课题4 金属制品的防护
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[基础达标]
1．下列叙述不正确的是( )
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B．钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C．用铝质铆钉来接铁板，铁板反而易被腐蚀
D．金属被腐蚀的本质是M－ne－===Mn＋而被损耗
解析：选C。C项中铁、铝形成原电池时铝做负极，铝先被腐蚀。
2．下列事实不能用电化学理论解释的是( )
A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
C．铝片不需要用特殊方法保存
D．铁跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率加快
解析：选C。金属的腐蚀分两种情况，一是直接的化学腐蚀，即金属直接与其他物质反应而腐蚀；二是电化学腐蚀，即能形成原电池的化学腐蚀。A项是牺牲阳极(锌块)的阴极保护法防腐措施；B项镀锌铁中，若镀层破损后，则锌为负极，铁为正极，保护了铁，镀锡铁镀层破损后，铁为负极被腐蚀，锡为正极被保护；D项中Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu，形成CuFe原电池，使化学反应速率加快。C项是铝与氧气反应生成致密的氧化膜，与电化学无关。
3．新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等，这说明镁合金具有的优异性能是( )
①熔点低 ②硬度大 ③延展性好 ④导电性强 ⑤密度小 ⑥耐腐蚀
A．①②③ B．②③④
C．①③⑥ D．②⑤⑥
解析：选D。制成笔记本电脑外壳以及竞赛自行车框架等，说明镁合金具有硬度大、密度小、耐腐蚀等性能。
4.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如右图所示。最容易生锈的铁架横杆是( )
A．① B．②
C．③ D．④
解析：选C。根据反应式可知，Fe与O2、H2O反应生成铁锈，故选C。
5．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．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜
D．地下钢管连接镁块
解析：选A。A.水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了外加电流。B.金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。C.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。D.地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。
6．一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备的制造中，这种金属是( )
A．铜 B．钢
C．钛 D．镁
解析：选C。根据题意，新兴金属熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀，广泛用于航空航天技术，而钛具有重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀的特点，钛合金的性能要优于钛，钛合金是运用于航空技术领域的高性能材料。
7．各烧杯中均盛有海水，纯铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A．②①③ B．③①②
C．②③① D．③②①
解析：选B。②③中形成原电池，③中Fe做负极，加快腐蚀速率，②中Zn做负极，Fe做正极，Fe被保护，①发生化学腐蚀，因此Fe被腐蚀由快到慢的顺序是③①②。
8．古老的铁桥，经常每隔一段时间，就要刷油漆，但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是( )
A．油漆只起美观作用，而与腐蚀无关
B．铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀
C．铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀
D．铁桥腐蚀与外界环境无关，只由金属内部结构决定
解析：选C。铁桥腐蚀主要是Fe与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀的结果，而油漆起到了隔绝O2、H2O的作用。
9.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：选B。a试管为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b试管为酸性环境，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错误。
10．现有：①汽车 ②机器上的齿轮 ③门把手 ④锯条 ⑤铁洗脸盆等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。(填序号)
(1)在表面喷漆________；
(2)在表面涂油________；
(3)在表面镀一层其他金属________；
(4)在表面烤制搪瓷________；
(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜________；
(6)制成不易生锈的不锈钢________。
解析：防止金属被腐蚀主要采用：(1)表面加保护层，如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等；(2)电化学方法，牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法；(3)改变金属的内部结构。
答案：(1)① (2)② (3)③ (4)⑤ (5)④ (6)③
11．某学生欲探究在蒸馏水、氯化钠溶液和醋酸溶液三种条件下铁锈蚀的快慢，设计了如下实验，进行了一周的观察。
请回答：
(1)在一周的观察过程中，他发现实验序号为________的试管中铁钉锈蚀速度最慢。
(2)实验②中发生的是________(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。
(3)下列防止钢铁锈蚀的措施合理的是____________(填字母)。
a．在自行车的钢圈表面镀镍
b．在地下钢铁管道上连接铜块
c．改变金属内部结构制成不锈钢
(4)已知铁钉样品质量为4.00 g，经实验测得未锈蚀铁的质量分数为70%。则未锈蚀铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为________(标准状况)。
解析：(1)实验②、③中电解质溶液导电能力强，构成原电池时腐蚀速率加快。
(2)实验②发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀。
(4)已知铁钉样品质量为4.00 g，未锈蚀铁的质量分数为70%，则未锈蚀铁为2.80 g，所以与稀硫酸反应生成的氢气为0.05 mol，即标准状况下体积为1.12 L(或1 120 mL)。
答案：(1)① (2)电化学腐蚀 (3)ac (4)1.12 L(或1 120 mL)
[能力提升]
12．钢铁的腐蚀是世界一大难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为负极：________________________________________________________________________、
正极：________________________________________________________________________。
(2)为降低某水库的铁闸门的被腐蚀速率，可以采用图甲方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料可以采用________(填字母)，这种方法称为________________________________________________________________________
保护法。
A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
(3)图乙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极，这种方法称为____________保护法。
解析：(2)图甲中防腐为牺牲阳极的阴极保护法，故应选比铁活泼的金属(锌)做为焊接物。
(3)图乙中为外加电流的阴极保护法，故铁闸门做阴极，接电源负极。
答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)C 牺牲阳极的阴极
(3)负 外加电流的阴极
13．如何防止铁的锈蚀是工业研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
回答下列问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应式是________________________________________________________________________
____________________；正极反应式是________________________。
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答两种方法)。
解析：解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
解答第(2)题时，对比实验1、3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验2、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。
第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
答案：(1)3、4、5、6
Fe－2e－===Fe2＋(或2Fe－4e－===2Fe2＋)
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在
(3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层；牺牲阳极的阴极保护法等(其他合理答案即可)
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1910ebb4a7c30c22590102020740be1e650ecc91.html
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