1.下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是( )。
A.金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程
B.電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程
C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負(fù)極吸收氧氣,產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹
D.金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕都是金屬原子失電子被氧化
答案:D
解析:金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失電子被氧化,腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸,金屬腐蝕包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生原電池反應(yīng)而損耗的過程,不需要外加電流,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵腐蝕更普遍的是吸氧腐蝕,正極吸收氧氣,負(fù)極鐵被氧化,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下列有關(guān)金屬防護(hù)的說法中正確的是( )。
A.常使用的快餐杯表面有一層搪瓷,搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用
B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后,鐵皮的腐蝕仍很慢
C.在船舶的外殼上鑲嵌鋅塊,這種保護(hù)法為犧牲陰極法
D.鋼鐵中加入鎳、鉻等金屬制成不銹鋼,是因?yàn)殒?、鉻比鐵活潑,可保護(hù)鋼鐵以減緩腐蝕
答案:B
解析:A項(xiàng)中搪瓷涂層破損后,鐵與空氣直接接觸,搪瓷層不能對(duì)破損部分進(jìn)行保護(hù);B項(xiàng)中鍍層破損后,由于鋅的金屬性比鐵的金屬性強(qiáng),與鐵構(gòu)成原電池,鋅作負(fù)極,保護(hù)鐵不被腐蝕;C項(xiàng)的保護(hù)法屬于犧牲陽(yáng)極法;D項(xiàng)保護(hù)法屬于改變金屬材料的組成。
3.銅制品上的鋁制鉚釘,在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為( )。
A.形成原電池,鋁作負(fù)極
B.形成原電池,銅作負(fù)極
C.形成原電池時(shí),電流由鋁流向銅
D.鋁制鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕
答案:A
解析:電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。鋁制鉚釘上發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕,鋁比銅活潑,金屬鋁作負(fù)極;電流的流動(dòng)方向與電子的流動(dòng)方向相反,是由銅流向鋁。
4.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極的電極反應(yīng)式是( )。
A.Fe-3e-Fe3+
B.O2+2H2O+4e-4OH-
C.Fe-2e-Fe2+
D.O2+4H++4e-2H2O
答案:B
解析:水膜酸性很弱或呈中性時(shí),鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,B項(xiàng)正確。
5.下列做法不能起防銹作用的是( )。
A.保留鐵制品上的鐵銹
B.在鐵制品表面鍍鋅
C.在金屬機(jī)械上涂油
D.在車、船的表面刷油漆
答案:A
解析:鐵制品表面上的鐵銹疏松,不能阻止鋼鐵繼續(xù)發(fā)生腐蝕,A項(xiàng)措施不能起到防銹的目的;B項(xiàng)中采用的是鍍層保護(hù)法,C、D采用的是涂層保護(hù)法,都屬于表面覆蓋保護(hù)層法,隔絕金屬直接與空氣、水等的接觸,從而起到防銹的作用。
6.下列做法有利于金屬防護(hù)的是( )。
A.鋼鐵零件表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理
B.將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連
C.菜刀切咸菜后直接放回刀架
D.埋在地下的鋼管與銅管相連接
答案:A
解析:將鋼鐵零件的表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理,使其表面形成致密的氧化膜保護(hù)層,能大大增強(qiáng)抗腐蝕能力,A項(xiàng)正確;若鋼鐵閘門與直流電源的正極相連,閘門成為電解池的陽(yáng)極,能加快腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;菜刀切咸菜后不洗凈,容易發(fā)生吸氧腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵比銅活潑,當(dāng)埋在地下的鋼管與銅管相連時(shí),鋼管成為原電池的負(fù)極,加快了腐蝕,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),開始時(shí),a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是( )。
A.a管發(fā)生吸氧腐蝕,b管發(fā)生析氫腐蝕
B.一段時(shí)間后,a管液面高于b管液面
C.a處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小
D.a、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式:Fe-2e-Fe2+
答案:C
解析:根據(jù)裝置圖可知,左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕,右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕。左邊負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-,總反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;右邊負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,正極反應(yīng)為2H++2e-H2↑,總反應(yīng)為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,b處溶液的pH增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.如圖所示,各燒杯中盛有相同濃度的CuSO4溶液,純鐵在其中被腐蝕得最慢的為( )。
答案:A
解析:C項(xiàng)中Fe發(fā)生化學(xué)腐蝕;A項(xiàng)和B項(xiàng)均為原電池,A項(xiàng)中Fe為正極,被保護(hù);B項(xiàng)中Fe為負(fù)極,被腐蝕;D項(xiàng)中Fe接電源正極作陽(yáng)極,發(fā)生電解而被腐蝕。根據(jù)以上分析可知A項(xiàng)中鐵被腐蝕得最慢。
9.關(guān)于下圖裝置說法正確的是( )。
A.裝置中電子移動(dòng)的途徑:負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極
B.若M為NaCl溶液,通電一段時(shí)間后,溶液中可能有NaClO
C.若M為FeCl2溶液,可以實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵
D.若M是海水,該裝置通過犧牲陽(yáng)極法使鐵不被腐蝕
答案:B
解析:裝置中電子移動(dòng)的途徑:電源的負(fù)極→Fe電極,陽(yáng)極(石墨)→電源的正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若M為NaCl溶液,通電一段時(shí)間后,陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2,溶液中的NaOH與陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2發(fā)生反應(yīng)生成NaCl和NaClO,溶液中可能有NaClO,B項(xiàng)正確;若M為FeCl2溶液,石墨為陽(yáng)極,在該電極上發(fā)生氧化反應(yīng),不可能實(shí)現(xiàn)石墨上鍍鐵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若M是海水,該裝置是電解池,通過外加電流法使鐵不被腐蝕,不是通過犧牲陽(yáng)極法,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
10.(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中正極電極反應(yīng)式為 ,負(fù)極發(fā)生 反應(yīng)。
(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用甲圖所示的方案,其中焊接在閘門上的固體材料R可以采用 。
A.銅
B.錫
C.鋅
D.石墨
(3)乙圖所示方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該與直流電源的 極連接。
答案:(1)O2+2H2O+4e-4OH- 氧化
(2)C
(3)負(fù)
解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極上O2得到電子生成OH-,負(fù)極上Fe失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。
(2)甲圖所示方案中,鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,鋅被腐蝕,鐵被保護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極法。
(3)乙圖所示方案屬于外加電流法,需把被保護(hù)的鐵閘門與電源的負(fù)極相連接。
能力提升
1.一定條件下,碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下:
下列說法不正確的是( )。
A.在pH6的溶液中,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕
C.在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為4H++O2+4e-2H2O
D.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會(huì)減小
答案:C
解析:C項(xiàng),在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-。
2.用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在pH=2和pH=4的醋酸中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如下:
分析圖像,以下結(jié)論錯(cuò)誤的是( )。
A.溶液pH≤2時(shí),生鐵發(fā)生析氫腐蝕
B.溶液pH=4時(shí),正極電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-2H2O
C.析氫腐蝕和吸氧腐蝕一樣快
D.兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為Fe-2e-Fe2+
答案:C
解析:由錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變化圖像可知pH=2時(shí),錐形瓶中氣體的壓強(qiáng)增大,說明生成氫氣,發(fā)生析氫腐蝕;pH=4時(shí),錐形瓶中氣體的壓強(qiáng)減小,說明消耗氧氣,發(fā)生吸氧腐蝕。兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為Fe-2e-Fe2+,A、D項(xiàng)正確。溶液pH=4時(shí),溶液顯酸性,正極電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-2H2O,B項(xiàng)正確。由曲線各點(diǎn)切線的斜率可知消耗氧氣的速率比生成氫氣的速率大,所以吸氧腐蝕的速率大于析氫腐蝕的速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法不正確的是( )。
A.圖1中,插入海水中的鐵棒,腐蝕最嚴(yán)重的部位不是底部
B.圖2中,開關(guān)由M改置于N時(shí),Cu-Zn合金的腐蝕速率減小
C.圖3中,接通開關(guān)時(shí),Zn腐蝕速率增大,Pt電極上放出氣體的速率增大
D.圖4中,鋅錳電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的
答案:D
解析:圖1中,燒杯底端的海水中含氧量比較少,鐵棒發(fā)生吸氧腐蝕的速率較小,A項(xiàng)正確;圖2中,當(dāng)開關(guān)置于N時(shí),左邊的鋅與合金形成了原電池,并且合金作正極,合金的腐蝕速率減小,B項(xiàng)正確;圖3中,接通開關(guān)后,形成原電池,在Pt電極上放出氫氣的速率增大,C項(xiàng)正確;圖4中,放電時(shí)主要是Zn與NH4Cl水解產(chǎn)生的H+發(fā)生電極反應(yīng)引起,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.糕點(diǎn)包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是( )。
A.脫氧過程是吸熱反應(yīng),可降低溫度,延長(zhǎng)糕點(diǎn)保質(zhì)期
B.脫氧過程中鐵作原電池正極,電極反應(yīng)為Fe-3e-Fe3+
C.脫氧過程中炭粉作原電池負(fù)極,電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-
D.含有1.12 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
答案:D
解析:鋼鐵的吸氧腐蝕為放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。脫氧過程,鐵為負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+;炭粉作正極,電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-,B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤。根據(jù)電極反應(yīng)可得電池反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,Fe(OH)2可繼續(xù)被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此可得關(guān)系式:4Fe~3O2,1.12 g Fe的物質(zhì)的量為0.02 ml,完全反應(yīng)最多可吸收O2 0.015 ml,即336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),D項(xiàng)正確。
5.鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象,某實(shí)驗(yàn)小組為研究鐵生銹的條件,設(shè)計(jì)了以下快速、易行的實(shí)驗(yàn)步驟(夾持裝置已省略):
首先檢查制氧氣裝置的氣密性,然后按圖連接好裝置,點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3 min左右,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發(fā)生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。
試回答以下問題。
(1)由于接觸的介質(zhì)不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于 。能表示其原理的反應(yīng)方程式為 。
(2)儀器A的名稱為 ,其中裝的藥品可以是 ,其作用是 。
(3)由實(shí)驗(yàn)可知,該類鐵生銹的條件為 。決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是 。
答案:(1)電化學(xué)腐蝕 負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+,正極:2H2O+O2+4e-4OH-
(2)球形干燥管 堿石灰(或無水氯化鈣) 干燥O2
(3)與O2接觸、與水接觸 氧氣濃度
解析:鋼鐵在潮濕環(huán)境中形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實(shí)驗(yàn)在直形管中的現(xiàn)象說明,潮濕是鐵生銹的前提。直形管中與燒杯中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比,則說明O2濃度是影響鐵絲生銹快慢的一個(gè)重要因素。pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蝕
快慢
較快
慢
較快
主要
產(chǎn)物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2-

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第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)

版本： 人教版 (2019)

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