人教版高中化學選修一專項練習：金屬的腐蝕與防護（四大題型）

專題4.3金屬的腐蝕與防護

，題型梳理

【題型1金屬銹蝕的原理】

【題型2金屬的防護措施】

【題型3實驗探究影響金屬銹蝕的因素】

【題型4金屬防護在生產中的實際應用】

，舉一反三

【題型1金屬銹蝕的原理】

【例1］科學研究發現金屬生銹時，銹層內如果有硫酸鹽會加快金屬的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列說

法錯誤的是

A.鋼鐵的腐蝕中正極電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OFT

B.酸雨地區的鋼鐵更易被腐蝕

C.Fe(OH)2生成FeO(OH)反應的化學方程式為2Fe(OH)2+O2=FeO(OH)+H2O

D.硫酸鹽加速電子傳遞，有一定的催化劑作用

【答案】C

【分析】由圖可知鋼鐵發生吸氧腐蝕。

【詳解】A.鋼鐵發生吸氧腐蝕時C作正極，氧氣在正極得電子，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH，

A正確；

B.酸性溶液可以加速鐵的銹蝕，B正確；

C.Fe(OH)2不穩定，易被氧氣氧化生成FeO(OH),反應為4Fe(OH)2+O2=4FeO(OH)+2H2O,C

錯誤；

D.已知，銹層內如果有硫酸鹽會加快金屬的腐蝕，硫酸鹽能增加導電性，加速電子傳遞，有一定的催化

劑作用，D正確；

故選c。

【變式1?1】在生產、生活中，金屬腐蝕會帶來嚴重的經濟損失。下列說法正確的是

A.銅腐蝕后生成的銅綠為Cu(OH)2

B.工業上用石墨作電極電解熔融氧化鋁冶煉鋁時，陽極需定期更換

C.鋼鐵發生吸氧腐蝕時，負極反應是Fe-3e=Fe3+

D.海水中的鋼閘門接直流電源正極，惰性輔助電極作陰極并放入海水中，可保護鋼閘門不生銹

【答案】B

【詳解】A.銅綠為堿式碳酸銅，其化學組成一般可表示為Cm(OH)2CO3,選項A錯誤；

B.工業上用石墨電極電解熔融AbCh冶煉鋁時，陽極上生成氧氣，石墨高溫下容易被氧氣氧化因此需定

期更換，選項B正確；

C.鋼鐵發生吸氧腐蝕時，Fe作負極，Fe失電子生成Fe2+,則負極反應是Fe-25=Fe?',選項C錯誤；

D.海水中的鋼閘門接直流電源負極，情性輔助電極作陽極并放入海水中，可保護鋼閘門不生銹，選項D

錯誤；

答案選B。

【變式1?2】如圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和鹽酸，各加入生鐵塊，放置

一段時間。下列有關描述錯誤的是

A.生鐵塊中的碳是原電池的正極

B.紅墨水柱兩邊的液面變為左低右高

C.兩試管中相同的電極反應式是Fe-2e二Fe?+

D.a試管中發生了吸氧腐蝕，b試管中發生了析氫腐蝕

【答案】B

【分析】生鐵中含有鐵和碳，鐵、碳和電解質溶液構成了原電池，較活潑的金屬鐵作負極，碳作正極，負

極上鐵失電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應；a試管中是中性溶液，發生吸氧腐燭，b試管中

是酸性溶液，發生析氫腐蝕。

【詳解】A.由分析可知，生鐵塊中的碳是原電池的正極，A正確；

B.a試管中是中性溶液，發生吸氧腐蝕，b試管中是酸性溶液，發生析氫腐蝕，所以a試管內氣體的氧氣

減少，壓強減小，b試管內氣體的壓強增大，導致U型管內紅墨水左高右低，B錯誤；

C.a試管中發生吸氧腐蝕，b試管中發生析氫腐蝕，負極上均發生電極反應Fe-2e-Fe2+,C正確：

D.由分析可知，a試管中發生吸氧腐蝕，b試管中發生析氫腐蝕，D正確；

故選B。

【變式1?3】寒冷的冬季，保暖貼已普遍使用。暖身貼是由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成的，原

料層置于無紡布袋內，明膠層用于使暖貼粘附在衣服上。原料層是由鐵粉、活性炭、無機鹽、水等合成的

聚合物。下列說法正確的是

A.保暖貼中發生的反應是由原電池原理引發的化學反應

B.保暖貼中的反應是鐵與氧氣的反應，反應速率很慢

C.保暖貼中的能量轉化方式是化學能轉化為電能

D.保暖貼中的活性炭是原電池的負極

【答案】A

【分析】由鐵粉、活性炭、無機鹽、水等合成的聚合物，則鐵粉為負極，失電子產生亞鐵離子，活性炭為

正極，氧氣得電子產生氫氧根離子；

【詳解】A.根據分析可知，保暖貼中發生的反應是由原電池原理引發的化學反應，選項A正確；

B.原電池引發反應，化學反應速率很快，選項B錯誤；

C.反應放熱使溫度升高，則化學能轉化為熱能，選項C錯誤；

D.活性炭是電池的正極，選項D錯誤；

答案選A。

【變式1?4】炒過菜的鐵鍋未及時洗凈（殘液中含NaCD,不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑。腐蝕原

理如圖所示，下列說法正確的是

電解質溶液多孔鐵銹

A.腐蝕過程中，負極是C

B.Fe失去電子經電解質溶液轉移給C

C.正極的電極反應式為4OH--40=2H2O+O2T

D.C是正極，02在C表面上發生還原反應

【答案】D

【詳解】A.鐵鍋中含有的Fe、C和電解質溶液構成原電池，活潑金屬為負極，故負極是Fe,A項錯誤；

B.原電池中電子由負極Fe經外電路向正極C移動，在電解質溶液中依靠離子的移動導電，B項錯誤；

C.該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH,C項

錯誤；

D.該原電池中，C為正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，故D正確；

故選D。

【變式1-5］研究青銅器在潮濕環境中發生的腐蝕對于文物保護和修更有重要意義。如圖為青銅器在潮濕

環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖。卜.列說法錯誤的是

a:多孔粉狀銹

Cu29Hhe1

b:多孔催化層

c:青銅基體

A.青銅基體做負極

B.青銅器在潮濕環境中不發生化學腐蝕

-

C.O?參與的反應為：O2+4e+2H2O=4OH

2+

D.環境中的與正負極的產物形成a的離子方程式為：2Cu+3OH+CI=Cu2(OH)QI

【答案】B

【詳解】A.根據圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，則Cu作負

極被氧化，腐蝕過程中，c(青銅基體)做負極，故A正確；

B.青銅器在潮濕環境中也會與氧氣、二氧化碳、水反應生成堿式碳酸銅，也會發生化學腐蝕，故B錯

誤；

C.氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，電極反應式為：O2+4e-2H20=40H，故C正確；

D.。一擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cm(OH)3CI,負極上生成銅

離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應生成CU2(0H)3。

沉淀，離子方程式為2cli2++3OH+C1=Cu2(OH)3。I,故D正確。

答案選Bo

【題型2金屬的防護措施】

［例2］我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象，在鐵帽上加鋅環能有效防止鐵帽的腐蝕,

防護原理如圖所示。卜.列說法錯誤的是

有

流

電

方

向

A.通電時，鋅環是陽極，發生氧化反應

B.通電時，陰極上的電極反應為2H2O+2e—=H2f+20H一

C.斷電時，鋅環上的電極反應為Zn-2e=Zn2+

D.斷電時，則不能防止鐵帽被腐蝕

【答案】D

【詳解】A.通電時，鋅環連接電源正極，所以鋅為陽極，陽極發生氧化反應，故A正確；

B.陰極為溶液中氫離子得電子，所以發生的電極反應為2H2O+2e=H2t+20H,故B正確;

C.斷電時發生原電池反應，鋅環失電子作負極，電極反應為Zn-2e-=Zn2+,故C正確；

D.斷電時鋅作負極，屬于犧牲陽極的陰極保護法，可以防止鐵帽被腐蝕，故D錯誤;

故選：Do

【變式2?1】卜列防止鋼鐵腐蝕的方法中，屬于犧牲陽極的陰極保護法的是

【答案】B

【詳解】A.犧牲陽極的陰極保護法屬于原電池保護，選項中鐵管道為陰極，該方法屬丁?外加電源保護

法，A錯誤;

B.選項中Mg作負極，對作正極的鋼鐵水管起到保護作用，屬于犧牲陽極的陰極保護法，B正確;

C.鋼閘門在陽極發生氧化反應，加快鋼閘門腐蝕，C錯誤；

D.噴油漆屬于隔絕氧氣保護方法，D錯誤；

故答案為：Bo

【變式2?2】港珠澳大橋設計使用壽命為120年，對橋體鋼構件采用了多種防腐方法。下列分析錯誤的是

A.防腐原理主要是避免發生反應：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

B.采用外加電流的陰極保護法時需外接鎂、鋅等作輔助陽極

C.鋼構件表面噴涂環氧樹脂涂層，是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池

D.鋼構件可采用不銹鋼材料以減緩電化學腐蝕

【答案】B

【詳解】A.鋼在潮濕的空氣中容易發生吸氧腐蝕，發生的主要反應有2Fe+Ch+2H2O=2Fe(OH)2等，

故A說法正確；

B.外接鎂、鋅等作輔助陽極屬于犧牲陽極的陰極保護法，采用外加電流的陰極保護時需外接電源，故B

說法錯誤；

C.鋼構件表面噴涂環氧樹脂涂層，可以隔絕空氣、水等防止形成原電池，防止鐵發生電化學,腐蝕，故C

說法正確；

D.不銹鋼具有較強的抗腐蝕性，采用不銹鋼材料做鋼構件可以防止或減緩電化學腐蝕，故D說法正確；

答案選B。

【變式2?3】出土于陜西的兩千多年前的越王劍(主要成分為鐵)，該劍劍格左右側皆以鳥蟲書體鑄刻“王

戊"二字，時至如今，依然鋒利。劍脊含銅量較多，韌性好，不易折斷；刃部含錫高，硬度強，可見其性

能優異，鍛造技術優良。關于金屬的腐蝕與防護，卜.列說法錯誤的是

A.鐵與銅、錫構成原電池時，鐵為負極

B.防止鐵管被腐蝕，可以利用電解池原理的犧牲陽極保護法，鐵做陰極被保護

C.生活中，為了防止鐵板被腐蝕，可以在鐵板上鍍銅或者鍍鋅，鍍鋅效果更好

D.銅碳合金在強酸性條件下不會發生析氫腐蝕

【答案】B

【詳解】A.鐵的活潑性比銅、錫強，則鐵與銅、錫構成原電池時，鐵為負極，A正確；

B.犧牲陽極保護法，不是電解池原理、是原電池原理，鐵做正極被保護，B錯誤；

C.在鐵板上鍍銅或者鍍鋅，鍍層把鐵與周圍環境隔絕而防止了鐵的腐蝕，鍍鋅效果更好，是因為白鐵皮

(鍍鋅鐵)表面鍍層被劃傷后，形成原電池時鋅為負極，鐵為正極，鍍層仍能對鐵起到保護作用，C正

確；

D.鋼鐵發生析氫腐蝕時，電池總反應首先是鐵與氫離子生成亞鐵離子和氫氣，銅碳合金在強酸性條件下

銅不與氫離子反應，故不會發生析氫腐蝕，D正確；

選B。

【變式2?4】在缺氧的深層潮濕土壤中，厭氧細菌會促進鋼鐵發生厭氧腐蝕，其原理如圖所示。為抑制腐

蝕的發生，通常將鋼管、石墨電極分別與外接電源相連，使鋼管表面形成致密的Fe3O4薄膜。下列說法不

、厭氧細菌、

B.腐蝕過程中存在SO；+4心S+4H2O

C.每生成ImolFeS,電路中轉移的電子數為2NA

D.通電后電子從鋼管流向石墨電極，再經潮濕的土壤回到鋼管

【答案】D

【詳解】A.已知：為抑制腐蝕的發生，通常將鋼管、石墨電極分別與外接電源相連，使鋼管表面形成致

密的FeaO」薄膜，則鐵被氧化，鐵為陽極不是陰極，故上述保護方法屬于陽極電保護法，A正確：

,厭氧細菌，

B.由圖可知：腐蝕過程中存在SO：+4%'S2-+4H?O,B正確；

C.Fe變為Fe?+時轉移2個電子，則每生成ImolFeS,最終轉移的電子數為2NA,C正確：

D.通電后電子從鋼管流向石墨電極，但電子不會進入電解液，故不會經潮濕的土壤回到鋼管，D錯誤；

故選D。

【題型3實驗探究影響金屬銹蝕的因素】

【例3】某化學小組通過手持技術探究鐵釘在4種溶液中的吸氧腐蝕實驗，相關數據如表所示。

實驗裝置實驗編號浸泡液pH氧氣體枳分數隨時間的變化

①1.Omol/LNH4C15

②0.5mol/L（NH4）,SO45

③

21

7

CI

l/LNa

l.Omo

數輒

據氣線20

采傳

集感會19

器器

18

④

7

4

a2so

ol/LN

0.5m

，7

0

300

240

180

120

60

/min

時間

：

構成

步驟

由3個

的過程

被氧化

在負極

已知鐵

+

H;

物）

（吸附

）ads

（OH

Fe

q-"=

+H

①Fe

+

+

；

eOH

e=F

物）-

（吸附

）ads

（OH

②Fc

2+

O。

+H

Fe

+H=

OH"

③Fc

2

的是

錯誤

說法

下列

e2+

2e.=F

為Fe-

反應式

的負極

氧腐蝕

鐵釘吸

A.

-

=4OH

2HO

e-+

。2+4

式均為

極反應

驗的正

上述實

B.

2

溶液

〈中性

性溶液

：弱酸

蝕速率

吸氧腐

的平均

，鐵釘

in內

00m

C.3

進行

繼續

反應

阻礙

成，

化物生

進氫氧

增強促

液堿性

由于溶

可能是

陡