考點(diǎn)20金屬的腐蝕與防護(hù)

【基礎(chǔ)過關(guān)】

1.（2023?遼寧省名校聯(lián)盟高考模擬調(diào)研卷）“北溪”天然氣管道至少泄漏8萬噸天然氣，近20年間甲烷的

溫室效應(yīng)率是CO?的84倍。已知管道接口處有鋼鐵材料等，海水的pH約為&0。設(shè)"人為阿伏伽德羅常數(shù)

的值。下列有關(guān)敘述不正確的是（）

A.損壞的鋼鐵材料在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕

B.制造管道時(shí)表面涂層能起到抗腐蝕作用

3w

C.wg鐵在海水中完全發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為考XNA

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D.修復(fù)管道時(shí)在鋼管表面鑲嵌鋅塊，這種方法叫犧牲陽(yáng)極法

2.（2023?河北省滄州市三模）出土于陜西的兩千多年前的越王劍（主要成分為鐵），現(xiàn)藏于廣州博物館，

該劍劍格左右側(cè)皆以鳥蟲書體鑄刻“王戊”二字，劍色為水銀古，時(shí)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(qiáng)，可見其性能優(yōu)異，鍛造技術(shù)優(yōu)良。下列敘述錯(cuò)誤的是

己知：劍在地下因構(gòu)成原電池發(fā)生了腐蝕，導(dǎo)致生銹（FezCh）。

A.鐵與銅、錫構(gòu)成原電池時(shí)，鐵為負(fù)極

B.鐵發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-3e=Fe3+

C.酸性環(huán)境下劍腐蝕的過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣

D.生成80gFe2O3時(shí)理論上轉(zhuǎn)移3mol電子

3.（2023?河北省邢臺(tái)市九師聯(lián)盟高三聯(lián)考）利用燒結(jié)的鐵碳混合材料可除去廢水中的污染物，在有、無

溶解氧的條件下均可在溶液中生成Fe（OH）絮凝劑，實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化，其工作原理如圖所示。

下列說法正確的是

A.工作過程中，鐵極為正極

B.在強(qiáng)酸性污水中處理效果更好

C.富氧時(shí)，碳極電極反應(yīng)式主要為O2+2H2O+4e-=4OH-

D.工作過程中電子從鐵極流出，通過溶液被運(yùn)輸至碳極表面

4.《本草綱目》中載有一藥物，名“銅青［CU2（OH）2c。3『。銅青則是銅器上綠色者，淘洗用之。時(shí)珍曰:

近時(shí)人以醋制銅生綠，取收曬干貨之。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.銅在空氣中主要發(fā)生析氫腐蝕

B.銅在02、CO2、H2O存在時(shí)易發(fā)生電化學(xué)腐蝕

C.用硝酸清洗銅器可以除去銅綠，保護(hù)銅器

D.每生成UlgCu2（0H）2co3,轉(zhuǎn)移Imol電子

5.實(shí)驗(yàn)室利用如下裝置模擬探究鋁制品表面出現(xiàn)白斑的腐蝕現(xiàn)象。下列說法正確的是（）

用NaCl溶液潤(rùn)

濕的活性炭

浸有NaCl溶\廟總

液的濾紙、國(guó)管

鋁箔J1一

A.活性炭上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電子從活性炭經(jīng)電流表流向鋁箔

C.NaCl既是離子導(dǎo)體又是電極反應(yīng)物

D.總反應(yīng)為4A1+3O2+6H2。=4A1（0H）3,生成的A1（OH）3進(jìn)一步脫水形成白斑

6.金屬的腐蝕除化學(xué)腐蝕和普通的電化學(xué)腐蝕外，還有“氧濃差腐蝕”，如在管道或縫隙等處的不同部

位氧的濃度不同，在氧濃度低的部位是原電池的負(fù)極。下列說法正確的是（）

A.純鐵的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕

B.鋼鐵吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe—31=Fe3+

C.海輪在浸水部位鑲一些銅錠可起到抗腐蝕作用

D.在圖示氧濃差腐蝕中，M極處發(fā)生的電極反應(yīng)為。2+2壓0+4晨=4OIT

7.糕點(diǎn)包裝中常見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—31=Fe3+

C.脫氧過程中碳作原電池負(fù)極，電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-=4OJT

D.含有1.12g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

8.（2023?廣東省深圳市高三期中）某航天發(fā)生器的點(diǎn)火接頭金屬由合金鋼加工成型。該金屬接頭端面發(fā)

生銹蝕的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（

腐蝕溝

基體

硫化物

A.合金鋼中Fe作負(fù)極，長(zhǎng)條狀硫化物作正極

B.合金鋼腐蝕速度與空氣相對(duì)濕度無關(guān)

C.正極的電極反應(yīng)有02+2氏0+45=4OIT

D.可使用酒精棉球擦拭清洗并均勻涂抹潤(rùn)滑脂防銹

9.全世界每年因鋼鐵銹蝕造成巨大損失，鋼鐵吸氧腐蝕原理如圖所示。下列說法正確的是（）

A.鋼鐵腐蝕過程不只發(fā)生化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

B.鋼鐵腐蝕的正極反應(yīng)為：Fe-2e-Fe2+

電解質(zhì)溶液濃度可影響鋼鐵腐蝕的速率

D.將地下鐵管與銅塊連接，可保護(hù)鐵管

10.利用如圖所示裝置可以模擬鋼鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法正確的是（）。

A.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生還原反應(yīng)

B.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生還原反應(yīng)

C.若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可加快鐵的腐蝕

D.若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可加快鐵的腐蝕

11.炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈（殘液中含NaCl）,不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖

所示，下列說法正確的是（）

電解質(zhì)溶液多孔鐵銹

A.腐蝕過程中，負(fù)極是C

B.Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給C

C.正極的電極反應(yīng)式為4OIT—4屋-2H2O+ChT

D.C是正極，。2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)

12.鋼鐵的防護(hù)有多種方法，下列對(duì)于圖中的方法描述錯(cuò)誤的是()

鋼

鐵

閘

門

A.a、b以導(dǎo)線連接，輔助電極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.a、b以導(dǎo)線連接或以電源連接，輔助電極的材料可能都含有Zn

C.a、b分別連接直流電源，通電后外電路電子被強(qiáng)制從輔助電極流向鋼鐵閘門

D.a、b分別連接直流電源的負(fù)極、正極，該方法是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

13.硫酸鹽還原菌SRB在地球上分布很廣泛，通過多種相互作用發(fā)揮諸多潛力。但在水體中，會(huì)促使

許多金屬及合金發(fā)生腐蝕。某種Fe合金在硫酸鹽還原菌存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖所示。對(duì)于該反應(yīng)機(jī)理

相關(guān)信息分析錯(cuò)誤的是()

①升高溫度有利于硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕；

②硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)金屬的腐蝕作用是在有氧環(huán)境下進(jìn)行的；

③在硫酸鹽還原菌(SRB)作用下，F(xiàn)e腐蝕后最終會(huì)生成Fe2O3xH2O;

④電化學(xué)腐蝕中負(fù)極電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；

⑤當(dāng)ImolSO42-在SRB的作用下轉(zhuǎn)化為硫離子時(shí)，理論上正極反應(yīng)會(huì)消耗8mol水

A.①②③B,①②⑤C.②③④D.②③⑤

14.下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象進(jìn)行的分析和推斷中，不正卿的是()

，放入裹有鋅皮的鐵.

滴入酚酰和KJFe(CN)d溶,廠、

混合均勻、冷卻放入裹有銅絲的鐵釘

(盛有熱的NaQ的瓊脂水溶液)

一段時(shí)間后：①中，鐵釘裸露在外的附近區(qū)域變紅；

現(xiàn)象

②中……

A.NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路

B.①中變紅是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2f,促進(jìn)了水的電離

C.②中可觀察到鐵釘裸露在外的附近區(qū)域產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，銅絲附近區(qū)域變紅

D.①和②中發(fā)生的氧化反應(yīng)均可表示為M-2e-=M2+（M代表鋅或鐵）

15.某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，設(shè)計(jì)下表實(shí)驗(yàn)。將混合均勻

的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞。從膠頭滴管中一次性滴入醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓

強(qiáng)變化。下列說法不正確的是（）

編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%醋酸/mL

①為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.02.0

②醋酸濃度的影響0.5a36.02.0

③M0.22.090.02.0

A.a=2.0

B.M為“碳粉質(zhì)量的影響”

C.該實(shí)驗(yàn)一共探究了4種影響因素

D.鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e=Fe2+

16.研究發(fā)現(xiàn)，CuCl在青銅器的腐蝕過程中起催化作用，下圖是青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕

生成有害銹CU2（OH）3cl原理示意圖。已知CU2（OH）2c03比CU2（OH）3cl更難溶。下列敘述正確的是（）

a多孔粉狀銹

b多孔催化層

c青銅基體

A.CuCl增大了反應(yīng)的活化能

B.腐蝕過程中，正極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2。

C.若生成2.145gCu2（OH）3Cl理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為2.24L

D.修復(fù)青銅器時(shí)，可將文物置于含Na2cCh的緩沖溶液浸泡，使Cu2（OH）3cl轉(zhuǎn)化為難溶的Cu2（OH）2CO3

17.厭氧性硫酸鹽還原菌（SRB）是導(dǎo)致金屬微生物腐蝕最為普遍的菌種，腐蝕過程如圖所示。下列說法

正確的是（）

A.正極的電極反應(yīng)式為8H++8e=8H?（吸附）、SO42-+8H（吸附）SRB菌的氯化酶S2-+4H2O

B.正極區(qū)溶液的pH變小

C.生成ImolFeS,轉(zhuǎn)移6mol電子

D.若引入新細(xì)菌，一定會(huì)加速金屬的腐蝕

18.利用物質(zhì)由高濃度向低濃度自發(fā)擴(kuò)散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品，縫隙處氧

濃度比海水低，易形成濃差電池而發(fā)生縫隙腐蝕。縫隙處腐蝕機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.金屬縫隙內(nèi)表面為負(fù)極，外自由表面為正極

B.縫隙內(nèi)溶液pH增大，加快了縫隙內(nèi)腐蝕速率

C.為了維持電中性，海水中大量cr進(jìn)入健隙

D.正極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH

19.鐵及其化合物與生產(chǎn)、生產(chǎn)關(guān)系密切。下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示

意圖。

鐵閘模型

(1)該電化學(xué)腐蝕稱為。

(2)圖中A、B、C、D4個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是(填字母)。

【能力提升】

20.(2023?湖州、衢州、麗水三地市高三4月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))海港、碼頭的鋼制管樁會(huì)受到海水的長(zhǎng)期侵

襲，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電極)。下列有關(guān)敘述中不正確的是

A.a為負(fù)極，b為正極

B.高硅鑄鐵是作為損耗陽(yáng)極材料發(fā)揮作用的

C.通電時(shí)，海水中的陽(yáng)離子向鋼制管柱電極移動(dòng)

D.通電后使鋼制管樁表面的腐蝕電流接近零

21.實(shí)驗(yàn)小組研究金屬電化學(xué)腐蝕，實(shí)驗(yàn)如下：

序號(hào)實(shí)驗(yàn)5min25min

酚配溶液+K3[Fe(CN)6]溶液

鐵釘表面及周邊未見明顯鐵釘周邊零星、隨機(jī)出現(xiàn)極少量紅色

實(shí)驗(yàn)I

變化和藍(lán)色區(qū)域,有少量紅棕色鐵銹生成

培養(yǎng)皿

酚心酰溶液+K3[Fe(CN)d溶液

鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域，未

鐵釘周邊紅色加深，區(qū)域變大，未見

實(shí)驗(yàn)n見藍(lán)色出現(xiàn)，鋅片周邊未見

藍(lán)色出現(xiàn)，鋅片周邊未見明顯變化

明顯變化

鐵釘

培養(yǎng)皿鋅片

下列說法不正確的是()

A.實(shí)驗(yàn)I生成鐵銹說明鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕

B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)I,實(shí)驗(yàn)II中鐵釘在5min即出現(xiàn)紅色，說明鋅片加速了鐵的腐蝕速率

C.實(shí)驗(yàn)H中正極的電極反應(yīng)式：Ch+2H2O+4e-=40H-

D.若將Zn片換成Cu片，推測(cè)Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色，鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色

22.金屬腐蝕在生活中隨處可見，常見的有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

I.某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和炭

粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖1所示。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變

化。

(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(完成表中空格)：

編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶糠圪|(zhì)量/g鐵粉質(zhì)量/g醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

?為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.0

②醋酸濃度的影響0.5—36.0

③—0.22.090.0

測(cè)量壓

強(qiáng)儀器

圖1

(2)編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)

生了(填“吸氧”或“析氫”)腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)的方向

;此時(shí)，炭粉表面發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是

(3)圖中U形管左端紅墨水柱先下降，一段時(shí)間后又上升，請(qǐng)解釋開始下降的原因是

pH=3的紅

由水浸泡墨

過的鐵釘水

（4）圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。

①腐蝕過程中，負(fù)極是

②環(huán)境中的C1-擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹CU2（OH）3C1J,其

離子方程式為

23.鋁的陽(yáng)極氧化是一種重要的表面處理技術(shù)，其原理是用電化學(xué)方法處理鋁件表面，優(yōu)化氧化膜結(jié)

構(gòu)，增強(qiáng)鋁件的抗腐蝕性，同時(shí)便于表面著色。取鋁片模擬該實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定氧化膜厚度，操作步驟如下:

⑴鋁片預(yù)處理

鋁片表面除去油垢后，用2moi/LNaOH溶液在60?70℃下洗滌，除去鋁表面薄氧化膜，離子方程式為:

再用10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的HNO3溶液對(duì)鋁片表面進(jìn)行化學(xué)拋光。若取一定體積68%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的濃

硝酸配制該化學(xué)拋光液，需要用到的玻璃儀器有.,、玻璃棒和膠頭滴管。

（2）電解氧化

取預(yù)處理過的鋁片和鉛做電極，控制電流恒定為0.06A,用直流