4.3金属的腐蚀与防护 同步练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

4.3金属的腐蚀与防护同步练习题一、选择题1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．常温下，的纯碱溶液中，由水电离产生的数目为B．和于密闭容器中充分反应后，分子的总数为C．氯化铵水溶液中与数目之和大于D．氢氧燃料电池正极消耗(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2．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．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率B．防腐过程中铝和锌均作为负极，失去电子C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应为O2＋4e-=2O2-D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除3．下列有关说法错误的是图①图②图③图④A．图①实验能用于证明氨气极易溶于水B．图②实验可用于收集SO2并吸收多余的SO2C．由图③实验可知增大气体总压强化学平衡向左移动D．利用图④实验可探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀4．化学与社会、生活密切相关。下列说法错误的是A．将石油进行裂化从而提高轻质油的产量B．冬奥场馆大面积使用碲化镉发电玻璃，该玻璃应用了光电池原理C．聚乙烯分子中含有碳碳双键D．采用外加直流电源的阴极保护法可防止钢铁锈蚀5．下列有关材料的说法正确的是A．铝、镁、钛等合金广泛应用于飞船建造，这些合金只存在吸氧腐蚀，不存在析氢腐蚀B．冬奥会礼仪服装用到的石墨烯材料、制作“飞扬”火炬的碳纤维复合材料、速滑竞赛服采用的聚氨酯材料都属于有机高分子材料C．清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片一天机芯的主要材料与光导纤维的相同D．神舟飞船使用的热控材料是新型保温材料-纳米气凝胶，纳米气凝胶具有丁达尔效应6．化学是一门以实验为基础的科学，下列实验装置或操作能达到实验目的的是A．探究温度对化学平衡的影响B．测定NaClO溶液的pHC．测定中和热D．验证铁钉的析氢腐蚀A．A B．B C．C D．D7．下列过程中，需要加快化学反应速率的是A．工业合成氨 B．浮雕的腐蚀 C．牛奶变质 D．钢铁生锈8．下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是A．将钢铁与锌板相连 B．将钢铁置于潮湿的空气中C．在钢铁表面喷油漆 D．将钢铁与直流电源负极相连9．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是ABCD实验目的探究铁的析氢腐蚀验证化学能转化为电能比较AgCl和Ag2S溶解度大小测定锌与稀硫酸反应速率实验装置A．A B．B C．C D．D10．化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法错误的是A．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀B．研制开发高效催化剂，降低水光解反应的焓变，有利于开发氢能源C．“山东疫苗案”涉及的疫苗因未经冷链储存储运而失效，这与药品真假无关D．港珠澳大桥用到的合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能11．下列对实验装置或操作的叙述正确的是选项ABCD实验装置或操作叙述若金属a极产生气泡，则金属活泼性：测定某草酸溶液的物质的量浓度保护钢闸门不被海水腐蚀加热溶液制备固体A．A B．B C．C D．D12．利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是A．铁丝的腐蚀速率：a>bB．a、b管溶液的pH值都增大C．一段时间后，a管液面低于b管D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+13．根据下列装置和物质，能达到相应实验目的的是A．分离碘和酒精B．进行酸碱中和滴定C．验证铁钉能发生析氢腐蚀D．制备A．A B．B C．C D．D14．我国第二艘航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”，是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是A．航母携带的重油属于纯净物B．航母下水前要进行刷漆工作，目的为防止金属腐蚀C．制造航体所用的耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁D．相控阵雷达使用的碳化硅属于新型有机材料15．下列装置中(杯中均盛有海水)能使铁受到保护不被腐蚀的是A． B． C． D．二、填空题16．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为____(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为___。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为____(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池总反应式为____。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为____mL(标准状况下)，丙池中____极析出____g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将____(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将___(填“增大”“减小”或“不变”)。17．利用电催化可将同时转化为多种燃料，装置如图。(1)铜电极上产生的电极反应式为________________________。(2)若铜电极上只生成，则铜极区溶液质量变化了_________g。18．如图所示为某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：（1）起始时若甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，则过一段时间后导管中液面最高的是_____（填装置代号）．（2）通过甲、乙装置的对比实验说明，钢铁中碳的含量越_____（填“高”或“低”）越容易被腐蚀．（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_____．（4）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_____（写出一点即可）．19．铁是人类应用最广泛的金属，含铁化合物高铁酸钾是一种新型高效的多功能水处理剂。按照下列要求回答问题：(1)图中各容器中盛有相同浓度的稀硫酸，铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_____(2)用图示电解装置制备少量高铁酸钾。则a为电池的_______极；铁电极上发生的电极反应式为_______。(3)探究高铁酸钾的稳定性已知与水缓慢发生反应。Ⅰ.将适量固体分别溶解于不同pH的水溶液中，配制的试样，测得不同pH下随时间的变化如图所示。Ⅱ.将适量溶解于pH=4.74的水溶液中，配制的试样，测得不同温度下随时间的变化如图。①实验Ⅰ所得出的结论是_______﹔请从平衡移动角度解释其原因：_______。②实验Ⅱ的目的是_______。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．常温下pH=10的纯碱溶液中c(OH-)=10-4mol/L，1L溶液中n(OH-)=10-4mol，该溶液中OH-全部来自水电离，则由水电离产生的OH-数目为10-4NA，A项错误；B．氢气和碘蒸气生成碘化氢的反应是可逆反应，和于密闭容器中充分反应后，分子的总数小于，B项错误；C．1L1mol/L氯化铵溶液中Cl-物质的量为1mol，溶液中的电荷守恒为n()+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-)，故溶液中与H+物质的量之和大于1mol，数目大于NA，C项正确；D．氢氧燃料电池正极上氧气得到电子发生还原反应，存在关系式O2~4e-，则氢氧燃料电池正极消耗(标准状况)气体即1molO2时，电路中通过的电子数目为，D项错误；答案选C。2．C解析：A．钢是铁碳合金材料，表面接触空气，水蒸气，易形成原电池发生吸氧腐蚀，防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率，A项正确；B．铝和锌的金属活动性大于铁，故铝和锌均作为负极，失去电子，保护了铁，B项正确；C．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，C项错误；D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，不能完全消除铁的腐蚀，D项正确；故选C。3．C解析：A．图①实验为利用氨气做喷泉实验，通过圆底烧瓶内产生负压，证明氨气极易溶于水，A正确；B．图②实验中，SO2密度比空气大，集气瓶内导管左长右短，可用于收集SO2，烧杯内干燥管插入NaOH溶液中，用于吸收多余的SO2，B正确；C．图③实验中，由于反应前后气体的分子数相等，所以增大气体总压强，化学平衡不发生移动，C错误；D．图④实验中，通过U形管内液面左高右低，确定左侧为吸氧腐蚀，右侧为析氢腐蚀，从而探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀，D正确；故选C。4．C解析：A．石油裂化的目的是获得轻质油，提高轻质油特别是汽油的产量和质量，故A正确；B．国家速滑馆采用的碲化镉发电玻璃，能将光能转化为电能，即该玻璃应用了光电池原理，故B正确；C．聚乙烯为乙烯的加聚反应产物，其分子中完全为单键，不存在碳碳双键，故C错误；D．铁与电源负极相连，形成电解池时做阴极，阴极上发生的是还原反应，铁不会被腐蚀，故D正确；故选：C。5．D解析：A．铝、镁、钛等合金在强酸性环境中可发生析氢腐蚀，A错误；B．聚氨酯是由有机小分子经聚合反应生成的高分子化合物，属于有机高分子材料，而碳纤维复合材料属于无机材料，B错误；C．芯片的主要材料是硅单质，C错误；D．纳米气凝胶属于胶体，胶体具有丁达尔效应，D正确；答案选D。6．A解析：A．NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，两者存在平衡:，该反应的正反应是放热的，将两个封装NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶，分别浸泡在热水和冷水中，可通过观察两个烧瓶中颜色不同探究温度对化学平衡的影响，A项正确；B．NaClO溶液能使pH试纸褪色，测定NaClO溶液的pH需要用pH计，B项错误；C．测定中和热需要环形玻璃搅拌棒，C项错误；D．食盐水浸泡过的铁钉和空气接触，发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，D项错误；故选A。7．A解析：A．工业合成氨需要加快化学反应速率，单位时间产生更多的氨气，故A符合题意；B．浮雕的腐蚀需要减缓化学反应速率，要尽量保持浮雕的原貌，故B不符合题意；C．牛奶变质速度需要减缓其反应速率，需要长时间保持牛奶味道，故C不符合题意；D．钢铁生锈需要减缓化学反应速率，避免生锈而损失钢铁，故D不符合题意。综上所述，答案为A。8．B解析：A．由于金属活动性Zn>Fe，首先被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe就得到了保护，所以能有效防止钢铁腐蚀，A不符合题意；B．钢铁只与潮湿空气中，会加速钢铁生锈，不能有效防止钢铁腐蚀，B符合题意；C．在钢铁表面喷涂油漆，起到隔绝空气和水作用，能有效防止钢铁腐蚀，C不符合题意；D．钢铁与电源的负极相连，钢铁为阴极，外加电流的阴极保护法，钢铁受到保护，D不符合题意；故选B。9．D解析：A．食盐水浸泡过的铁钉所处环境是中性溶液环境，发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，达不到实验目的，A不符合题意；B．原电池装置中没有盐桥无法形成闭合回路，不能将化学能转化为电能，达不到实验目的，B不符合题意；C．实验中AgNO3溶液过量，无法比较AgCl和Ag2S溶解度大小，应该向AgNO3溶液中加入足量的NaCl溶液，达不到实验目的，C不符合题意；D．可以根据一定时间内注射器内气体体积计算锌与稀硫酸的反应速率，能达到实验目的，D符合题意；故选D。10．B解析：A．地下钢铁管道用导线连接锌块，构成原电池，铁为正极，保护了铁，所以可以减缓管道的腐蚀，故A正确；B．高效催化剂可以降低水分解的活化能，从而提高水光解的反应速率，但催化剂对反应焓变无影响，故B错误；C．疫苗的主要成分是蛋白质，温度较高时蛋白质变性，疫苗失效，与药品真假无关，故C正确；D．大桥使用的合金材料，必须具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能，故D正确；故答案选B。11．B解析：A．该装置为原电池，若金属a极产生气泡，则a为正极，b为负极，则金属活泼性：，故A错误；B．高锰酸钾溶液具有强氧化性，用酸式滴定管盛放，与草酸可以发生氧化还原反应，故测定某草酸溶液的物质的量浓度，故B正确；C．该装置为外加电流的阴极保护法，钢闸门作了阳极，失去电子，不能保护钢闸门不被海水腐蚀，应让钢闸门作阴极，故C错误；D．加热溶液时，发生水解反应，加热促进水解反应正向移动，生成的盐酸具有挥发性，最终会生成氢氧化铝，故不能制备固体，故D错误；故选B。12．B解析：A．a管电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，b管电解质溶液为稀硫酸，发生析氢腐蚀，氢离子浓度大，所以腐蚀速率，A错误；B．a中产生OH-，pH会变大；b中消耗氢离子，pH也会变大，B正确；C．a发生吸氧腐蚀，吸收氧气，气体体积会减少；b发生析氢腐蚀，产生氢气气体体积会变大，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，C错误；D．金属的腐蚀，都是金属做负极，失去电子发生氧化反应，所以，a、b两管中负极的电极反应均为，D错误；故选B。13．D解析：A．碘易溶于酒精，无法通过分液操作将碘和酒精分离，A错误；B．氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中，B错误；C．食盐水浸泡过的铁钉和空气接触，发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，C错误；D．氨气，二氧化碳通入饱和氢化钠溶液中生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠晶体，D正确；故选D。14．B解析：A．航母携带的重油中含有多种烃，因此属于混合物，而不是纯净物，A错误；B．航母下水前要进行刷漆工作，目的为减少金属与海水接触，以防止金属腐蚀，B正确；C．制造航体所用的耐腐蚀低磁钢，属于铁合金，合金的熔点低于成分金属，因此其熔点比纯铁低，C错误；D．相控阵雷达使用的碳化硅晶体中原子之间以共价键结合，属于共价晶体，是新型无机非金属材料，D错误；故合理选项是B。15．B【分析】在含有金属材料作电极的原电池中，负极加速被腐蚀、正极被保护；在电解池中，如果金属材料作阳极，则加速被腐蚀，阴极被保护，且金属材料作阳极被腐蚀速率大于作原电池负极的金属材料，据此分析解答。解析：A．该电解池中Fe作阳极而加速被腐蚀，A不符合题意；B．该电解池中Fe作阴极而保护，B符合题意；C．该原电池中Fe作负极而加速被腐蚀，C不符合题意；D．该装置没有形成原电池或电解池，正常腐蚀，D不符合题意；故选B。二、填空题16．(1)原电池CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O(2)阳极4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3(3)280D1.60(4)减小增大【分析】由题干图示信息可知，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；乙池为电解池，石墨电极A为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag；丙池为电解池，电极C为阳极，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，电极D为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，据此分析解题。解析：（1）①由分析可知，甲池为原电池；②通入CH3OH电极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；（2）①由分析可知，乙池A(石墨)电极的名称为阳极；②电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，Ag电极B为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，则乙池中总反应式为：4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑；（3）①由分析可知，当乙池中B极质量增加5.40g，即析出5.40g的Ag时，n(Ag)==0.05mol，则电路中转移的电子的物质的量为0.05mol，故甲池中理论上消耗O2的体积为=0.28L=280mL；②丙池中阴极（即D极）;③析出铜的质量为=1.60g；（4）①若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲池为甲醇燃料电池，通CH3OH的一极为负极，电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，通O2的一极为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-则溶液的pH将减小；②若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，即用惰性电极电解NaCl溶液，丙中D极即阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极的产物为NaOH、H2，由于生成了NaOH，则溶液的pH将增大。17．(1)(2)3.6解析：（1）铜电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应转化为，电极反应式为：；（2）根据，知铜电极上生成即的同时生成，因此铜极区溶液质量增重，答案为：3.6。18．乙高2H2O+O2+4e﹣═4OH﹣牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法解析：（1）甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙＞甲＞丙，故过一段时间后液面最高的是乙，故答案为乙；（2）甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，故答案为高；（3）乙装置中发生