2023-2024学年高二化学2019选择性必修1试题1.3金属的腐蚀与防护(知识清单分层练习)2

1.2.4化学能与电能的转化（电解原理的应用）基础知识清单基础知识清单一、金属的电化学腐蚀1．金属的腐蚀(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生而腐蚀损耗的现象。(2)金属腐蚀的实质。金属原子电子被的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为。(3)金属腐蚀的类型。①化学腐蚀：指金属与其他物质接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。2．钢铁的电化学腐蚀类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性负极正极总反应后续反应最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3•nH2O)，反应如下：，2Fe(OH)3=Fe2O3•nH2O＋(3－n)H2O联系通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍二、金属的电化学防护1．本质阻止金属发生反应。2．方法(1)加防护层，如在金属表面、、等。(2)改变金属组成或结构，如制成合金等。(3)电化学防护方法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法原理原电池原理电解原理被保护金属作极作极构成被保护金属、比被保护金属活泼的金属等被保护金属、惰性电极及直流电源等优、缺点无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属无需更换电极，但消耗电能示意图牺牲阳极的阴极保护法示意图外加电流的阴极保护法示意图联系被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀三．不同条件下金属腐蚀快慢的比较(1)影响金属腐蚀的因素。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。(2)不同条件下金属腐蚀快慢的判断。条件快慢顺序腐蚀类型不同电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护)同种金属强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快同种电解质溶液电解质溶液浓度越大，腐蚀越快课后分层练课后分层练1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O=M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀2．下列防护措施中属于电化学保护法的是()A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B．在金属中加入一些铬或者镍制成合金C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭D．在金属表面喷漆3．我国国产航母顺利完成下水，有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀，因此船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是()A．海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀B．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极的阴极保护法防止金属腐蚀C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀D．外加电流，使需要保护的金属作阴极，可以起到保护金属的作用4．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋5．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是()A．金属棒X的材料可能为铜B．金属棒X的材料可能为钠C．钢管附近土壤的pH可能会下降D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法6．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下。eq\a\vs4\al(图a：pH＝2时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图)eq\a\vs4\al(图b：pH＝4时锥形瓶中,气体压强变化的曲线图)分析图像，以下结论错误的是()A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－=Fe2＋7．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是()A．正极电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀D．此过程中电流从Fe流向Cu8.如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是()A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B．有2.8g铁被腐蚀C．钢铁表面出现气体D．消耗气体体积约为1.12L(标准状况)9．表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌片的铁钉(图B)放置其中，如图所示，一段时间后b处和c处出现变红现象。已知：Fe2＋和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀。下列说法不正确的是()A．发生氧化反应的是a处和d处B．图A中a处出现蓝色沉淀C．b处和c处电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑D．对铁钉腐蚀起防护作用的是图B10．图甲是用压强传感器探究生铁在c(H＋)＝10－2mol/L和c(H＋)＝10－4mol/L的醋酸溶液中腐蚀过程的装置；图乙是根据压强传感器所得数据绘制的图像。下列说法错误的是()A．在上述两种腐蚀过程中，生铁中的碳作正极且电极反应相同B．上述探究过程中吸氧腐蚀速率比析氢腐蚀速率快C．生铁发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀与溶液中的c(H＋)大小有关D．日常生活中钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍11．硫酸盐还原菌SRB在地球上分布很广泛，通过多种相互作用发挥诸多潜力。但在水体中，会促使许多金属及合金发生腐蚀。某种Fe合金在硫酸盐还原菌存在条件下腐蚀的机理如图所示。对于该反应机理相关信息分析错误的是()①升高温度有利于硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀；②硫酸盐还原菌(SRB)对金属的腐蚀作用是在有氧环境下进行的；③在硫酸盐还原菌(SRB)作用下，Fe腐蚀后最终会生成Fe2O3•xH2O；④电化学腐蚀中负极电极反应为Fe－2e－=Fe2＋；⑤当1molSOeq\o\al(2－,4)在SRB的作用下转化为硫离子时，理论上正极反应会消耗8mol水A．①②③ B．①②⑤C．②③④ D．②③⑤12．验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是()①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼13．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是()ⅠⅡⅢA．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀14．下列有关金属腐蚀的说法，正确的是()A．化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多B．化学腐蚀和电化学腐蚀不可能同时发生C．化学腐蚀比电化学腐蚀的腐蚀速度要快得多D．电化学腐蚀过程伴随有电流产生，而化学腐蚀过程没有15．海水是一种腐蚀性很强的天然电解质溶液，沿垂直方向，海洋环境可分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海泥区。其中海水全浸区根据海水位置分为深海区和浅海区。根据钢铁桥梁在海洋区域建设的位置，下列说法错误的是()A．热带地区桥梁比寒带海域桥梁腐蚀更严重B．海泥区含氧量非常低，腐蚀速率一般高于海水全浸区C．浅海区溶氧量较高，存在着大量的微生物，钢铁在浅海区主要发生电化学腐蚀D．在浪花飞溅区，海水的冲击不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，所以浪花飞溅区桥梁腐蚀最严重16．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下：下列说法错误的是()A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－=H2↑B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀D．若将该铜板与直流电源的负极相连，则铁、铜均难被腐蚀17．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18．家用的一种储水式电热水器的结构如图所示，其中a、b为水管口。下列说法正确的是()A．电热水器通电时，可将少量的水电解B．镁棒因提供电子而作阴极，保护了钢制外壳C．镁棒因表面生成Mg(OH)2而得到有效保护D．电热水器可将电能转化为热能19.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护，使其免受腐蚀，下列说法不正确的是()A．金属棒的材料可能为镁B．钢管附近土壤的c(OH－)增大C．这种方法称为外加电流的阴极保护法D．镀锌铁片的镀层破坏后铁皮仍耐腐蚀的原理与此相同20．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为惰性阳极材料和传递电流D．该金属防护的方法是牺牲阳极的阴极保护法21．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀B．在如图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>ⅡC．铁制品应保存在温度较高的地方D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－=Fe3＋22．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是()A．铁管道发生的是吸氧腐蚀B．输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C．这种情况下，土壤的c(OH－)增大D．管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀1．相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()ABCD2．下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是()A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑3．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关的说法中错误的是()A．正极反应为SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2OD．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀4．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()图a图b图c图dA．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn－MnO2干电池发生放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的5．某同学通过如图所示装置探究铝制品表面出现的白斑，下列说法正确的是()A．铝箔为正极，发生氧化反应而被腐蚀B．负极反应为2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，铝箔表面有氯气产生D．白斑的主要成分可能是Al2O36．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有c(H＋)＝10－4mol/L的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．具支试管中溶液c(H＋)逐渐增大7．利用物质由高浓度向低浓度自发扩散的能量可制成浓差电池。在海水中的不锈钢制品，缝隙处氧浓度比海水低，易形成浓差电池而发生缝隙腐蚀。缝隙处腐蚀机理如图所示。下列说法不正确的是()A．金属缝隙内表面为负极，外自由表面为正极B．缝隙内溶液c(OH－)增大，加快了缝隙内腐蚀速率C．为了维持电中性，海水中大量Cl－进入缝隙D．正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－8．我国航母特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某钢材腐蚀情况与溶液中c(H＋)的关系如表所示，下列说法正确的是()c(H＋)/(mol•L－1)10－210－410－610－6.510－810－13.510－14腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A.当c(H＋)>10－6.5mol•L－1时，碳钢主要发生化学腐蚀B．当c(H＋)>10－4mol•L－1和c(H＋)<10－13.5mol•L－1时，碳钢主要发生析氢腐蚀C．c(H＋)不同的情况下，正极反应均为O2＋4e－＋2H2O=4OH