第四章 第三节 金属的腐蚀与防护 测试题2021-2022学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

选择性必修1第四章第三节金属的腐蚀与防护测试题榆次一中李金虎一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）1．港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是()A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C．采用外加电流法时需外接镁、锌等作辅助阳极D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀2．下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O=M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑B．金属化学腐蚀的实质是M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀3．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A．图1，铁钉易被腐蚀B．图2，加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C．图3，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D．图4，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极4．下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①5．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀6．结合如图判断，下列叙述正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀7．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，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损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整8．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是()A．阴极的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快9．在潮湿的深层中性土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使SOeq\o\al(2－,4)与H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图Ⅰ所示，因此埋在地下的钢管常需要加以保护，使其免受腐蚀，所用装置如图Ⅱ所示。下列说法正确的是()A．图Ⅱ中钢管附近土壤的pH可能会上升B．图Ⅰ中钢管腐蚀的含铁产物只有FeSC．图Ⅱ中金属棒X可能为铜，可使钢管表面腐蚀电流接近于零D．图Ⅱ中金属棒X的作用是作为损耗正极材料和传递电流10．考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀，这是一种电化学腐蚀现象。小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。已知：2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl。下列分析不正确的是()A．氧气是正极反应物B．铜锈的成分与氧气浓度、pH有关C．图乙中，Cl－从小孔内向小孔外移动D．青铜中的锡也会发生电化学腐蚀二、填空题（本题包括5个小题，共60分）11．（12分）(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的____腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______（填“正”或“负”）极相连。（2）若用钢铁（含Fe、C）制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为。（3）铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种硫酸盐还原菌的细菌成为正极反应的催化剂，将土壤中的SO42-还原为S2-，试写出该电化学腐蚀的正极反应。（4）利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为。12．（12分）钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为______________________________。（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________________。（3）图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，X电极溶解的铜的质量________3.2g(填“<”“>”或“＝”)。（4）图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应，若将开关K置于N处，发生的总反应式________________________________。13．（10分）下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图（1）腐蚀过程中，负极是（填图中字母“a”或“b”或“c”）。（2）环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为。（3）若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为L（标准状况）。14．（12分）某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈（1）生铁片发生________腐蚀，中心区的电极反应式为___________________________。（2）边缘处的电极反应式为________________________________________________。（3）交界处发生的反应为________________________________________________。15:（14分）金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下列两种腐蚀现象回答下列问题:

（1）图1种被腐蚀的金属为,其腐蚀类型属于(填字母)。图2中金属腐蚀类型属于(填字母)。

A．化学腐蚀B．电化学腐蚀C．析氢腐蚀D．吸氧腐蚀（2）图1中Cu的作用是，结合电极反应、电子移动、离子移动等，分析金属被腐蚀的原理：。

（3）图2中铁的生锈过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O，将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完整：正极反应式为，负极反应式为，总反应为。

1．答案C解析：钢构为活泼金属，在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀，发生的主要反应有2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3等，A正确；钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，可以隔绝空气、水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，B正确；外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，C错误；不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀，D正确。2．答案B解析：金属与接触的化学物质直接发生氧化还原反应的过程为化学腐蚀，金属失去的电子直接转移给氧化剂；金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，在中性或弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，电子由金属转移到不活泼的正极材料上被氧化剂得到。3．答案C解析：A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。4．答案A解析：铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大(比①大)，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。5．答案C解析：根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，据此解题。在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故A错误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误。6．答案A解析：两个装置均为原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知，原电池的正极金属受到保护，A项正确；Ⅰ中负极为活泼金属Zn，B项错误；Ⅱ中是酸性溶液，电极反应中不能有OH－生成，C项错误；Ⅰ中无Fe2＋生成，不能生成铁氰化亚铁沉淀，D项错误。7．答案C解析：钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，C错误。8．答案C解析：阴极得电子，A错误；金属M失电子，其活动性应比铁强，B错误；M失去的电子流入钢铁设施表面，因积累大量电子而被保护，C正确；海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中腐蚀的速率快，D错误。9．答案A解析：选A题图Ⅱ中没有外加电源，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，根据原电池原理，金属棒X应作负极，金属棒X的活泼性应大于铁，才能保护钢管，使其免受腐蚀，若金属棒X是铜，则形成Fe­Cu原电池，会加速铁的腐蚀；题图Ⅱ中钢管作正极，正极上H2O发生还原反应生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，故钢管附近土壤中的c(OH－)会增大，pH可能会上升，A正确，C错误。题图Ⅰ钢管腐蚀的过程中，负极上Fe失去电子发生氧化反应生成的Fe2＋与正极周围的S2－和OH－反应分别生成FeS和Fe(OH)2，B错误。由上述分析可知，金属棒X应作负极，D错误。0．答案C解析：青铜器中含铜、锡等金属，也含有其他金属及非金属杂质，由于物质金属性不同，周围存在电解质溶液，形成了原电池，由于电解质溶液显中性，发生吸氧腐蚀，正极上氧气发生得电子的还原反应生成OH－，因此氧气是正极反应物，A正确；根据图乙可知，在锈蚀小孔外铜锈成分为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl，Cu元素化合价为＋2价，在小孔附近铜锈是Cu2O，小孔内壁铜锈成分是CuCl，Cu元素化合价为＋1价，小孔外氧气浓度大，Cu元素价态高，小孔内氧气浓度小，Cu元素价态低，铜锈成分与氧气浓度有关，在溶液酸性较强时可逆反应2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl的平衡逆向移动，铜锈成分主要是CuCl，若溶液酸性弱，平衡正向移动，铜锈成分主要是Cu2O，可见铜锈成分也与溶液的pH有关，B正确；由CuCl是在小孔内壁生成，可知Cl－会从小孔外向小孔内移动，C错误；由于Sn的金属性比Cu强，与Cu构成原电池时，Sn作负极，被氧化而发生电化学腐蚀，D正确。11．答案：（1）吸氧腐蚀负（2）ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－（3）SOeq\o\al(2－,4)＋8e－＋4H2O=S2－＋8OH－（4）N牺牲阳极的阴极保护法解析：（1）海水呈弱碱性，故轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀，钢铁与外接电源负极相连，充当电解池的阴极，得到保护。（2）ClO－在正极得电子生成Cl－和OH－，故正极电极反应式为ClO－＋H2O＋2e－=2OH－＋Cl－。（3）硫酸根在阴极的电子的方程式为SOeq\o\al(2－,4)＋8e－＋4H2O=S2－＋8OH－（4）若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。12.答案(1)Fe＋2FeCl3=3FeCl2(2)①N②牺牲阳极的阴极保护法(3)<(4)2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋解析：(1)铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为Fe＋2FeCl3=3FeCl2。(2)①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。(3)若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量<3.2g。(4)若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开