高中化学选择性必修一 第四章第三节 金属的腐蚀与防护 练习（含解析）

1、21世纪教育网 精品试卷第 PAGE 2 页 （共 NUMPAGES 2 页）高中化学人教版（2019）选择性必修1 第四章第三节 金属的腐蚀与防护一、单选题1.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为( ) A.形成原电池，铝作负极 B.形成原电池，铜作负极C.形成原电池时，电流由铝流向铜D.铝质铆钉发生了化学腐蚀212.下列情形中，相同材质的铁最不易被腐蚀的是（ ） A.B.C.D.3.下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是( ) A.地下钢管连接镁块B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.水中的钢闸门连接电源的负极www-2-1-cnjy-com4.

2、碳钢广泛应用在石油 HYPERLINK 化工设备管道等领域，随着深层石油天然气的开采，石油和天然气中含有的CO2及水引起的腐蚀问题(俗称二氧化碳腐蚀)引起了广泛关注。深井中二氧化碳腐蚀的主要过程如下所示： 负极：Fe(s)+ 2HCO3- (aq) -2e- = FeCO3 (s)+H2CO3(aq)(主要)【出处：21教育名师】正极：2H2CO3(aq) +2e- = H2+2HCO3- ( aq)(主要)下列说法错误的是（ ）A.钢铁在CO2 水溶液中的腐 HYPERLINK 蚀总反应可表示为CO2+H2O +Fe= FeCO3 +H2B.深井中二氧化碳对碳钢的腐蚀主要为化学腐蚀C.碳钢管

3、道在深井中的腐蚀与油气层中盐份含量有关，盐份含量高腐蚀速率会加快D.腐蚀过程表明含有CO2 的溶液其腐蚀性比相同pH 值的 HCl溶液腐蚀性更强【版权所有：21教育】5.某小组为研究金属的腐蚀与防护，设计如图所示装置。下列叙述正确的是（ ） A.若X为碳棒，为 HYPERLINK 减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处B.若X为碳棒，开关K置于N处，会加快铁的腐蚀C.若X为锌，开关K置于M处，是牺牲阳极的阴极保护法D.若X为锌，开关K置于N处，铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe3+21教育名师原创作品6.下列说法正确的是（ ） A.Na2O2 在空 HYPERLINK 气中久置，因分解成 Na2O

4、 和 O2 而变成白色固体B.明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒C.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法D.氮气化学性质稳定，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却7.下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（ ） A.图1：铁钉发生析氢腐蚀B.图2：可以在铁件上镀铜C.图3：溶液中c(Cu2)保持不变D.图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀8.下列有关原电池和金属腐蚀的说法中，不正确的（ ） A.铜、锌两电极插入稀H2 HYPERLINK SO4中组成原电池，铜是正极B.原电池中e从负极流出，负极发生氧化反应C.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为Fe3eFe3

5、D.电化学腐蚀比化学腐蚀更快更普遍21cnjy9.研究性学习小组用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防腐， 下列说法正确的是（ ）A.1中只发生化学腐蚀B.2中发生的是析氢腐蚀C.3为外加电流的阴极保护法D.钢铁被腐蚀的速率: 12310.在下列装置中（都盛有0.1molL-1H2SO4溶液）Zn片腐蚀最快的是（ ） A.B.C.D.二、综合题11.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察： （1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(填“化学”或“电化学”) （2）若试管 HYPERLINK 内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_，正极：_。 【来源：21世纪

6、教育网】（3）若试管内 HYPERLINK 液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_，正极：_。 12. （1）电化腐蚀 HYPERLINK 是钢铁发生腐蚀的主要原因，当水膜氢离子浓度较小时，主要发生_腐蚀，其负极反应式为_，正极反应式为_。 （2）将氯化铁溶液蒸干灼烧得到的固体物质是_；(填化学式，下同)将硫酸铝溶液蒸干得到的固体物质是_ 。 （3）除CaSO4水垢的 HYPERLINK 方法，写出反应的化学方程式_、_；热的纯碱溶液洗涤效果更好的原理是_；明矾净水的离子方程式_。 （4）在2 mL 0.1 HYPERLINK molL-1的NaCl溶液中，加入2 mL 0

7、.1 molL-1的AgNO3溶液，可观察到_，此反应的离子方程式为_。将此混合液过滤，滤渣加入2 mL 0.1 molL-1的KI溶液，搅拌，可观察到_，反应的离子方程式为_。 （5）对于Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)，其Ksp的表达式为_。 21世纪教育网版权所有13.某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。 资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。 装置编号电极A溶液B操作及现象 FepH=2的H2SO4连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转CupH=2的H2SO4连

8、接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a 同学们认为实验中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是_。 HYPERLINK 针对实验现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是_；乙同学认为实验中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是_。（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验指针偏转原因及影响O2氧化性因素。 编号溶液B操作及现象经煮沸的pH=2的 H2SO4溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为bpH=2的H2SO4在石墨一侧缓慢通入O2 HYPERLINK 并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓

9、Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为cpH=12的NaOH在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d 丙同学比较实验、的电压表读数为：cab，请解释原因是_。丁同学对、进行比较，其目的是探究_对O2氧化性的影响;实验中加入Na2SO4溶液的目的是_。14.（1）依据反应：2Ag(aq)Cu(s) Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。 电极X的材料是_；Y溶液可以是_；银电极上发生的电极反应式是_。在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是_（填离子符号）。21世纪*教育网（2）金属腐蚀一般可分

10、为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。 炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式_。为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_（填写字母序号）。A铜 B钠 C锌 D石墨图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的_极。（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。 若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_（填序号）。ANiO2 BFe CFe(OH)2 DNi(OH

11、)2该电池放电时，正极附近溶液的PH_（填增大、减小、不变）充电时该电池阳极的电极反应式_。答案解析部分一、单选题1. A 解析：A. 主要原因形成了铝-铜原电池，铝作负极，故A符合题意 B.铝比铜活泼，故铝作负极，故B不符合题意C.电流由正极流向负极，故C不符合题意D.形成原电池，发生的是电化学腐蚀， 故D不符合题意故答案为：A 能形成原电池的腐蚀为电化学腐蚀，电子由负极流向正极，电流的流向与电子的流向相反，2. C 解析：A图中的铁勺和铜盆以及食醋一同构成原电池，铁勺做原电池的负极，发生氧化反应，腐蚀较快，A项不符合题意； B铁做负极、合金中的碳等材料做正极，食盐水为电解质溶液，形成原电池

12、，铁发生电化学腐蚀，B项不符合题意；C图中的塑料盆不导电，铁球表面镀了层铜，可以起到防腐蚀的作用，因此腐蚀速很慢，C项符合题意；D酸雨为电解质溶液，可以和金属铁之间反应，金属铁发生化学腐蚀，D项不符合题意；故答案为：C。 （1）掌握阴极保护法的原理； （2）在隔绝空气或者隔绝水的条件下，金属单质最不容易被腐蚀。3. A 解析：A地下钢管连接 HYPERLINK 镁块，Fe、Mg、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Mg而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A符合题意； B金属护拦表面涂漆，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故B不符合题意；C汽车底

13、盘喷涂高分子膜，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故C不符合题意；D水中的钢闸门连接电源的负极，充当电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，故D不符合题意；故答案为：A。金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法，说明该装置构成原电池，被保护的金属作正极，据此分析判断。4. B 解析：A、 HYPERLINK 由深井中二氧化碳腐蚀的主要过程的电极反应式：负极：Fe(s)+2HCO3-(aq)-2e-FeCO3(s)+H2CO3(aq)；正极：2H2CO3(aq)+2e-H2+2HCO3-(aq)，因此总反应可表示为CO2+H2O+FeFeCO3+H2 ， 故A不符合题意

14、； 21*cnjy*comB、深井中二氧化碳对碳钢的腐蚀涉及原电池原理，故主要为电化学腐蚀，不是化学腐蚀，故B符合题意；C、碳钢管道在深井中的腐蚀与油气层中盐份含量有关，盐份含量越高，溶液中离子浓度越大，导电能力越强，腐蚀速率越快，故C不符合题意；D、碳酸是弱 HYPERLINK 酸，盐酸是强酸，等pH值的CO2的溶液与HCl溶液相比，H2CO3(aq)的浓度要大得多，故腐蚀性比相同pH值的HCl溶液腐蚀性更强，故D不符合题意；故答案为：B。本题的易错点为D，要注意等pH值的CO2的溶液与HCl溶液相比，H2CO3(aq)的浓度大于盐酸。5. C 解析：A若X为碳棒，当开关K置于N处时，形成电

15、解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故A不符合题意； 21cnjycomB当X为碳棒，开关K置于N处时，形成电解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故B不符合题意；C当X为锌时，开关K置于M处，形成原电池，铁做原电池的正极被保护，即为牺牲阳极的阴极保护法，故C符合题意；D当X为锌时，开关K置于N处，形成电解池，铁做阴极，故阴极上的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH- ， 故D不符合题意。故答案为：C。 A原电池活泼的电极会反应，铁活泼，会反应； B电解池，根据阴极保护法可知，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀；C牺牲阳极的阴极保 HYPERLINK 护法，即将还原性较强的金属作为保护级，

16、与被保护的金属构成原电池。选项中，原电池中活泼性ZnFe，Zn做负极发生反应，铁做正极被保护；D构成的电解池中，和电源负极相连的铁做阴极，阴极的电级不参加反应。6. C 解析：ANa2O2 在空气中久置，与空气中的水蒸气、二氧化碳反应，最终变成Na2CO3呈白色固体，故A不符合题意； 【来源：21cnj*y.co*m】B明矾可水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，但不具有氧化性，不能用于杀菌消毒，故B不符合题意；C电热水器用镁棒防 HYPERLINK 止内胆腐蚀，镁比铁活泼，镁做原电池的负极，铁做正极，镁失电子给了铁，铁被保护，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故C符合题意；D氮气化学性质稳定，但镁能在

17、氮气中燃烧生成氮化镁，不可将炽热的镁粉放在氮气中冷却，故D不符合题意；故答案为：C。 A过氧化钠与二氧 HYPERLINK 化碳和水反应得到碳酸钠白色固体，而不会发生分解反应； B.明矾只能用来吸附自来水中不溶性的小颗粒，不能杀菌消毒； D.氮气可以和镁单质发生化合反应。7. D 解析：A.该电解质溶液的酸碱性未知，无法判断铁钉发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，A不符合题意； B.在铁件上镀铜，则铁件为镀件，应做阴极，与电源的负极相连，铜为镀层金属，做阳极，与电源的正极相连，B不符合题意；C.电解精炼铜的初期，由于粗铜 HYPERLINK 中含有Zn、Fe等活泼金属，阳极由Zn、Fe发生失电子的氧化反应

18、，此时阴极由电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应，因此电解过程中，溶液中c(Cu2+)减小，C不符合题意；D.将输油管与电源负极相连，则输油管作为阴极，由溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，起到保护作用，可防止输油管腐蚀，D符合题意；故答案为：D A.根据析氢腐蚀的过程分析； B.根据电镀过程分析；C.根据电解精炼铜的过程分析；D.根据外加电流的阴极保护法分析；8. C 解析：A.铜、锌两电极插入稀H2SO4中组成原电池，锌比铜活泼，活泼金属锌为负极，不活泼金属铜是正极，故A不符合题意； 21教育网B.原电池中e从负极流出，经外电路流向正极，还原剂在负极失电子发生氧化反应，故B不符合题意

19、；C.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe2eFe2 ， 故C符合题意；D.电化学腐蚀因发生原电池反应，比化学腐蚀更快更普遍，危害更大，故D不符合题意；故答案为：C。 A.B. 在Zn HYPERLINK -Cu-稀H2SO4构成的原电池中，锌比铜活泼，活泼金属锌为负极，锌失电子，发生氧化反应，失去的电子经过外电路流向铜电极，不活泼金属铜作正极，氢离子在铜电极上得电子，发生还原反应。 C.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都属于电化学腐蚀，构成了原电池，较活泼的铁作负极，失电子，发生氧化反应，其电极方程式均为Fe2eFe2； D.电化学腐蚀是不纯的金属

20、与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化；化学腐蚀是金属与接触到的干燥气体或非电解质溶液等直接发生化学反应。9. C 解析：A. 1中铁片为生铁，是铁碳合金，在海水中发生电化学腐蚀及化学腐蚀，选项A不符合题意； B. 2中电解质溶液为海水，发生的是吸氧腐蚀，选项B不符合题意；C. 3中铁片连接电源的负极，为外加电流的阴极保护法，选项C符合题意；D. 1中主要发生化学腐蚀，2 HYPERLINK 中铁片为负极发生吸氧腐蚀，3中铁片连接外加电源的负极被保护，钢铁被腐蚀的速率: 213，选项D不符合题意。故答案为：C。铁的电化学腐 HYPERLINK 蚀，在酸性溶液中发生析

21、氢腐蚀，在中性或碱性溶液中发生吸氧腐蚀，且腐蚀的速率为电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀。2-1-c-n-j-y10. C 解析：A中发 HYPERLINK 生化学腐蚀；B中锌作原电池正极，保护锌；C中锌作负极，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀；D中锌作电解池阴极，不易被腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序为CABD， 故答案为：C。电化学 HYPERLINK 腐蚀较化学腐蚀快，金属得到保护时，腐蚀较慢，作原电池正极和电解池阴极的金属被保护，腐蚀快慢为：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀。二、综合题11. （1）电化学 HYPERLINK （2）弱酸性或中；

22、吸氧；2Fe4e=2Fe2；O22H2O4e=4OH（3）较强的酸；析氢；Fe2e=Fe2；2H2e=H2 21*cnjy*com解析：根据原 HYPERLINK 电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路；可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件原理及结果可知：试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。 （1）铁的生锈在中性环境下发生电化腐蚀； （2）吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环

23、境下进行的； （3）液面下降是因为有氢气生成，属于析氢腐蚀。12. HYPERLINK （1）吸氧；Fe-2e-=Fe2+；2H2O+O2+4e-=4OH-（2）Fe2O3；Al2(SO4)3（3）CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4；CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2；CO32-+H2O=HCO3-+OH-温度升高.促进水解；Al3+H2O=Al(OH)3(胶体)+H+（4）有白色沉淀产生；Ag+Cl-=AgCl；白色沉淀转化成淡黄色沉淀；AgCl+I-=AgI+Cl-（5）Ksp=c2(Ag+)c(S2-) 解析：(1)根据原电池原理分析得，活泼金属铁作负极，

24、电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；氢离子浓度较低时，正极反应为氧气得电子结合水生成氢氧根，反应式为： 2H2O+O2+4e-=4OH-；则称为吸氧腐蚀；给答案为：吸氧； Fe-2e-=Fe2+ ； 2H2O+O2+4e-=4OH-；(2)在FeCl3溶液中，Fe3+发生水解生成Fe（OH）3：FeCl3+3H2OFe（OH）3+3HCl，由于加热蒸发，使HCl挥发，破坏平衡，使平衡不断向右移动，结果生成Fe（OH）3 ， 又由于灼热发生2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O，使Fe（OH）3分解生成Fe2O3；硫酸铝在水中水解生成氢氧化铝和硫酸，硫酸为难挥发性酸，所以最终得到的产物是硫酸铝；

25、故答案为：Fe2O3；Al2(SO4)3；(3)CaSO4不溶于盐酸，不能直接用盐酸，可以先转化为碳酸钙沉淀，然后用盐酸除去，反应方程式为：CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4 ；CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2；纯碱溶液中碳酸根离子水解呈碱性，加热促进水解，油污等在碱性条件下更易水解，所以洗涤效果更好，离子方程式为：CO32-+H2O=HCO3-+OH-；明矾在水溶液中水解生成氢氧化铝胶体，利用胶体的吸附性净水，离子方程式为：Al3+H2O=Al(OH)3(胶体)+H+；故答案为：CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4；CaCO3+2HCl= Ca

26、Cl2+H2O+CO2；CO32-+H2O=HCO3-+OH-温度升高.促进水解；Al3+H2O=Al(OH)3(胶体)+H+； (4)氯化钠与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，离子方程式为：Ag+Cl-=AgCl；难溶电解质存在沉淀溶解平衡，因为AgI更难溶，所以加入KI溶液时会生成淡黄色的AgI沉淀，离子方程式为：AgCl+I-=AgI+Cl-；故答案为：有白色沉淀产生； Ag+Cl-=AgCl； 白色沉淀转化成淡黄色沉淀；AgCl+I-=AgI+Cl-；(5)根据沉淀溶解平衡常数的表达式得Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)得： Ksp=c2(Ag+)c(S2-)，故答案为： K

27、sp=c2(Ag+)c(S2-)。 根据原电池原理 HYPERLINK 分析吸氧腐蚀中的电极反应；根据沉淀的转化分析水垢的除杂原理；根据盐类水解分析盐溶液加热蒸发时的产物及明矾净水等原理；根据沉淀溶解平衡常数的表达式及反应方程式分析解答。13. （1）2H+ + 2e-=H2；在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2；O2 + 4H+ + 4e-=2H2O（2）O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；溶液的酸碱性；排除溶液中的Na+（或 ）对实验的可能干扰 解析：（1）实验 HYPERLINK 中电解质溶液为稀硫酸，显酸性，同时电极材料为Fe和石墨，因此正极的电极反应式为2H2e=

28、H2； 实验中所用电极为铜电极和石墨电极，由于金属活动性中Cu排在H之后，因此Cu不与稀硫酸反映过，故不可能发生析氢腐蚀；实验中石墨电极表面无明显变化，电压表指针发生偏转，说明实验过程中产生电流，金属铜发生吸氧腐蚀，因此正极的电极反应式为O24e2H2O=4OH。 （2）实验、中所用硫酸浓度相同，O2的浓度不同，产生的电压不同，因此说明O2的浓度越大，其氧化性越强，使电压增值越大； 实验、中所用O2浓度相同，电解质溶液的酸碱性不同，因此实验过程是为了探究溶液的酸碱性对O2氧化性的影响；实验中加入Na2SO4是为了排除Na+（或SO42-）对实验的干扰。 （1）根据实验现象确定实验过程中发生的反

29、应，进而解答； （2）根据实验过程中O2浓度分析； 根据实验、的所用电解质以及溶液的酸碱性进行分析；14. （1）Cu HYPERLINK ；AgNO3；AgeAg；Cl-（2）O22H2O4e=4OH；C；负（3）A；增大；Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O 解析：（1）由反 HYPERLINK 应“2Ag+（aq）+Cu（s）Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ， 故答案为：Cu；AgNO3 HYPERLINK ；正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag+e=Ag，故答案为： Ag+e-=Ag；盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：Cl-；（2）炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e- ， 正极上是氧气