故答案为：碳；原电池；Fe-2e-=Fe2+；2Fe(OH)3=Fe2O3.xH2O+（3-x）H2O。
【点睛】金属铁和铁制品中的碳与海水形成原电池，铁做负极，碳做正极，发生吸氧腐蚀，氧气在正极上得电子发生还原反应，金属铁做负极失电子发生氧化反应是解答关键。
18．(1)ACD
(2) 减慢 氧气的浓度
(3)O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 吸氧 容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀
(5)3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+
【详解】（1）A．用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故A正确；
B．用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故B错误；
C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故C正确；
D．换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故D正确；
故答案为：ACD；
（2）液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，分析2min时间内液柱高度变化值即可判断腐蚀的速率变化，2min时间内：1min～3、3～5、5～7、7～9min时间段液柱上升高度分别为：1.3cm、0.9cm、0.6cm、0.5cm，则铁腐蚀的速率逐渐减慢；由于铁的锈蚀是铁与氧气、水的反应，反应过程中不断消耗氧气，容器内氧气的浓度不断减小，反应速率逐渐减慢，相同时间内液柱上升的高度逐渐减弱，故答案为：减慢；氧气的浓度；
（3）向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，并且a点附近溶液出现红色，说明a点电极上有OH-生成，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（4）由图可知，0～t1时间内锥形瓶内压强增大，则0～t1时间内发生析氢腐蚀生成氢气，随着反应进行，容器内气体的压强降低，则酸不断消耗，溶液的酸性减弱，容器内发生了吸氧腐蚀，消耗氧气使容器内气体的压强降低，故答案为：吸氧；容器内氧气含量和压强都降低，所以主要是发生吸氧腐蚀；
（5）Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe钝化形成致密Fe3O4，阳极反应式为3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+，故答案为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
