金属的腐蚀与防护 同步练习题 高二上学期化学人教版（2019）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．化学与生产、生活紧密相关，下列说法不正确的是A．镀铜铁器的镀层破损后，铁的腐蚀速度不会加快B．燃烧煤炭时将煤炭碾碎并吹入炉膛的目的是为了让煤炭充分燃烧C．泡沫灭火器的使用是利用了盐类水解的原理D．用浓的碳酸钠溶液除去锅炉水垢中的硫酸钙利用了沉淀转化原理2．下列有关物质性质的应用正确的是A．氯化钠溶液显中性，可用铝制容器贮存氯化钠溶液B．碳酸钠溶液显碱性，可用热的纯碱溶液除去金属器件表面油污C．氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉可放在氮气中冷却D．铜的金属性比铁弱，可将海轮浸水部分镶上铜锭以减缓船体腐蚀3．下列有关电化学知识应用中，说法正确的是A．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极B．在镀件上电镀铜时，可用镀件作阳极C．工业上冶炼金属铝，常采用电解熔融氯化铝的方法D．在海轮外壳连接锌块，是采用了牺牲阳极的阴极保护法4．利用光伏电池与膜电解法制备溶液的装置如下图所示，下列说法不正确的是A．该光伏电池的电极为正极B．该离子交换膜为阴离子交换膜，由左池向右池迁移C．电解池中阴极的电极反应式为D．电路中有电子通过时，阳极室生成5．铁钉在下列情况下腐蚀最快的是A．铁钉放在干燥的空气中 B．铁钉完全浸没在植物油中C．铁钉一半浸没在食盐水中 D．铁钉一半浸没在水中6．我国科研人员将单独脱除反应与制备反应相结合，实现协同转化(装置如图)。已知：①单独脱除反应能自发进行；②单独制备反应不能自发进行；③双极膜复合层间能解离为和，且能实现和向两极迁移。下列说法错误的是A．反应①释放的能量可以用于反应②B．移向N极区域，反应过程中无需补加C．M为负极，该区域存在反应D．每生成，M极区域溶液的质量增加7．在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使与H或H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示：下列说法正确的是A．正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-B．钢管腐蚀的产物中含有FeS、Fe(OH)2等C．与H2反应可表示为4H2+-8e-S2-+4H2OD．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀8．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9．化学与生活密切相关。下列说法错误的是A．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性C．泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火D．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10．表面皿都中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：和铁氰化钾溶液会生成蓝色沉淀。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D．对铁钉腐蚀起防护作用的是图B11．利用如图装置实现钢铁的化学防护，下列说法正确的是A．连，极发生还原反应B．连，称牺牲阳极法C．K连，为时，铁不易被腐蚀D．连，铁上电极反应为12．下列说法不正确的是A．破损后的镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀B．用牺牲阳极保护法保护钢铁，钢铁作原电池的负极C．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+D．钢铁发生吸氧腐蚀，正极的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-13．下列关于各物质的所属类别及性质的描述不正确的是选项ABCD物质碳酸氢钠氯化钠氢氧化铁胶体生铁类别酸式盐离子化合物混合物合金性质与碱反应熔融态不导电能产生丁达尔现象易发生电化学腐蚀A．A B．B C．C D．D14．科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是A．放电时，负极区pH升高B．放电时，1mol转化为HCOOH，转移的电子数为4molC．充电时，Zn电极连电源正极D．充电时，产生22.4L(标准状况下)，生成的Zn为130g15．如图是处理废水中苯酚的装置，回收利用苯后再排放。下列有关说法正确的是A．a为正极，电极附近减少B．该离子交换膜为阴离子交换膜C．b电极反应式为D．若有电子通过导线，A、B两区域中液体质量改变量的和为二、填空题16．铁、铜等金属及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述_____(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为______。(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入甲烷和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，在高温下能传导O2-。①图1中d电极上的电极反应式为______。②如图2所示用惰性电极电解100mL0.50mol•L-1硫酸铜溶液，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入______(填字母)。A．CuOB．Cu(OH)2C．CuCO3D．Cu2(OH)2CO317．电化学方法是化工生产中常用的一种方法。利用该装置可以得到不同的产物：Ⅰ．氯碱工业中，用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制备氯气。(1)b电极的电极反应式：___________(2)该电解池的总方程式：___________(3)若有产生0.4mol电子，产生气体的总体积是___________(标准状况下)Ⅱ．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2工艺。(4)a电极附近pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。电极反应式为___________。(5)b电极作电解池的___________极，电极反应式为___________。(6)该工艺应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。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．请仔细观察下列两种装置的构造示意图，完成下列问题：实验I：向图1烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。(1)铁棒上发生的电极反应为_____。实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。(2)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验I______(填“相同”或“相反”)。(3)在铁棒附近可观察到的现象是______。(4)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对不活泼的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为______。实验Ⅲ：(5)已知粗锌中含有的杂质有铝、铁和铜，图2若为电解精炼锌，则A极应接____(填“粗锌”或“纯锌”)，电解一段时间后，电解质溶液中含有的金属阳离子有______。(6)图2若为铜上镀银装置，已知电镀前A、B电极质量相等，电镀完成后两电极质量差为6.48g时，则电路中通过的电子数为_____。(7)若图2使用的电源为一种高效耐用的新型可充电电池，其放电反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。写出该电池放电时正极电极方程式_____。【参考答案】一、选择题1．A解析：A．镀铜铁器的镀层破损后，会构成原电池，且铁为负极，铁的腐蚀速度会加快，A错误；B．燃烧煤炭时将煤炭碾碎并吹入炉膛的目的是为了增大反应接触面积让煤炭充分燃烧，B正确；C．泡沫灭火器的使用过程是将溶液和溶液混合，互相促进水解的过程，C正确；D．用浓的碳酸钠溶液除去锅炉水垢中的硫酸钙，发生反应，利用了沉淀转化的原理，D正确；故选A。2．B解析：A.氯化钠溶液与铝制容器可以构成原电池，金属铝作负极，发生电化学腐蚀，加快铝腐蚀，A错误；B.加热促进纯碱水解，碱性增强，促进油脂水解，更好的洗去金属表面油污，B正确；C.加热条件下，氮气与镁反应生成氮化镁，所以炽热的镁粉不可放在氮气中冷却，C错误；D.铜铁形成原电池，铁为负极加速腐蚀，应镶上金属性强于铁的金属，比如镁、铝等，D错误；故选B。3．D解析：A．电解法精炼粗铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极，硫酸铜等作电解质溶液，故A错误；B．电镀时，镀层金属作阳极、镀件作阴极，在镀件上电镀铜时，可用镀件作阴极，铜作阳极，故B错误；C．电解时尽量选用熔点较低的离子化合物，以节省能源，工业用电解熔融Al2O3冶炼金属铝，氯化铝是分子晶体，液态时不导电，故C错误；D．在海轮外壳连接锌块，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，锌比铁活泼先被氧化，故D正确；故选D。4．B解析：A．从图示看出，光伏电池内负电荷向极移动，则极为负极，电极为正极，故A正确；B．在石墨极发生反应后变为，发生了氧化反应，与结合变为而流出，消耗了硫酸根离子，因此右池中的向左池迁移，不断进行补充，故B错误；C．由图可知，纯铜为阴极，电极反应式为：，故C正确；D．串联电路中转移电子数相等，石墨极为阳极，发生氧化反应，，电路中有电子通过时，阳极生成，质量为，故D正确；故选B。5．C解析：A．在干燥的空气中，铁与水不接触，不易生锈；B．浸没在植物油中，铁与水和氧气都不接触，不易生锈；C．铁钉一半浸没在食盐水中，形成原电池，易生锈，盐溶液更能加速铁的腐蚀；D．铁钉一半浸没在水中，铁与水和氧气同时接触，易生锈，但没有食盐水中腐蚀快；故选C。6．D【分析】该装置为原电池，根据图中电子移动方向可知，M为负极，左侧二氧化硫通入氢氧化钠溶液被吸收：，所得亚硫酸根发生失电子的反应生成，右侧电极为正极，正极上O2发生得电子的反应生成H2O2，负极区总反应为，正极反应式为，所以协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4，原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；解析：A．①单独脱除反应能自发进行、为放热反应；②单独制备反应不能自发进行、为吸热反应，则反应①释放的能量可以用于反应②，A项正确；B．原电池中阳离子向正极移动，则移向N极区域，根据总反应可知，右侧消耗H+的量等于迁移过来H+的量，硫酸的总量不变，所以反应过程中不需补加稀H2SO4，B项正确；C．据分析，M为负极，该区域中二氧化硫通入氢氧化钠溶液被吸收，故存在反应，且亚硫酸根离子在M极上被氧化，C项正确；D．负极区总反应为，正极反应式为，当正极生成时，负极区域的溶液质量增重为，D项错误；答案选D。7．B解析：A．根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，则正极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误；B．在钢铁锈蚀中，Fe为负极，失去电子发生氧化反应，则负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，厌氧细菌促使与H原子或H2还原反应生成S2-，S2-及正极上生成的OH-与Fe2＋可分别反应生成FeS、Fe(OH)2，B正确；C．与H2反应可表示为4H2+S2-+4H2O，C错误；D．向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，活动性弱的铜作正极，活动性强的Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，D错误；故合理选项是B。8．C解析：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。9．C解析：A．油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，A正确；B．疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品，由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确；C．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合的时候发生双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出进行灭火。但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，可能导致触电或电器短路，C错误；D．电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼所以应该是原电池的负极，从而对正极的热水器内胆（多为不锈钢或铜制）起到了保护作用，这种保护方法为：牺牲阳极的阴极保护法，D正确。10．C【分析】一段时间后b处和c处出现变红现象，说明b、c处生成氢氧根离子即b、c处发生还原反应。解析：A．根据前面分析b、c处发生还原反应，则说明发生氧化反应的是a处和d处，故A正确；B．a处是铁失去电子变为亚铁离子，和铁氰化钾溶液会生成蓝色沉淀，因此图A中a处出现蓝色沉淀，故B正确；C．根据前面分析b、c处发生还原反应即b处和c处电极反应式为，故C错误；D．A中铁为负极，铜为正极，对铁有腐蚀性，而B中铁为正极，锌为负极，因此对铁钉腐蚀起防护作用的是图B，是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。综上所述，答案为C。11．C解析：A．连，则形成电解池，则极做阳极发生氧化反应，铁电极做阴极，发生还原反应，保护铁不被氧化，故A不正确；B．连，则形成电解池，铁做阴极被保护，故称外加电流法，故B不正确；C．连，形成原电池，铁需做正极，故需要比铁活泼，为时，锌失电子，铁不易被腐蚀，故C正确；D．K连，形成原电池，做负极被腐蚀，铁电极是氧气得电子，电极上的反应式为：，故D不正确；故选C。12．B解析：A．由于Zn比Fe活泼，破损后的镀锌铁板则形成电化学腐蚀，Zn先腐蚀，而Fe比Sn活泼，破坏后的镀锡铁板则形成电化学腐蚀，Fe被腐蚀，故镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀，A正确；B．用牺牲阳极保护法保护钢铁即接一块比Fe更活泼的金属作负极，钢铁作原电池的正极，接入的金属被腐蚀从而保护正极上的Fe，B错误；C．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+，C正确；D．钢铁在碱性或弱酸性介质中易发生吸氧腐蚀，正极的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，D正确；故答案为B。13．B解析：A．碳酸氢钠为酸式盐，与碱反应生成水和二氧化碳，A正确；B．氯化钠含离子键为离子化合物，也是电解质熔融态导电，B错误；C．氢氧化铁胶体为混合物，丁达尔现象是胶体特有的性质，C正确；D．生铁为碳和铁的合金，C做正极铁金属性质活泼做负极，易发生电化学腐蚀，D正确；答案选B。14．D解析：A．负极上Zn失电子，生成Zn2+，Zn2+结合OH-生成，消耗了溶液中的氢氧根离子，负极区pH下降，A错误；B．放电时，正极反应为，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2mol，B错误；C．充电时，Zn电极连接电源负极，阴极反应为，C错误；D．充电时总反应式为，生成1mol氧气的同时，生成Zn2mol，即生成的Zn为130g，D正确；故答案选D。15．C解析：A．a极为苯酚变为，碳原子的化合价由价变为价，化合价降低，得到电子，a极为正极，电极反应式为：，电极附近增大，A错误；B．自由移动的离子为，阳离子向正极移动，则离子交换膜为阳离子交换膜，从右向左移动，B错误；C．b电极为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：，C正确；D．若有电子通过导线，就1molH+有从B迁移到A，A区溶液质量增加，B区溶液的质量不变，A、B两区域中液体质量改变量的和为，D项错误；故选C。二、填空题16．(1)②③2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑(2)CH4+4O2--8e-=CO2+2H2OAC解析：（1）①铁比铜活泼，铁作负极，腐蚀速度加快，②Zn比铁活泼，铁作正极被保护，③铁连接电源的负极作阴极被保护，所以可以采用②③装置保护铁防止被腐蚀；装置③中总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；（2）①图1为原电池，根据电流方向，则c电极为正极，d极为负极，甲烷失电子，与氧离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O；②如图2所示用惰性电极电解，a极为阳极，溶液中的水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，b极铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电路中转移4mol电子时，生成1molO2和2molCu，因此若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入CuO或CuCO3（因反应生成的CO2逸出从而也满足）即可，Cu(OH)2和Cu2(OH)2CO3因增加了水而不选，故选AC。17．(1)(2)(3)4.48L(4)增大(5)阳(6)阳解析：（1）右边加入氯化钠饱和溶液，则b电极是氯离子失去电子，其电极反应式：；故答案为：。（2）该电解池的总方程式：；故答案为：。（3）根据，转移2mol电子得到2mol气体，若有产生0.4mol电子，产生气体物质的量为0.2mol，其总体积是4.48L(标准状况下)；故答案为：4.48L。（4）电解饱和食盐水制取ClO2工艺，b极氯离子失去电子，a电极是得到电子，即a电极为水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此附近pH增大。电极反应式为；故答案为：增大；。（5）b极氯离子失去电子变为ClO2，则b电极作电解池的阳极，电极反应式为；故答案为：阳；。（6）右边阳离子电荷多即该工艺中阳离子向左边移动，说明是应使用阳离子交换膜；故答案为：阳。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）乙装置中发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，故答案为O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；（4）金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀，故答案为牺牲阳极的