高二化学（必修一）金属的腐蚀与防护练习题

第第页答案第=page11页，共=sectionpages22页高二化学（必修一）金属的腐蚀与防护练习题（含答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是（）A．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除B．防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率C．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-2．化学与生活、生产、科技密切相关，下列有关说法正确的是（）A．硅胶、生石灰、铁粉是食品包装中常用的干燥剂，利用了它们的吸水性B．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构体C．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法D．“熔喷布”可用于制作N95型口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，它属于纯净物3．化学与生活、科技密切相关。下列说法正确的是（）A．秸秆、餐厨垃圾等进行密闭发酵可产生CH4提供燃料B．苯酚消毒液是利用其强氧化性破坏病毒蛋白结构进行杀毒C．喷油漆、涂油脂、电镀或金属表面钝化，都是金属防护的物理方法D．将煤气化后再燃烧，可以减少碳排放4．某电池总反应为，下列与此电池总反应不符的原电池是（

）A．铜片、铁片、溶液组成的原电池B．石墨、铁片、溶液组成的原电池C．铁片、锌片、溶液组成的原电池D．银片、铁片、溶液组成的原电池5．利用如图所示装置可以模拟钢铁的电化学防护。下列说法正确的是（）A．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生还原反应B．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应C．若X为碳棒，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀D．若X为锌棒，开关K置于M处，可加快铁的腐蚀6．化学与生活、生产密切相关。下列说法中错误的是()A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法B．市面上的防晒衣通常采用聚酯纤维材料制作，忌长期用肥皂洗涤C．“天和”核心舱其腔体使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于无机非金属材料D．地沟油经处理后可得到生物柴油，其主要成份和柴油相同，都是烃类7．下图是青铜器发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法正确的是（）A．腐蚀过程中，青铜基体是正极B．若有64gCu被腐蚀，理论上消耗氧气的体积为22.4L(标准状况)C．多孔催化层加速了青铜器的腐蚀，是因为改变了反应的焓变D．青铜器发生的是吸氧腐蚀8．在硫酸盐还原细菌的作用下，深埋地下的铁管道与土壤中的硫酸根离子会发生电化学腐蚀，其原理如图所示。下列说法正确的是（）A．铁管道发生的是吸氧腐蚀B．铁管道附近土壤的pH会减小C．铁管道上镀锌可以延缓管道的腐蚀D．输送高温水蒸气的铁管道也会发生该类型腐蚀9．下列说法正确的是（）A．镀锌铁破损后，铁易被腐蚀B．红酒中添加适量SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用C．牙膏中添加氟化物可用于预防龋齿，原因是氟化物具有氧化性D．自来水厂常用明矾、O3、ClO2等作水处理剂，其作用都是杀菌消毒10．2022年6月5日，神舟十四号3名航天员顺利进驻天和核心舱。核心舱中的氢氧燃料电池既能为航天员提供电能、热能，且在电池的负极区产生水，为航天员的水源补充，其工作原理如图。已知，氢气的燃烧热为W1kJ·mol-1。下列说法不正确的是（）A．若1molH2经该装置完全反应理论上最大电功为W2kJ，则该电池的理论效率为B．电解质溶液可以选用K2SO4溶液、KOH溶液C．电池工作时，电解质溶液中H+从左向正极移动，使正极区pH减小D．该电池总反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-2W1kJ·mol-111．用铜片、银片设计成如图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含琼胶的饱和溶液。下列说法正确的是（）A．外电路中电子由银片流向铜片B．盐桥可以用装有含琼胶的KCl饱和溶液代替C．铜电极发生还原反应D．电路中每转移2mol电子，正极增重216g12．如图所示装置I是一种可充电电池，电池总反应为。装置II为电解池。离子交换膜只允许通过，闭合开关K后，b极附近先变红色。下列说法正确的是A．负极反应为B．当有0.01mol通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112mLC．闭合K后，b电极附近的pH减小D．闭合K后，a电极上有气体产生13．电解合成1，2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是A．a为电源正极B．该装置总反应为CH2=CH2+2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2C．X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜D．液相反应为CH2=CH2+2CuCl2=ClCH2CH2Cl+2CuCl(s)二、填空题14．工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)(1)用NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应的离子方程式为___________________。(2)图中，交换膜I应为________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。(3)当有1molNa＋通过阳离子交换膜时，a极生成气体__________L(标准状况)。(4)SO放电的电极反应式为__________________。(5)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：_______________。15．一次性保暖贴工作原理铁与氧气反应是一个放热反应，当它以电池反应的形式发生时则会变得很快，并且放出大量的热。负极正极电极材料______________电极反应______________(碱性或中性)离子导体食盐水使用后固体成分炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体及含镁和铝的盐16．铜板上铁铆钉处雨天过后生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，写出生锈过程中发生的化学反应方程式_____。17．氮和氮的化合物与人类有密切关系。(1)下列属于氮的固定的是_______(填序号)。①工业上N2和H2合成NH3②N2和O2放电条件下生成NO③NH3催化氧化生成NO写出反应③的化学方程式_______。(2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2，然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是_______(填序号)。ANaCl溶液B．K2Cr2O7溶液C．Na2CO3溶液D．KMnO4溶液②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，写出该反应的离子方程式：_______。③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一，是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理，写出该系统无害化处理NO的化学方程式：_______。(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：①过程I为_______过程(填“吸热”或“放热”)。该反应中氧化产物为_______，当生成1molN2时，转移电子_______mol。②已知过程I的焓变(lmolCO参加)为akJ/mol，过程II的焓变为bkJ/mol，则该反应的热化学方程式为_______。参考答案：1．C【详解】A．防腐方法并不能完全防止铁的腐蚀，只能减缓钢铁腐蚀，因此方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，故A正确；B．防腐涂料可以防水、隔离O2，避免Fe与氧气、水反应，降低吸氧腐蚀速率，故B正确；C．铝和锌比铁活泼，防腐过程形成原电池，铝和锌作负极失去电子，发生的是电化学腐蚀，故C错误；D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D正确；答案选C。2．C【详解】A．硅胶和生石灰都具有吸水性，所以常用作食品包装中的干燥剂，铁粉具有还原性而常用作抗氧化剂，故A错误；B．碳纳米泡沫和石墨烯都是碳元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，而不是同分异构体，故B错误；C．镁是活泼金属，作负极，失去电子，被氧化，电热水器的金属内胆得到了保护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；D．聚丙烯是高分子化合物，属于混合物，故D错误；答案选C。3．A【详解】A．秸秆、餐厨垃圾等进行密闭发酵，可产生沼气，沼气的主要成分是CH4，CH4具有可燃性，则可提供燃料，A正确；B．苯酚能够使蛋白质变性，具有杀菌消毒作用，故可以用作消毒液，但不是利用其强氧化性破坏病毒蛋白结构进行杀毒，B错误，C．喷油漆、涂油脂保护金属是物理方法，但电镀或金属表面钝化，都是金属防护的化学方法，C错误；D．煤的气化是将煤和水蒸气高温反应转化为水煤气(主要成分为CO和H2)，其中CO燃烧仍然产生CO2，故将煤气化后再燃烧，不可以减少碳排放，D错误；4．C【分析】根据反应“2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋”可知，反应中铁因失电子而被氧化，应为原电池负极；正极应为活泼性比铁弱的金属或导电的非金属材料，Fe3＋在正极得到电子而被还原，电解质溶液应为含Fe3＋的盐。【详解】由总反应可知，负极应为铁，被氧化，电解质溶液应为含有Fe3＋的溶液，题中A、B、D铁都为负极，但C中铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极，铁片为正极，原电池反应为Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，故答案选C。【点睛】本题注意从氧化还原反应的角度确定原电池的电极材料及电解质溶液。5．A【详解】A．若X为锌棒，开关K置于M处，铁、锌在海水中形成原电池，金属锌为原电池的负极被损耗，金属铁为正极被保护，故A正确；B．若X为碳棒，开关K置于N处，铁、碳在海水中形成电解池，X极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应，故B错误；C．若X为碳棒，开关K置于N处，铁、碳在海水中形成电解池，X极为电解池的阳极，金属铁为阴极被保护，故C错误；D．若X为锌棒，开关K置于M处，铁、锌在海水中形成原电池，金属锌为原电池的负极被损耗，金属铁为正极被保护，故D错误；故选A。6．D【详解】A．镁比铁活泼，镁与铁连接后，镁失去电子受到腐蚀，从而保护了铁不受腐蚀，因此镁可以保护不锈钢，故A正确；B．聚酯纤维材料属于酯类，在碱性条件下水解，所以忌长期用肥皂洗涤，故B正确；C．氮化硼陶瓷基复合材料属于无机非金属材料，故C正确；D．地沟油属于酯类，柴油属于烃类，故D错误；故答案为D。7．D【分析】由图可知，青铜基体失去电子，发生氧化反应，作负极，由氧气参加反应的电极为正极，以此解题。【详解】A．根据图示可知，青铜基体电极有Cu2+产生，Cu化合价升高，发生氧化反应，作负极，A错误；B．在该反应中，铜失去电子变成Cu2+，64gCu腐蚀转移2mol电子，在标况下，理论上耗氧体积为，B错误；C．反应的焓变只与反应物、生成物的状态有关，故反应焓变不变，C错误；D．由题图可知，青铜器发生的是吸氧腐蚀，D正确；故选D。8．C【分析】根据图示可知该电化学腐蚀中，硫酸根离子得电子生成硫离子，电极反应式为：，铁管道做负极，发生失电子的氧化反应生成亚铁离子，据此结合电化学腐蚀原理分析解答。【详解】A．根据上述分析可知，铁管道正极不是氧气得电子，发生的不是吸氧腐蚀，A错误；B．根据铁管道的正极反应：可知，该腐蚀会使铁管道附近土壤的pH会增大，B错误；C．锌的金属活动性大于铁的，所以铁管道上镀锌，锌隔绝了铁与外界的接触，既使锌破损，锌做负极，铁做正极，被保护，可以延缓管道的腐蚀，C正确；D．高温下，水蒸气与铁发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，与上述类型腐蚀不同，D错误；答案选C。9．B【详解】A．锌比铁活泼，破损后形成原电池，锌会作为负极保护铁，A错误；B．SO2具有抑制某些细菌生长的能力，还有较强的还原性，适量的SO2可以起到杀菌和抗氧化的作用，B正确；C．牙齿表面含有Ca5(PO4)3OH，牙膏中添加氟化物时发生的反应为Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F+OH-(aq)，最终在牙齿表面形成难溶性的Ca5(PO4)3F，达到防止龋齿的目的，过程中没有发生氧化还原反应，与氟化物具有氧化性无关，C错误；D．明矾水解产生氢氧化铝胶体，可以净水，但没有杀菌消毒作用，D错误；综上所述答案为B。10．C【详解】A．燃料电池所能提供的最大效率是可燃物的燃烧热，电池的理论效率为有用功与最大能量的比值，即，A正确；

B．电解质溶液可以选用K2SO4溶液、KOH溶液作为电源的内电路，且使用氢氧化钾，负极发生反应H2-2e-+2OH-=2H2O，生成水可被利用，B正确；

C．电池工作时，正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-；电解质溶液中H+从左向正极移动，只是缓解正极区pH减小，总体正极pH升高，C错误；

D．氢气的燃烧热为W1kJ·mol-1，则2mol氢气反应放热2W1kJ·mol-1，该电池总反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-2W1kJ·mol-1，D正确；

故选C。11．D【分析】该原电池中，铜片作负极，在反应中失去电子，电极方程式为Cu-2e-=Cu2+，银片为正极，在反应中得到电子，电极方程式为Ag++e-=Ag，据此分析作答。【详解】A．电子通过外电路从负极流向正极，则外电路中电子由铜片流向银片，A项错误；B．用装有含琼胶的KCl饱和溶液代替，氯离子会与银离子反应，生成沉淀，B项错误；C．铜片为负极，在反应中失去电子，发生氧化反应，C项错误；D．电路中每转移2mole-，生成2molAg，则正极增重216g，D项正确；答案选D。12．B【分析】当闭合K后，b极附近先变红，即b极水放电生成和，b极是阴极，a极是阳极，电极B是负极，电极A是正极，据此分析解答。【详解】A．闭合K时，负极发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为，A错误；B．有0.01mol通过离子交换膜，说明有0.01mol电子转移，阴极(b极)上生成0.005mol，标准状况下体积为，B正确；C．闭合K后，b极附近先变红色，该电极上发生的反应为，即b极附近有生成，pH增大，C错误；D．闭合K后，a极是阳极，金属铜作阳极，电极本身被氧化，电极反应式为，没有气体产生，D错误；故答案选B。13．C【分析】图中电源b端所连电极发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，说明这一极为电解池的阴极，b为电源负极，NaCl溶液中的Na+通过阳离子交换膜Y进入右侧阴极区生成NaOH，NaCl溶液中的Cl-通过阴离子交换膜X进入左侧阳极区发生反应CH2=CH2+2Cl--2e-=ClCH2CH2Cl，据此可分析解答。【详解】A．据分析可知Cl-在此失电子被氧化，因此a所连电极为电解质的阳极，a为电源正极，A选项正确；B．该装置中阳极反应式CH2=CH2+2Cl--2e-=ClCH2CH2Cl，阴极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-，总反应式为CH2=CH2+2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2，B选项正确；C．据题目分析可知X、Y依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C选项错误；D．由物质进出方向可知液相反应为CH2=CH2+2CuCl2=ClCH2CH2Cl+2CuCl(s)，D选项正确；14．

SO2＋2OH－=＋H2O

阳离子

11.2

－2e－＋H2O=＋2H＋

H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大【分析】电解Na2SO3溶液过程中，若要实现循环再生NaOH，同时得到H2SO4，则发生氧化反应生成，因此b电极发生氧化反应，移向右侧，电极反应为：－2e－＋H2O=＋2H＋，交换膜II为阴离子交换膜，a电极发生还原反应，Na+移向左侧，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，交换膜I为阳离子交换膜，据此解答。【详解】（1）NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，离子方程式为：SO2＋2OH－=＋H2O；（2）由上述分析可知，交换膜I为阳离子交换膜；（3）当有1molNa＋通过阳离子交换膜时，电解池中有1mol电子转移，根据a极电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知，将生产0.5molH2，在标准状况下体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L；（4）发生氧化反应生成，电极反应式为－2e－＋H2O=＋2H＋；（5）通电后，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，其本质是水电离出的H+放电，电解过程中促进水的电离，使阴极负极溶液OH－浓度增大，从而使溶液pH增大。15．

铁粉

活性炭