专题33金属的腐蚀与防护教师版

专题33金属的腐蚀与防护1（2020•江苏高考真题）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是钢镌设施一金皿II£阴板下 钢镌设施一金皿II£阴板下 一1（即嘏）A.阴极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【答案】C【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，错误；B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，错误；C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，正确；D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，错误；故选：C。2（2019•江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，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铁、炭混合物铁、炭混合物A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；据此解题；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：Fe-2e-=Fe2+,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，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，正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，错误；综上所述，本题应选C.（2020•浙江高考真题）下列说法不正确的是（ ）．．．A．Cl会破坏铝表面的氧化膜NaHCO3的热稳定性比Na2cO3强C．KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒D.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀【答案】B【解析】A.Cl-很容易被吸附在铝表面的氧化膜上，将氧化膜中的氧离子取代出来，从而破坏氧化膜，正确；B.碳酸氢钠受热分解可产生碳酸钠、水和二氧化碳，则稳定性：NaHCO3<Na2CO3，错误；KMnO4具有强氧化性，可使病毒表面的蛋白质外壳变形，其稀溶液可用于消毒，正确；D.钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，正确；答案选B。（2018•全国高考真题）化学与生活密切相关。下列说法错误的是A.泡沫灭火器可用于一般的灭火，也适用于电器灭火B.疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法【答案】A【解析】A.泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合时发生盐的双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出CO2进行灭火。但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，会导致触电或电器短路，因此泡沫灭火器不适用于电器灭火，A错误；B.疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确；C.油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，C正确；D.电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼，Mg棒作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆(多为不锈钢或铜制)起到了保护作用，这种保护方法为：牺牲阳极的阴极保护法，D正确；故合理选项是A。5(2017•浙江高考真题)在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现，铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2,Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3,再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。於拄水1<-+—— 02OH下列说法正确的是A.铁片发生还原反应而被腐蚀B.铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O+O2+4e-===4OH-D.铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀【答案】D【解析】A、铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A错误；B、铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B错误；C、铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe2e=Fe2+,选项C错误；D、在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D正确。答案选D。6（2017•全国高考真题）［2017新课标I］支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A.外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B.通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C.高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D.通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。7（2018•北京高考真题）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。①②③I 一届时同门睛入M■■■,. 二，h1■ —14_ir—・==m=_ _锻-呻同后.七匕一二上力 *1-收出的少Jit的七£三三三寸 ,广隆附近的群漉I］ 卜匕叶,建常埼洌锹|三书三3附刖后「二事三可>二取出的少■附A■附近曲溶液在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是A.对比②③，可以判定Zn保护了FeB.对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用①的方法D.将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D【解析】A.对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护，正确；B.①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同，①可能是K3[Fe(CN)/将Fe氧化成Fe2+,正确；C对比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,正确；D.由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，错误；答案选D。8(2013•上海高考真题)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-3e=Fe3+，脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e=4OH-D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)【答案】D【解析】A.脱氧过程是放热反应，可吸收氧气，延长糕点保质期，A不正确；B.脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为Fe-2e=Fe2+,B不正确；。脱氧过程中碳做原电池正极，电极反应为2H2O+O2+4e=4OH-,C不正确；D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，铁的物质的量为0.02mol,其最终被氧化为氢氧化铁，电子转移总量为0.06mol,理论上最多能吸收氧气0.015mol,其体积在标准状况下为336mL,D正确。故选D。9(2009•江苏高考真题)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是：A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B.在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率C.MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D.电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁【答案】D【解析】A.明矾溶于水电离产生的铝离子水解形成Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化，正确；B.在海轮外壳上镶入锌块，锌、铁、海水形成原电池，锌作负极发生氧化反应，可减缓船体的腐蚀速率，正确；CMgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，正确；D.电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氢气和氯气，得不到镁，电解熔融氯化镁生成镁，错误；答案选D。10（2009•北京高考真题）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：O2+2H2O+4e-=4OH-D.工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-=Cl2f【答案】A【解析】A.铁作阳极，铁失去电子生成Fe2+,铁电极溶解，错误；B.Zn的活泼性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体，正确；C.钢铁发生吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子，与水生成OH-,正确；D.C1—先于OH-放电，电解饱和食盐水时，C1—在阴极失去电子变为Cl2,正确；本题答案选A。（2013•北京高考真题）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接镁块【答案】A【解析】A.水中的钢闸门连接电源负极，阴极上得电子被保护，所以属于使用外加电流的阴极保护法，正确；B.金属护拦表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外加电源，错误；C.汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，错误；D.镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护地下钢管而防止铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误；故选A。（2010•北京高考真题）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e-=Fe3+【答案】B【解析】A.用电解原理保护金属时，金属应作电解池阴极，应该与原电池负极连接，错误；B.常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内部金属不被腐蚀，正确；C.钢管、铜管和雨水能构成原电池，铁作原电池负极而容易被腐蚀，错误；D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-2e=Fe2+,错误。答案选B。（2018•上海高考真题）如图所示，具支试管内壁用水湿润后，放入铁粉、碳粉，导管插入到红墨水中。下列描述错误的是（）水湿运"候能f杠理水A.具支试管底部发热B.负极电极反应式：Fe-2e-=Fe2+C.反应结束后，最终导管内液面下降D.正极电极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH-【答案】C【解析】由题干信息分析可知，该装置中Fe和C形成原电池发生吸氧腐蚀，Fe作负极失去电子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+,C作正极，O2在正极得到电子，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,据此分析解答问题。A.Fe发生吸氧腐蚀，是放热反应，因此具支试管底部会发热，正确；B.由上述分析可知，Fe作负极失去电子，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+,正确；C.具支试管中氧气被消耗，压强减小，与外界压强形成气压差，则导管内液面会上升，错误；D.根据上述分析，C作正极，O2在正极得到电子，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,D选项正确；答案选C。（2012・海南高考真题）下列叙述错误的是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.在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D.铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀【答案】C【解析】A、生铁中含有碳，形成了原电池，铁被腐蚀速度加快，故抗腐蚀能力比纯铁弱，正确；B、用锡焊接的铁质器件，锡与铁形成原电池，铁作负极，被腐蚀，故焊接处易生锈，正确；C、在铁制品上镀铜时，镀件为阴极，铜盐为电镀液，错误；D、铁管上镶嵌锌块，锌铁形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，故铁管不易被腐蚀，正确；综上，本题选择C。15(2010•上海高考真题)铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有铁屑的试B.铁屑不生锈，试管内液面高度不变C.铁屑生锈，试管内液面上升D.铁屑生锈，试管内液面高度不变【答案】C【解析】铁在有水和氧气并存时易生锈，铁生锈消耗氧气，能使试管内的压强变小。将盛有铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中，装置中的铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，电池反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，最终Fe(OH)3失水生成铁锈，反应消耗氧气，使试管内气压减小，试管内液面上升，答案选C。16(2019•上海高考真题)关于下列装置，叙述错误的是()A.石墨电极反应O2+4H++4e—2H2OB.鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀，加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀D.加入HCl,石墨电极反应式：2H++2e—H2T【答案】A【解析】A.石墨电极为正极，溶液为中性，空气中的氧气得到电子，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,错误；B.鼓入少量空气，增加氧气的浓度，加快反应速率，正确；，加入少量氯化钠，溶液导电能力增强，能加快铁的腐蚀，正确；D.加入氯化氢，发生析氢腐蚀，石墨电极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e—H2T,正确；答案选A。17（2015・上海高考真题）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是（）铁片干「二了二*透聿-电极.海水震全d为石墨，铁片腐蚀加快d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-d为锌块，铁片不易被腐蚀d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e-=H2T【答案】D【解析】A、由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fez+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B、d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-,正确；C、若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe,Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D、d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-,错误。答案选D。18（2012•山东高考真题）下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B.图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D.图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【答案】B【解析】A、图a中应该是与溶液液面接触处最易腐蚀，因为与氧气接触面积大，A错；B、图b中，开关置于N处，形成原电池，N处中Zn腐蚀加快，B错；C、图c中接通开关，Zn做负极，发生析氢腐蚀，Zn腐蚀加快，Pt是产生气泡加快，C错；D、图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀，Zn是负极，发生氧化反应，因而主要是由Zn的氧化作用引起的，D正确。答案选D。19(2011•北京高考真题)结合右图判断，下列叙述正确的是a.i和n种正极均被保护b.i和n中负极反应均是八一■',c.i和n中正极反应均是二)二」।「门d.i和n中分别加入少量■・溶液，均有蓝色沉淀【答案】a【解析】a.题给装置i、n都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，正确；B.I中的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+,而n中负极是铁，反应式为：Fe-2e-=Fe2+,错误；，1溶液显中性，其电极反应式为：O+2HO+4e-=4OH-，而n溶液22显酸性，电极反应式为：2H++2e-=H匕错误；，1中没有F2+,不能与号5e(CN)]生成蓝色2 36的Fe[Fe(CCN)]沉淀，错误。综上所述，本题正确答案为A。a 6220(2017•江苏高考真题)下列说法正确的是A.反应N2(g)+3H2(g)^^2NH3⑷的AH<0,AS>0B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀C.常温下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6x10-12,pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+长5.6义10-4mol-L-1D.常温常压下，锌与稀H2SO4反应生成11.2LH2,反应中转移的电子数为6.02x1023【答案】BC【解析】A.该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，△8<0,A错误；B.锌比铁活泼，形成原电池时锌做负极，所以可以减缓钢铁管道的腐蚀，B正确；C.常温下，在pH=10的溶液中，c(OH-)=1re K 5.6x10-12义10-4mol/L,溶液中含Mg2+浓度最大值为一(OH)=( }=5.6x10-4mol/L,C正确；D.在锌和稀硫酸的反应中每生成1molH2，电子转移的数目为2mole-,在常温常压下，11.2LH2的物质的量不是0.5mol,所以反应中转移的电子数不是6.02x1023,D不正确。答案选BC。21（2014•福建高考真题）铁及其化合物与生产、生活关系密切。（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。腐性采1用:的腐性采1用:的①该电化腐蚀称为②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是（填字母）。【答案】（1）①吸氧腐蚀 ②B【解析】⑴①钢铁在海水（中性环境）中发生的应该是吸氧腐蚀。②在B点的海水中氧气浓度最大，发生的吸氧腐蚀最快，生成的铁锈最多。22（2015•重庆高考真题）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。（5）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。■参ft拒桢傅b兀体用足①腐蚀过程中，负极是 （填图中字母"a”或"b”或"c”）；②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u2（OH）3Cl，其离子方程式为；③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为 L（标准状况）。【答案】（5）①c②2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl；③0.448【解析】（5）①根据图示，腐蚀过程中，铜失电子生成Cu2+,则负极是铜，选c；

②根据上述分析，正极产物是OH-,负极产物为Cu2+,环境中的Cl-扩散到孔口，与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3cl，则离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3cM③4.29gCu2(OH)3Cl的物质的量为4.29/241.5=0.02mol根据铜原子守恒，Cu2+的物质的量为0.04mol,负极反应为：2Cu-4e-=2Cu2+,正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,根据正负极放电量相等，则理论上耗氧体积为0.02molx22.4L-mol-i=0.448L.23(2014•安徽高考真题)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.5