《第4节 金属的腐蚀与防护》（同步训练）高中化学选择性必修1-鲁科版-2024-2025学年

《第4节金属的腐蚀与防护》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、金属的腐蚀通常是最常见的化学腐蚀类型之一，哪种环境最易导致金属的电化学腐蚀？A、干燥的空气B、浸泡在纯水中C、浸泡在海水中D、放置在高温状态下2、下列关于金属腐蚀的描述错误的是（）A.金属腐蚀是一种化学反应过程，会导致金属表面的物质质量减少B.金属腐蚀按照腐蚀机理可分为电化学腐蚀和化学腐蚀C.防止金属腐蚀的主要方法是采用防护涂层、阴极保护等手段D.金属腐蚀会对人类生活造成严重危害，如导致建筑结构安全隐患3、下列关于金属腐蚀的描述，错误的是：A、金属腐蚀是指金属在周围环境中因化学反应或电化学反应而逐渐损坏的现象。B、金属的腐蚀会导致金属构件强度降低，影响使用寿命。C、金属腐蚀通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。D、金属腐蚀的速率可以通过控制环境因素如温度、湿度、氧气浓度等来减缓。4、关于金属腐蚀与防护，下列说法不正确的是（）A、金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。B、在潮湿的空气中，铁制品主要发生的是电化学腐蚀。C、牺牲阳极的阴极保护法属于电化学防腐的一种方法。D、在金属表面涂刷油漆可以有效防止金属腐蚀。5、下列关于金属腐蚀现象的描述，正确的是（）A.在空气中，所有金属都会发生氧化反应B.在潮湿的环境中，金属表面会产生电化学腐蚀C.塑料和木材不会发生腐蚀现象D.金属腐蚀的速度在高温下会减慢6、以下哪种方法可以有效地减缓金属的腐蚀速度？（）A、提高金属的表面温度B、增加金属表面的水分C、在金属表面涂覆防护膜D、将金属放置在潮湿的环境中7、金属腐蚀是化学中一个重要的概念，以下哪种方法不属于金属的电化学保护方法？A、牺牲阳极的阴极保护法B、外加电流的阴极保护法C、表面涂覆油漆D、锌涂覆层保护解析：此题考察金属电化学保护方法。电化学保护方法主要包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。牺牲阳极的阴极保护法是通过连接一个比待保护的金属更活泼的金属（牺牲阳极）来产生电流，从而保护待保护的金属；外加电流的阴极保护法则是通过外部直流电源将电流注入金属表面，使其表面成为阴极被保护。然而，表面涂覆油漆和锌涂覆层保护是通过形成一层非导电的保护层隔绝金属与电解质溶液接触，从而达到保护金属的效果，属于化学保护，而非电化学保护。8、以下哪种情况下，金属发生电化学腐蚀的可能性最大？A、金属在高真空环境中B、金属表面清洁无杂质C、金属表面形成一层致密的保护膜D、金属处于电解质溶液中9、为了防止铁制桥梁生锈，下列哪种方法是最有效的？A.涂油漆B.镀锌C.浸泡在盐水中D.暴露在干燥空气中10、下列关于金属腐蚀的描述，错误的是：A.金属腐蚀是金属表面与周围介质发生化学反应而破坏的现象。B.金属腐蚀会导致金属结构强度降低、使用寿命缩短。C.金属腐蚀通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀。D.金属腐蚀只会发生在金属表面，不会影响金属内部结构。11、金属腐蚀的基本类型中，某类腐蚀过程中，金属与电解液直接接触，发生氧化还原反应，从而导致金属失去电子。这类腐蚀叫做（）。A、电化学腐蚀B、化学腐蚀C、物理腐蚀D、吸氧腐蚀12、在下列金属腐蚀防护方法中，不属于电化学防护的是（）A.镀锌B.混凝土结构中的钢筋不允许锈蚀，应将其埋入混凝土中C.地下金属管道外铺设一层橡皮D.镀锡13、钢铁在下列哪种环境中最容易发生电化学腐蚀？A.干燥空气中B.海水中C.蒸馏水中D.氮气中14、在下列金属防护方法中，不属于阴极保护法的是（）A.镀锌法B.掺杂法C.阴极保护法D.阳极保护法15、铁钉在潮湿的环境中容易被腐蚀，其主要原理为：A、2Fe+O₂+2H₂O→2Fe(OH)₂B、2Fe+3Cl₂→2FeCl₃C、2Fe+6HCl→2FeCl₃+3H₂↑D、Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu16、下列哪种金属在含有硫化物的环境中易发生局部腐蚀？A.铁B.铝C.镍D.锌二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：钢铁在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀。假设在一个中性环境中，铁作为阳极发生氧化反应，氧气在阴极处被还原。请写出该电化学腐蚀过程中的阳极反应方程式、阴极反应方程式以及总的电池反应方程式。此外，简要解释如何通过改变其中一个条件来减缓这种腐蚀过程。第二题题目：某工厂为防止金属制品在潮湿空气中生锈，采用了以下几种防护措施，请分析其原理及效果。（1）在金属制品表面涂一层油漆；（2）在金属制品表面镀一层锌；（3）在金属制品表面电镀一层不锈钢；（4）在金属制品表面进行阳极氧化处理。请回答以下问题：1.以上四种措施中，哪些属于物理防护方法？哪些属于化学防护方法？2.分别说明这些防护措施的作用原理。3.从实际应用效果来看，哪种方法最有效？为什么？第三题题目内容对于钢铁制品常用的电化学防护方法之一是牺牲阳极的阴极保护法，采用锌块作为牺牲阳极。请回答下列问题：1.简述牺牲阳极的阴极保护法的工作原理。2.说明为什么锌块作为牺牲阳极材料时，能够有效保护钢铁制品免受腐蚀？3.在实际应用中，为何要选择锌块而非其他金属作为牺牲阳极？请从电化学角度分析。答案与解析第3题1.简述牺牲阳极的阴极保护法的工作原理。2.说明为什么锌块作为牺牲阳极材料时，能够有效保护钢铁制品免受腐蚀？3.在实际应用中，为何要选择锌块而非其他金属作为牺牲阳极？请从电化学角度分析。第四题题目：下列关于金属腐蚀与防护措施的描述，正确的是哪一项？A.通常用于防止金属腐蚀的是镀层防护，即在金属表面涂覆一层化学性质不同的金属或合金，以防止电化学腐蚀。B.氧化锌是一种常用的腐蚀抑制剂，它主要通过形成一层保护膜来防止金属腐蚀。C.在高压下使用氯气和金属反应，可以在金属表面形成一层致密的氧化膜，从而达到防止腐蚀的目的。D.在腐蚀性环境中，可以采用阴极保护法，通过附着一块预先腐蚀过的金属（称为阳极）在待保护的金属上，使电流通过阳极流向待保护的金属。《第4节金属的腐蚀与防护》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、金属的腐蚀通常是最常见的化学腐蚀类型之一，哪种环境最易导致金属的电化学腐蚀？A、干燥的空气B、浸泡在纯水中C、浸泡在海水中D、放置在高温状态下答案：C解析：金属的电化学腐蚀通常需要一定湿度的环境，特别是在电解质溶液中更为显著。海水（选项C）含有多种离子，能够形成电解质，易于促进电化学腐蚀的发生。干燥的空气（选项A）虽然干燥，但空气中的水汽和其他离子仍然可以促进金属腐蚀，但不如海水直接提供电解质。纯水（选项B）虽然可以促进电化学反应，但缺乏足够的离子来形成完整电路，因此腐蚀速率较慢。高温（选项D）虽然会加速某些类型的化学反应，但并不一定是电化学腐蚀的主要介质。因此，最佳答案是C。2、下列关于金属腐蚀的描述错误的是（）A.金属腐蚀是一种化学反应过程，会导致金属表面的物质质量减少B.金属腐蚀按照腐蚀机理可分为电化学腐蚀和化学腐蚀C.防止金属腐蚀的主要方法是采用防护涂层、阴极保护等手段D.金属腐蚀会对人类生活造成严重危害，如导致建筑结构安全隐患答案：A解析：本题考查对金属腐蚀基本概念的理解。选项A中，金属腐蚀确实会导致金属表面的物质质量减少，描述正确。选项B中，金属腐蚀按照腐蚀机理可分为电化学腐蚀和化学腐蚀，描述正确。选项C中，防止金属腐蚀的主要方法确实是采用防护涂层、阴极保护等手段，描述正确。选项D中，金属腐蚀确实会对人类生活造成严重危害，如导致建筑结构安全隐患，描述正确。因此，错误的描述为选项A。3、下列关于金属腐蚀的描述，错误的是：A、金属腐蚀是指金属在周围环境中因化学反应或电化学反应而逐渐损坏的现象。B、金属的腐蚀会导致金属构件强度降低，影响使用寿命。C、金属腐蚀通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。D、金属腐蚀的速率可以通过控制环境因素如温度、湿度、氧气浓度等来减缓。答案：D解析：选项D的描述是错误的。金属腐蚀的速率可以通过控制环境因素如温度、湿度、氧气浓度等来减缓，但并不是通过控制金属本身的性质来减缓。金属的性质（如电化学活性、耐腐蚀性等）决定了其在不同环境中的腐蚀速率，而控制环境因素则是通过改变腐蚀条件来减缓腐蚀过程。因此，D选项与题干要求选择错误描述不符。4、关于金属腐蚀与防护，下列说法不正确的是（）A、金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。B、在潮湿的空气中，铁制品主要发生的是电化学腐蚀。C、牺牲阳极的阴极保护法属于电化学防腐的一种方法。D、在金属表面涂刷油漆可以有效防止金属腐蚀。答案：D解析：选项D的说法不正确，金属表面涂刷油漆可以有效隔绝氧气和水分，从而防止金属发生电化学腐蚀，但并不是唯一的方法。保护金属不受腐蚀的方法还包括牺牲阳极的阴极保护法、阴极保护法、添加缓蚀剂等。选项D只是其中的一种方法，并不能广泛适用于所有金属的腐蚀防护。5、下列关于金属腐蚀现象的描述，正确的是（）A.在空气中，所有金属都会发生氧化反应B.在潮湿的环境中，金属表面会产生电化学腐蚀C.塑料和木材不会发生腐蚀现象D.金属腐蚀的速度在高温下会减慢答案：B解析：选项A错误，因为在空气中，并非所有金属都会发生氧化反应，只有那些活泼的金属如铁、铝等会发生氧化反应；选项B正确，潮湿环境中的金属表面会因为水膜的存在而发生电化学腐蚀；选项C错误，塑料和木材虽然不像金属那样发生化学反应腐蚀，但也会受到环境因素的影响而发生老化现象；选项D错误，金属腐蚀的速度在高温下通常会加快，而不是减慢。因此，正确答案是B。6、以下哪种方法可以有效地减缓金属的腐蚀速度？（）A、提高金属的表面温度B、增加金属表面的水分C、在金属表面涂覆防护膜D、将金属放置在潮湿的环境中答案：C解析：选项A提高金属表面温度会使金属表面蒸发加快，加速腐蚀；选项B增加水分会促进电化学腐蚀；选项D将金属放置在潮湿的环境中也会加速腐蚀。而选项C在金属表面涂覆防护膜可以隔绝金属与腐蚀性介质（如氧气、水等）的接触，从而减缓金属的腐蚀速度。7、金属腐蚀是化学中一个重要的概念，以下哪种方法不属于金属的电化学保护方法？A、牺牲阳极的阴极保护法B、外加电流的阴极保护法C、表面涂覆油漆D、锌涂覆层保护解析：此题考察金属电化学保护方法。电化学保护方法主要包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。牺牲阳极的阴极保护法是通过连接一个比待保护的金属更活泼的金属（牺牲阳极）来产生电流，从而保护待保护的金属；外加电流的阴极保护法则是通过外部直流电源将电流注入金属表面，使其表面成为阴极被保护。然而，表面涂覆油漆和锌涂覆层保护是通过形成一层非导电的保护层隔绝金属与电解质溶液接触，从而达到保护金属的效果，属于化学保护，而非电化学保护。答案：C8、以下哪种情况下，金属发生电化学腐蚀的可能性最大？A、金属在高真空环境中B、金属表面清洁无杂质C、金属表面形成一层致密的保护膜D、金属处于电解质溶液中答案：D解析：金属发生电化学腐蚀的一个重要条件就是电解质溶液的存在，电解质溶液中的离子可以通过金属表面的微电池作用，引起金属的氧化还原反应。因此，选项D金属处于电解质溶液中，发生电化学腐蚀的可能性最大。其他选项中，高真空环境和没有电解质的保护膜虽能一定程度上减缓腐蚀，但仍然不能完全避免电化学腐蚀。9、为了防止铁制桥梁生锈，下列哪种方法是最有效的？A.涂油漆B.镀锌C.浸泡在盐水中D.暴露在干燥空气中答案：B解析：防止金属腐蚀的方法有多种，包括物理方法和化学方法。涂油漆可以形成一层保护膜隔绝空气中的氧气和水分，但是它容易被破坏，一旦油漆破损，水汽就能接触金属表面导致腐蚀。镀锌是一种电化学保护法，通过在铁制品表面镀上一层锌，利用锌比铁更易氧化的特性来牺牲自身保护铁不受腐蚀，这种方法效果好且持久。浸泡在盐水中会加速金属腐蚀，因为盐水作为电解质溶液能促进电化学腐蚀过程。暴露在干燥空气中虽然能减少水分对金属的影响，但在实际环境中很难保持长期干燥，而且空气中的二氧化碳等物质也可能造成腐蚀。因此，最有效的方法是镀锌，故选B。10、下列关于金属腐蚀的描述，错误的是：A.金属腐蚀是金属表面与周围介质发生化学反应而破坏的现象。B.金属腐蚀会导致金属结构强度降低、使用寿命缩短。C.金属腐蚀通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀。D.金属腐蚀只会发生在金属表面，不会影响金属内部结构。答案：D解析：金属腐蚀是金属表面与周围介质发生化学反应而破坏的现象，确实会导致金属结构强度降低、使用寿命缩短。金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，这两种腐蚀形式都会对金属内部结构产生影响。因此，选项D错误，金属腐蚀不仅会发生在金属表面，也会影响金属内部结构。11、金属腐蚀的基本类型中，某类腐蚀过程中，金属与电解液直接接触，发生氧化还原反应，从而导致金属失去电子。这类腐蚀叫做（）。A、电化学腐蚀B、化学腐蚀C、物理腐蚀D、吸氧腐蚀答案：A解析：电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生氧化还原反应，导致金属失去电子，产生腐蚀。这类腐蚀过程涉及到氧化还原反应和电流的产生，因此归类为电化学腐蚀。而在化学腐蚀过程中，金属与电解质发生化学反应，但没有电流产生。物理腐蚀则是金属因物理因素直接导致的腐蚀，如磨损等，不涉及化学反应。吸氧腐蚀是电化学腐蚀的一种特殊类型，主要发生在含有氧气的潮湿环境中，但作为基本分类，电化学腐蚀已涵盖了此类腐蚀。因此选择A。12、在下列金属腐蚀防护方法中，不属于电化学防护的是（）A.镀锌B.混凝土结构中的钢筋不允许锈蚀，应将其埋入混凝土中C.地下金属管道外铺设一层橡皮D.镀锡答案：C解析：镀锌是利用锌比铁更活泼，当锌与铁接触时会形成原电池，锌作为负极先被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀，这是电化学防护。混凝土结构中的钢筋不允许锈蚀，是利用钢筋与混凝土之间的电流传递，减缓钢筋的腐蚀速度，也属于电化学防护。镀锡是利用锡的化学性质不活泼，降低铁的腐蚀速率，属于物理防护。而地下金属管道外铺设一层橡皮，是通过物理隔离金属与腐蚀介质，不涉及电化学原理，因此不属于电化学防护。13、钢铁在下列哪种环境中最容易发生电化学腐蚀？A.干燥空气中B.海水中C.蒸馏水中D.氮气中答案：B解析：钢铁的电化学腐蚀需要水和氧气作为介质，其中电解质溶液的存在会加速腐蚀过程。海水中含有大量的电解质（如氯化钠），能显著提高腐蚀速率。因此，在海水中钢铁比在干燥空气、蒸馏水或氮气中更容易发生电化学腐蚀。选项B正确。14、在下列金属防护方法中，不属于阴极保护法的是（）A.镀锌法B.掺杂法C.阴极保护法D.阳极保护法答案：B解析：阴极保护法是一种通过在金属表面施加保护措施，使金属成为阴极，从而防止金属发生腐蚀的方法。镀锌法、阴极保护法和阳极保护法都属于阴极保护法。掺杂法是指在金属中掺入其他元素，改变金属的性质，增强其抗腐蚀能力，不属于阴极保护法。因此，选项B是正确答案。15、铁钉在潮湿的环境中容易被腐蚀，其主要原理为：A、2Fe+O₂+2H₂O→2Fe(OH)₂B、2Fe+3Cl₂→2FeCl₃C、2Fe+6HCl→2FeCl₃+3H₂↑D、Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu答案：A解析：铁在潮湿环境中容易与氧气和水反应生成氢氧化亚铁（2Fe+O₂+2H₂O→2Fe(OH)₂）。这一过程是铁的吸氧腐蚀，因此选项A是正确的。选项B描述了铁与氯气的反应，产生氯化铁，但这与题目中潮湿环境不符；选项C描述的是铁与盐酸的反应，产生氯化铁和氢气，不符合题目中描述的腐蚀环境；选项D描述的是铁与硫酸铜溶液的置换反应，但同样不符合题目中潮湿环境的描述。因此，A是正确答案。16、下列哪种金属在含有硫化物的环境中易发生局部腐蚀？A.铁B.铝C.镍D.锌答案：A解析：铁在含有硫化物的环境中容易发生硫化物应力腐蚀断裂和点腐蚀，这种类型腐蚀也称为sourcorrosion。在Awardsofcorrosioncupcakes（Awardsofcorrosion宴会），这种腐蚀通常称为银色腐蚀（表示腐蚀区域呈现银白色），故正确答案为A.铁。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：钢铁在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀。假设在一个中性环境中，铁作为阳极发生氧化反应，氧气在阴极处被还原。请写出该电化学腐蚀过程中的阳极反应方程式、阴极反应方程式以及总的电池反应方程式。此外，简要解释如何通过改变其中一个条件来减缓这种腐蚀过程。答案：阳极反应（氧化反应）：Fe→Fe²⁺+2e⁻阴极反应（还原反应）：O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻总反应：2Fe+O₂+2H₂O→2Fe(OH)₂解析：在上述电化学腐蚀过程中，铁在水和氧气的存在下逐渐转化为铁的氢氧化物。具体来说：阳极反应中，铁原子失去电子变成Fe²⁺离子，这个过程称为氧化。阴极反应中，氧气分子接受电子并与水分子结合形成氢氧根离子（OH⁻），这是还原过程。总反应则是上述两个半反应的组合，其中铁与氧气和水反应生成了铁(II)氢氧化物。为了减缓这种腐蚀过程，可以通过以下几种方法之一：1.改变环境条件：降低空气湿度或除去氧气可以有效减少腐蚀速度。例如，在储存金属制品时使用干燥剂或者将金属置于氮气等惰性气体保护下。2.使用防腐涂层：给金属表面涂覆一层防腐蚀材料，如油漆、塑料或金属镀层，可以隔绝水分和氧气，从而阻止腐蚀反应的发生。3.牺牲阳极法：在钢铁结构附近放置一种更易失去电子的金属（如锌），这样更活泼的金属会优先于钢铁发生腐蚀，起到保护作用。4.电化学保护：通过外加电流使金属表面保持在负电位状态，从而抑制金属的氧化反应。这些方法都可以有效地减缓或防止金属的腐蚀，延长其使用寿命。第二题题目：某工厂为防止金属制品在潮湿空气中生锈，采用了以下几种防护措施，请分析其原理及效果。（1）在金属制品表面涂一层油漆；（2）在金属制品表面镀一层锌；（3）在金属制品表面电镀一层不锈钢；（4）在金属制品表面进行阳极氧化处理。请回答以下问题：1.以上四种措施中，哪些属于物理防护方法？哪些属于化学防护方法？2.分别说明这些防护措施的作用原理。3.从实际应用效果来看，哪种方法最有效？为什么？答案：1.（1）和（4）属于物理防护方法；（2）和（3）属于化学防护方法。2.（1）涂油漆：通过在金属表面形成一层隔离层，阻止氧气和水分与金属直接接触，从而防止金属氧化生锈。（2）镀锌：锌比铁活泼，当锌层受损时，锌会首先与氧气和水反应，形成一层致密的氧化锌保护膜，保护铁不被氧化。（3）电镀不锈钢：不锈钢具有很好的耐腐蚀性，电镀不锈钢层可以提供长期的耐腐蚀保护。（4）阳极氧化处理：通过电解使金属表面形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜具有良好的耐腐蚀性，可以保护金属不受腐蚀。3.从实际应用效果来看，阳极氧化处理方法最有效。因为阳极氧化处理形成的氧化膜非常致密，能够有效地阻止氧气和水分的渗透，且这层膜与金属基体结合牢固，不易脱落。此外，氧化膜的厚度和硬度可以根据需要进行调整，因此具有很高的实用价值。第三题题目内容对于钢铁制品常用的电化学防护方法之一是牺牲阳极的阴极保护法，采用锌块作为牺牲阳极。请回答下列问题：1.简述牺牲阳极的阴极保护法的工作原理。2.说明为什么锌块作为牺牲阳极材料时，能够有效保护钢铁制品免受腐蚀？3.在实际应用中，为何要选择锌块而非其他金属作为牺牲阳极？请从电化学角度分析。答案与解析第3题1.简述牺牲阳极的阴极保护法的工作原理。答案：在牺牲阳极的阴极保护法中，外部电源不加，以牺牲一个易于氧化的金属（如锌）作为阳极，目标金属（如钢铁）作为阴极。当金属锌作为电极时，锌原子在其接触的环境（如水中或潮湿土壤）中失去电子成为锌离子进入溶液，发生自发的阳极反应：Zn→解析：理解牺牲阳极的阴极保护法的工作原理，关键在于明确电极反应的类型（自发氧化反应和拮抗阴极反应），以及如何通过改变金属的电位顺序来减缓目标金属的腐蚀过程。2.说明为什么锌块作为牺牲阳极材料时，能够有效保护钢铁制品免受腐蚀？答案：锌作为牺牲阳极材料能够有效保护钢铁制品免受腐蚀，主要原因是电极电位相对较低（-0.76V）且活泼性质强于钢铁（铁的电位为-0.44V）。因此，当锌与钢铁连接后，锌更易作为阳极而发生氧化反应，其还原反应能优先于钢铁进行，从而大大减少了钢铁腐蚀的发生。解析：分析在一个电化学腐蚀体系中，金属的腐蚀程度取决于其在标准氢电极中的电位