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．下列关于钢铁腐蚀的叙述不正确的是A．钢铁在潮湿的空气中易腐蚀B．钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀C．腐蚀使钢铁色泽、外形等发生变化D．一般情况下，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显2．利用如图装置实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是A．a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管内液面高于b管内液面C．b管内溶液的pH减小D．a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+3．下列实验方案及实验结论都正确的是选项实验目的实验方案实验结论A证明、、的氧化性向溶液中加入过量HI溶液充分反应后，再滴加KSCN溶液，溶液未变红。氧化性：B证明具有氧化性向一定量溶液中滴加少量溶液，紫色褪去。具有氧化性C验证铁的吸氧腐蚀在一块已除锈的生铁片上滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2~3min，溶液边缘出现红色铁片上发生吸氧腐蚀D配制100mL的溶液将16g溶于水用100mL容量瓶配制溶液所得溶液浓度为A．A B．B C．C D．D4．钢铁制品表面镀铝既美观又能防腐，镀铝时选用的阳极材料是A．Zn B．Fe C．Al D．C5．化学与科技、生产、生活有密切的关系。下列叙述中不正确的是A．石墨烯液冷散热技术是华为公司首创，石墨烯是一种有机高分子材料B．我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)应用的氕、氘、氚互为同位素C．“地沟油”经处理可生产生物柴油、燃料乙醇等，变废为宝D．我国海洋开发走向“深蓝时代”，大型舰船的底部常镶嵌锌块做负极，防止船底腐蚀6．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下：序号实验实验Ⅰ铁钉表面及周边未见明显变化铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成实验Ⅱ铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现锌片周边未见明显变化下列说法不正确的是A．实验Ⅰ的现象说明溶液与反应生成了B．实验Ⅱ中保护了，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢C．实验Ⅱ中正极的电极反应式：D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色7．下列有关说法正确的是A．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：B．用Pt电极电解一定量的稀硫酸溶液，电解一段时间后溶液的PH值不变C．电解精炼铜时，电解质溶液中均保持不变D．金属Cu无论在酸性条件下，还是在碱性条件下发生的都是吸氧腐蚀8．中国文化源远流长，三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人、鎏金青铜面具等。下列有关说法正确的是A．古代的鎏金工艺利用了电镀原理B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为C．青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀D．文物中做面具的金简由热还原法制得9．白铁皮和镀锡铁皮的腐蚀情况如图所示。下列有关说法不正确的是A．白铁皮和镀锡铁皮破损后，后者铁更易被腐蚀B．白铁皮发生电化学腐蚀时，Zn做负极，Fe做正极C．镀锡铁皮发生电化学腐蚀时，Fe的腐蚀电势比Sn的腐蚀电势高D．两种材料发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式均为10．我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示，下列说法错误的是A．催化电极反应式：2Cl--2e=Cl2↑B．固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜C．导线中通过1mol电子时，海水减重约42.5gD．在有机电解质中加入少量乙酸，以增强导电性二、填空题11．某化学兴趣小组的同学用以下装置研究电化学的问题。(1)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。有甲，乙两位同学设计了如图所示的原电池。写出甲中正极上的电极反应式：_______。(2)乙中负极为_______(填名称)，总反应的离子方程式为_______。(3)若用丙装置进行电解，U型管内装有电解液c，M、N是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：①若要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用CuSO4溶液，则：N电极的材料是_______，N电极反应式是_______。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。下列说法正确的是_______。A．电能全部转化为化学能B．在电解精炼中，电解液中有Al3+、Zn2+产生C．溶液中Cu2+向阳极移动D．阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属②用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为16g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为_______L。12．中国传统的农具、兵器曾大量使用铁，铁器的修复是文物保护的重要课题。战国时期的铁制农具(1)潮湿环境中，铁器发生电化学腐蚀的负极反应式是_______。(2)铁器表面氧化层的成分有多种，性质如下：成分Fe3O4FeO(OH)FeOCl性质致密疏松疏松①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是_______。②在有氧条件下，Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl，将相关反应的离子方程式补充完整：4Fe3O4+O2+_________+____H2O===___FeOCl+__________(3)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层：用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器，一段时间后取出，再用NaOH溶液反复洗涤。①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH)，推测溶解度FeOCl_____FeO(OH)(填“＞”或“＜”)。②Na2SO3的作用是_______。③检验FeOCl转化完全的操作和现象是_______。13．材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。(1)以下是生活中常见的物品：a.玻璃杯b.电源插座c.废旧干电池d.废报纸e.尼龙绳f.轮胎g.铁锅。请用相应的字母填空：①用无机非金属材料制作的是_______。②用合成高分子材料中橡胶制作的是_______。③随意丢弃会对水体和土壤都造成污染的是_______。④如图所示，物品d可投入_______(填“A”或“B”)标志的垃圾桶中。(2)经研究发现，长期使用铁锅炒菜，可有效减少缺铁性_______病症的发生，为了提高补铁效果，在炒菜时可经常加入适量的_______(填“食醋”或“料酒”)。炒完菜之后不洗锅，铁锅通常会生锈，此过程中主要发生_______腐蚀(填“化学”或“电化学”)，请写出金属防护的一种方法_______。14．Ⅰ.如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________。（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)，钢铁越易腐蚀。（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_________________________________。Ⅱ.利用化学反应：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：（1）选择________作正极材料，________作负极材料；选择________作电解质溶液。（2）写出有关的电极反应式：正极：__________________；负极：_______________________。【参考答案】一、选择题1．B解析：A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，加快腐蚀，A正确；B．钢铁中含有Fe、C元素，可以作为两个活泼性不同的电极，在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，而不是化学腐蚀，B错误；C．钢铁被腐蚀后生成红褐色的铁锈(Fe2O3)，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，C正确；D．一般情况下，温度越高，反应速率越快，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显，D正确；综上所述答案为B。2．C解析：A．a管内电解质呈中性，b管内电解质呈酸性，所以a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀，A正确；B．a管内发生吸氧腐蚀，需要消耗氧气，液面升高，b管内发生析氢腐蚀，会生成氢气，液面下降，所以一段时间后，a管内液面高于b管内液面，B正确；C．b管内，H+得电子生成H2，溶液的酸性减弱，pH增大，C不正确；D．a、b管内，负极都发生Fe失电子生成Fe2+的电极反应，所以具有的相同的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D正确；故选C。3．C解析：A．碘离子具有还原性，加入过量HI溶液充分反应后，再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁离子和碘离子反应了，只能说明氧化性：，故A错误；B．高锰酸钾在反应中做氧化剂、过氧化氢做还原剂，故B错误；C．吸氧腐蚀在正极发生反应，O2+2H2O+4e-=4OH-；溶液边缘出现红色，说明发生了吸氧腐蚀溶液显碱性，故C正确；D．配制100mL的溶液，需要0.1mol，其质量为25g，故D错误；故选C。4．C解析：电镀时，阴极为镀件，阳极为镀层金属。因此，钢铁制品表面镀铝时，阳极材料为Al。【点睛】电解池中电极反应顺序为阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)；阳极：活泼金属>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根。5．A解析：A．石墨烯是单层石墨，是碳的单质，不是有机物，故A错误；B．氕、氘、氚的质子数相同、中子数不同，是同种元素的不同原子，互称为同位素，故B正确；C．“地沟油”是废弃的油脂，经处理可生产生物柴油、燃料乙醇等，变废为宝，故C正确；D．舰船船体是钢铁制成的，容易发生电化学腐蚀，在舰船底部镶嵌锌块可以构成锌铁原电池，锌做负极，被氧化，保护了正极铁，该方法为金属防护的牺牲阳极法，故D正确；故选A。6．A解析：A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，但是不能说明K3[Fe(CN6)]与Fe反应生成了Fe2+，A项错误；B．实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，故Ⅱ中铁的腐蚀速率降低，B项正确；C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确；D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁钉周边会出现蓝色；铜为正极，根据C选项正极电极反应式可知，有OH-生成，铜片周边会出现红色，D项正确；答案选A。7．D解析：A．钢铁腐蚀时铁失去电子生成亚铁离子，A项错误；B．电解稀硫酸实际是电解水，电解一段时间后硫酸的浓度增大，B项错误；C．电解精炼铜时开始时阳极是其他比铜活泼的金属失去电子进入溶液中，阴极是铜离子得到电子生成铜，故电解质溶液中的铜离子浓度稍微减少，C项错误；D．铜的活动性比氢弱，不能发生析氢腐蚀，D项正确。故选D。8．B解析：A．古代的镀金工艺利用的原理：系将金熔于水银之中，形成金泥，涂于铜或银器表面，加温，使水银蒸发，金就附着于器表，谓之鎏金，近代称为“火镀金”，故A错误；B．铜锈的主要成分为，故B正确；C．铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，故C错误；D．古代得到金的方法是陶漉法，故D错误；故答案选B。9．C【分析】如图，相同条件下，Zn比铁活泼，所以白铁皮即使破损，Zn依然作负极，被氧化，铁作正极，被保护起来；镀锡铁皮中，因为铁比锡活泼，所以由铁锡形成的原电池中，铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀；解析：A．Zn的金属活动性强于Fe的，白铁皮破损后，Zn做负极被腐蚀，Fe做正极被保护；Fe的金属活动性强于Sn，镀锡铁皮破损后，Fe做负极被腐蚀，因此，镀锡铁皮更易被腐蚀，A说法正确；B．Zn的金属活动性强于Fe，白铁皮发生电化学腐蚀时，Zn做负极，Fe做正极，B说法正确；C．Fe的金属活动性强于Sn，镀锡铁皮发生电化学腐蚀时，Fe做负极，Sn做正极，因此Fe的腐蚀电势比Sn的腐蚀电势低，C说法错误；D．两种材料发生电化学腐蚀时，正极均是参与反应，电极反应式均为，D说法正确；故选C。【点睛】本题以白铁皮和镀锡铁皮的腐蚀情况为背景考查电化学原理，具体考查原电池的工作原理和电化学腐蚀等知识，意在考查考生获取新信息的能力及在陌生情境中分析问题和解决问题的能力。10．D【分析】从图分析，有机电解质防止Li与水直接反应，所以Li在铜箔电极产生，它为电解池的阴极。而催化电极为阳极。解析：A．催化电极为阳极发生氧化反应为2Cl--2e=Cl2↑，A项正确；B．Li+经膜移向铜电极产生Li，而Li易于水反应，所以阴极区应该无水环境，所以固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜，B项正确；C．由电子守恒关系得2e-~Cl2~2Li，导线中通过1mol电子时n(Cl2)=0.5mol、n(Li)=1mol所以海水中减少得质量为m(Li)+m(Cl2)=1×7+0.5×71g=42.5g，C项正确；D．Li能与CH3COOH产生H2，D项错误；故选D。二、填空题11．(1)Cu2++2e-=Cu(2)铝片2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑(3)纯铜Cu2++2e-=CuBD2.8解析：（1）装置甲中存在自发进行的氧化还原反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，锌作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，故甲中正极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu。（2）装置乙中存在自发进行的氧化还原反应2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，负极为铝片，发生氧化反应。（3）①由电流方向可知，a为电源的正极，M为阳极，b为电源的负极，N为阴极，若要进行粗铜的电解精炼，纯铜作阴极，粗铜作阳极，电解液c选用CuSO4溶液，则N电极的材料是纯铜，N电极反应式是Cu2++2e-=Cu。A．电能没有全部转化为化学能，部分转化为热能，故A错误；B．粗铜中含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质，Al、Zn比铜活泼，会在阳极优先失去电子，故在电解精炼中，电解液中有Al3+、Zn2+产生，故B正确；C．电解池中阳离子移动向阴极，故溶液中Cu2+向阴极移动，故C错误；D．粗铜中含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质，Ag、Pt、Au不如铜活泼，在阳极不失电子，会沉积在阳极泥中，故阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属，故D正确；故选BD。②用惰性电极电解CuSO4溶液，阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，阳极发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，则有关系式：2Cu~O2，若阴极析出Cu的质量为16g，物质的量为，则阳极上产生的氧气为0.125mol，在标准状况下的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L。12．Fe–2e-=Fe2+6Fe(OH)2+O2=2Fe3O4+6H2O12Cl-61212OH-＞作还原剂，将FeOCl还原为Fe3O4取最后一次的洗涤液于试管中，加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，无白色沉淀产生，证明FeOCl转化完全解析：（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；（2）①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是：6Fe(OH)2+O2=2Fe3O4+6H2O；②Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl，Fe元素化合价升高，O元素化合价降低，根据得失电子守恒和原子守恒可以配平方程式为：4Fe3O4+O2+12Cl-+6H2O=12FeOCl+12OH-；（3）①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH)，根据沉淀转化的规律：溶解度小的转化为溶解度更小的，可知溶解度FeOCl＞FeO(OH)；②FeOCl转化为Fe3O4的过程中，Fe元素化合价上升作氧化剂，则Na2SO3的作用是：作还原剂，将FeOCl还原为Fe3O4；③FeOCl转化完全则溶液中存在大量氯离子，取最后一次的洗涤液于试管中，加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，无白色沉淀产生，证明FeOCl转化完全。13．(1)afcA(2)贫血食醋电化学刷漆、涂油、制成合金、牺牲阳极法、外加电流法等解析：（1）a．玻璃杯主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料；b．电源插座为树脂等，如酚醛树脂、脲醛树脂，这些属于高分子材料；c．废旧电池中含有重金属元素汞等，有毒，不能随意丢弃；d．废报纸主要成分是纤维素；e．尼龙绳是由尼龙组成，尼龙属于聚酰胺；f．轮胎由橡胶制成，属于高分子材料；g．铁锅属于合金；①用无机非金属材料制作的是玻璃杯，a符合题意；故答案为a；②用橡胶制作的是轮胎，f符合题意；故答案为f；③随意丢弃会对水体和土壤都造成污染的是废旧电池，c符合