化學(xué)選擇性必修1［人教版］作業(yè)與測(cè)評(píng)第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)[預(yù)習(xí)作業(yè)](建議用時(shí)：15分鐘)1．金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍的____________發(fā)生______________反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。一般可分為__________和__________。答案氣體或液體氧化還原化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕2．鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件____________________________電極反應(yīng)負(fù)極________________________正極______________________________________總反應(yīng)式__________________________________________________答案酸性環(huán)境酸性較弱或中性Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑2H2O＋O2＋4e－=4OH－Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)23.金屬的電化學(xué)防護(hù)(1)犧牲陽極法——利用________原理①________極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；②________極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。(2)外加電流法——利用________原理①________極：被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備；②________極：惰性電極。答案(1)原電池①負(fù)②正(2)電解①陰②陽1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。()(2)銅在酸性較強(qiáng)的溶液中可發(fā)生析氫腐蝕。()(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋。()(4)鍍銅的鐵制品鍍層受損后，鐵制品比鍍銅前更容易生銹。()(5)在潮濕的空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2.如圖為一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()A．① B．②C．③ D．④答案C解析此處鐵生銹屬于吸氧腐蝕。④處沒有和電解質(zhì)溶液接觸，銹蝕速率較慢；①②③處均與電解質(zhì)溶液接觸，但①②處含O2較少，所以③處腐蝕最快。3.利用如圖裝置探究鐵的腐蝕與防護(hù)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．裝置Ⅰ中鐵發(fā)生析氫腐蝕B．裝置Ⅱ中鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．裝置Ⅰ中石墨電極附近溶液pH上升D．裝置Ⅱ模擬了犧牲陽極法答案A解析裝置Ⅰ中電解質(zhì)溶液為中性，活潑金屬鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C為正極，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，稱為吸氧腐蝕，附近溶液pH上升，故A錯(cuò)誤，C正確；裝置Ⅱ中活潑金屬鋅作負(fù)極，則鐵作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；裝置Ⅱ中鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕，鐵作正極，沒有被腐蝕，模擬了犧牲陽極法，故D正確。4.如圖所示，拴上金屬條的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在貼近金屬條一邊的溶液出現(xiàn)粉紅色。該金屬條可能是()A．鎂 B．錫C．鋁 D．鋅答案B解析拴上金屬條的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在貼近金屬條一邊的溶液出現(xiàn)粉紅色，說明鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，鐵易失電子作負(fù)極，另一金屬作正極，故另一種金屬的活潑性小于鐵，故選B。5.如圖所示裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，并各加入一塊生鐵塊。(1)放置一段時(shí)間后，我們可以發(fā)現(xiàn)a、b中的生鐵塊都發(fā)生了腐蝕，紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽骭_______(填“低”或“高”，下同)右________，從而我們得出a試管中發(fā)生了________腐蝕，b試管中發(fā)生了________腐蝕。在腐蝕中________作原電池的負(fù)極，________作原電池的正極。(2)寫出下列電極反應(yīng)式：a試管中負(fù)極反應(yīng)式為______________________________________________________________________，總反應(yīng)式為________________________________________________________________________；b試管中正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，總反應(yīng)式為________________________________________________________________________。答案(1)高低吸氧析氫鐵碳(2)Fe－2e－=Fe2＋2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)22H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑解析a試管中：生鐵中的碳、鐵作電極，食鹽水作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，氣體壓強(qiáng)減小；b試管中：生鐵中的碳、鐵作電極，氯化銨溶液作電解質(zhì)溶液也構(gòu)成原電池，發(fā)生析氫腐蝕，析出氫氣，氣體壓強(qiáng)增大，U形管中液面左邊升高，右邊降低。無論是吸氧腐蝕還是析氫腐蝕，鐵均作負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋，碳均作正極。[課時(shí)分層練](建議用時(shí)：40分鐘)[學(xué)習(xí)·理解]1．下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是()A．金屬被腐蝕的本質(zhì)是M＋nH2O=M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化C．金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D．常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕答案C解析金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化為金屬陽離子：M－ne－=Mn＋，A錯(cuò)誤；馬口鐵的鍍層破損后，Sn、Fe形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則鐵先被腐蝕，B錯(cuò)誤；常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，C正確，D錯(cuò)誤。[重難點(diǎn)撥]金屬的腐蝕(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大。(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。(3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極均是Fe失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋。(4)一般情況下，只有在金屬活動(dòng)性順序中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。2．下列有關(guān)金屬的保護(hù)方法的說法中正確的是()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，鐵皮的腐蝕變快C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法答案C解析A項(xiàng)中搪瓷層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而易生銹；B項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的金屬性比鐵強(qiáng)，和鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕；D項(xiàng)中應(yīng)是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法。[歸納總結(jié)]金屬防護(hù)方法(1)改變金屬的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)如把鉻、鎳等加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對(duì)各種侵蝕的抵抗力。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，從而使金屬制品與周圍物質(zhì)(外界空氣、水、電解質(zhì)溶液等)隔離，這是一種普遍采用的防護(hù)方法。①非金屬保護(hù)層：如噴油漆、涂油脂。②金屬保護(hù)層：如銅制品上鍍鎳、銀、金等。(3)電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽極法外加電流法依據(jù)原電池原理電解原理原理形成原電池時(shí)，被保護(hù)金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極(陽極)要定期予以更換將被保護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)3．下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是()A．輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定數(shù)量的鋅塊B．鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用C．炒菜的鐵鍋未洗凈極易生銹D．鋁片不用特殊方法保存答案D4．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外興趣活動(dòng)小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如下圖所示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會(huì)下降B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面比裝置Ⅱ的低C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕答案B解析裝置Ⅰ中的鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，發(fā)生析氫腐蝕，使左側(cè)液面下降；裝置Ⅱ中的鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加快鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性、難揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而幾乎沒有被腐蝕。5．港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命高達(dá)120年，主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預(yù)留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是()A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．防腐過程中鋁和鋅均作為犧牲陽極，失去電子C．防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率D．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除答案A解析鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A錯(cuò)誤。6.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑答案D解析d為石墨，則鐵片作負(fù)極，鐵片腐蝕加快，A正確；d為石墨，則鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，石墨作正極，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正確；d為鋅塊，鋅比鐵活潑，鋅塊作負(fù)極，鐵片作正極被保護(hù)起來，不易被腐蝕，C正確；d為鋅塊，鐵片上的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯(cuò)誤。[應(yīng)用·實(shí)踐]7．海港、碼頭的鋼制管樁會(huì)受到海水的長(zhǎng)期侵蝕，常用外加電流法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列說法不正確的是()A．鋼制管樁應(yīng)與電源的負(fù)極相連B．通電后外電路的電子被強(qiáng)制流向鋼制管樁C．高硅鑄鐵及鋼制管樁周邊沒有電極反應(yīng)發(fā)生D．保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整答案C8．重慶一中化學(xué)組李老師，戴著銀飾用硫黃香皂沐浴，發(fā)現(xiàn)銀飾變黑了。于是李老師在一個(gè)鋁質(zhì)容器中放入一定濃度的食鹽溶液，再將變黑的銀飾浸入溶液中。放置一段時(shí)間后，黑色褪去，而銀不會(huì)損失，且此過程中能聞到淡淡的臭雞蛋氣味。下列關(guān)于以上現(xiàn)象的說法錯(cuò)誤的是()A．銀飾變黑屬于化學(xué)腐蝕B．李老師的補(bǔ)救辦法運(yùn)用了原電池原理C．反應(yīng)方程式為3Ag2S＋2Al＋6H2O=6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑D．鋁質(zhì)容器可以用其他金屬容器代替，只要能導(dǎo)電即可答案D解析銀飾變黑，是因?yàn)殂y與硫反應(yīng)生成了黑色的Ag2S，屬于化學(xué)腐蝕，A正確；李老師的補(bǔ)救辦法運(yùn)用了原電池原理，Al作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上Ag2S得電子生成Ag，B正確；由題給現(xiàn)象及上述分析可知，反應(yīng)方程式為3Ag2S＋2Al＋6H2O=6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，C正確；所用金屬容器中金屬的還原性需比銀強(qiáng)，D錯(cuò)誤。9．近年來，我國(guó)多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．陽極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)C．通電時(shí)，采用的防護(hù)方法為犧牲陽極法D．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)失去保護(hù)鐵帽作用答案B解析該裝置是電解池，鐵帽作陰極，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；鋅環(huán)作陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；采用的防護(hù)方法屬于外加電流法，C錯(cuò)誤；斷電時(shí)，因鋅比鐵活潑，可構(gòu)成原電池，鋅環(huán)為負(fù)極，鐵帽為正極，則鋅環(huán)仍具有保護(hù)鐵帽的作用，D錯(cuò)誤。10．全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產(chǎn)量的十分之一。一種鋼鐵銹蝕原理示意圖如下所示，下列說法不正確的是()A．缺氧區(qū)：Fe－2e－=Fe2＋B．富氧區(qū)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．Fe失去的電子通過電解質(zhì)溶液傳遞給O2D．隔絕氧氣或電解質(zhì)溶液均可有效防止鐵生銹答案C解析由圖可知，F(xiàn)e失去的電子通過金屬導(dǎo)體傳給了富氧區(qū)的氧氣，而且電子不能通過電解質(zhì)溶液，故C錯(cuò)誤。[創(chuàng)新·提高]11．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)了如下圖所示的快速、易行的方法：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)3min左右，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①直形管中潮濕的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燒杯中潮濕的鐵絲表面變暗，銹蝕不明顯。試回答以下問題：(1)按接觸的介質(zhì)不同，可將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______