4.3金属的腐蚀与防护 同步练习题 2023-2024学年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．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为 A．形成原电池，铝作负极 B．形成原电池，铜作负极 C．形成原电池时，电流由铝流向铜 D．铝质铆钉发生了化学腐蚀 2．电化学原理广泛应用于物质制取、金属防护、电镀等领域。下列说法正确的是 A．氯碱工业中，Cl2在阴极产生 B．铁表面镀锌时，铁应与直流电源负极相连 C．电解精炼铜时，电解质溶液的成分不发生变化 D．在铁闸门上焊接铜块，可以防止铁闸被腐蚀 3．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境稳定，借助其降解乙酸盐生成，将废旧锂离子电池的正极材料转化为，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是 A．装置工作时，甲室溶液逐渐增大 B．装置工作一段时间后，乙室不需要补充盐酸 C．乙室电极反应式为 D．若甲室减少，乙室增加，则此时已进行过溶液转移 4．下列过程或现象与盐类水解无关的是 A．热的纯碱溶液去油污能力更强 B．铁在潮湿的环境下生锈 C．明矾可用来净水 D．配制氯化铁溶液时先把氯化铁固体溶于浓盐酸再加水稀释 5．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 6．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法正确的是 A B C D 铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 运动器材表面刷油漆可防止金属腐蚀 连接金属镁后，电子由钢铁输水管流向镁 此法为牺牲阳极法保护铁管道 A．A B．B C．C D．D 7．下列叙述正确的是 A．需要通电才可进行的有：电解、电离、电镀、电化学腐蚀 B．、、都能和碱溶液发生反应，因此它们都属于酸性氧化物 C．苛性钠、次氯酸、氯气按顺序分类依次为：强电解质、弱电解质和非电解质 D．冰水混合物，干冰、酒精、水银均为纯净物 8．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．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 B．防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率 C．防腐过程中铝和锌均失去电子，主要发生化学腐蚀 D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH- 二、填空题 9．两种电化学装置如图所示。 已知金属活泼性：。 回答下列问题： (1)从能量的角度分析，装置B将_______能转化为_______能。 (2)①装置A工作时，Zn电极为_______(填“正极”或“负极”)，发生的电极反应为_______。 ②利用装置A进行实验，发现锌片、锰片质量均减轻，说明装置中除了发生电化学反应，还发生非电化学反应，该反应的离子方程式为_______。实验结束时测得电解质溶液增加32.8g，电流表中有1mol电子发生转移，则锌溶解了_______g。 (3)①装置B工作时盐桥中的K+流向_______(填“”或“”)溶液。 ②若装置B中负极金属的消耗速率为，则盐桥中K+的迁移速率为____。 10．学好化学有助于理解生活中某些现象的本质，从而提高生活质量。 (1)泡菜过酸时加入少量白酒，既可减少酸味又可增加香味，该过程生成物有机物的类别是__，醋汤过酸时，加入少量的面碱(Na2CO3)可以减弱酸味，发生反应的离子方程式是__。 (2)在和面炸油条时，加入适量水、明矾和小苏打，可以使油条更蓬松酥脆，这是由于明矾和小苏打在溶液中发生双水解反应，该反应的离子方程式为__。 (3)研究发现，长期使用铁锅炒菜，可有效减少缺铁性贫血病症的发生。炒完菜之后若不及时洗锅擦干，铁锅会发生__腐蚀(选填“化学”或“电化学”)，负极发生的电极反应式为__。 (4)现需要对农作物同时施用氮肥、磷肥、钾肥三种化肥，对给定的下列化肥①K2CO3②KCl③Ca(H2PO4)2④(NH4)2SO4⑤氨水，最适当的组合是__。 a.①③④ b.①③⑤ c.②③⑤ d.②③④ 11．烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕色锈斑(该锈斑为Fe(OH)3失水的产物)，试用有关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示Fe(OH)3的生成： (1)负极 _______ ； (2)正极 _______ ； (3)离子方程式 _______ 。 (4)化学方程式 _______ 。 12．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。 (1)塑料属于_____________ （填“天然”或“合成”）有机高分子材料。 (2)制造玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、 和____________ (3)金属的腐蚀在工业生产和生活中很普遍，请列举防治金属腐蚀的措施是 ______________、____________（至少列举两种） 13．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。 （1）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图所示。 请回答： ①A电极对应的金属是___________________(写元素名称)，B电极的电极反应式是_______________。 ②镀层破损后，镀铜铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是___________。 （2）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________________ （3）利用右图装置可以模拟铁的电化学防护。 ①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___________处。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式：_______________ ②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_________________，写出铁电极处的电极反应式：_______________ 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：铜与铝活泼性不同，在潮湿空气中形成原电池，在该原电池中，更活泼的铝作负极，铜作正极，发生了电化学腐蚀，电流由铜流向铝，所以正确的答案选A。 2．B 解析：A．氯碱工业中，Cl-在阳极失电子生成Cl2，A错误； B．铁表面镀锌，则锌为电解池阳极，铁为电解池阴极与电源负极相连，B正确； C．电解精炼铜时，阳极为粗铜，除了Cu还有其他金属，因此这些金属也会失电子转化成相应的金属阳离子，电解质溶液的成分发生变化，C错误； D．铁闸门上焊接铜块，构成的原电池铁做负极加速了铁闸的腐蚀，D错误； 故答案选B。 3．D 解析：A．装置工作时，左边细菌所在电极作阳极，发生反应，产生的H+通过阳膜进入阴极，故甲室溶液pH逐渐减小，A错误； B．装置工作时，左边细菌所在电极作负极，发生反应，产生的H+通过阳膜进入正极区参与反应，转移8 mol电子时，产生7 mol H+，正极消耗32 mol H+，故乙室的H+浓度仍是减小的，故装置工作一段时间后，需要补充盐酸，B错误； C．由题意知将转化为，Co的化合价降低，作正极，结合溶液显酸性，则电极反应式为，且酸性溶液中不可能出现OH-，C错误； D．作阴极，发生反应，若Co2+减少200 mg(约为0.0034mol)，则转移电子约为0.0068mol，乙室增加300 mg(约为0.0051mol) Co2+，转移电子约为0.0051 mol，二者转移电子的物质的量不相等，说明此时已进行过溶液转，D正确； 故答案选D。 4．B 解析：A．碳酸钠溶液中的碳酸根发生水解，使溶液显碱性，有利于油脂的水解，与盐类水解有关，故A不符合题意； B．铁在潮湿的环境下生锈为钢铁的电化学腐蚀，与盐类水解无关，故B符合题意； C．明矾净水是由于铝离子水解生成氢氧化铝胶体吸附水中悬浮物质，从而达到净水目的，与盐类水解有关，故C不符合题意； D．加热氯化铁溶液，溶液颜色变深是因为加热促进Fe3+水解，与盐类水解有关，故D不符合题意； 故答案选B。 5．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。 6．B 解析：A．铜板打上铁铆钉后，构成原电池，铁做负极，被腐蚀，铜板做正极，铜板被保护，属于牺牲阳极保护法，A项错误； B．运动器材表面刷油漆可避免金属与空气直接接触，可防止金属腐蚀，B项正确； C．连接金属镁后，形成了原电池，镁做负极，镁失电子，铁做正极，正极得电子，电子由镁流向钢铁输水管，C项错误； D．由图可知，铁管道是阴极，废铁是阳极，此法为外加电流法保护铁管道，D项错误； 答案选B。 7．D 解析：A．电解质的电离和电化学腐蚀都不需要通电，A错误； B．NO2与碱反应时发生氧化还原反应，故NO2不属于酸性氧化物，CO2、SO2属于酸性氧化物，B错误； C．苛性钾是强碱，属于强电解质，次氯酸是弱酸属于弱电解质，氯气是单质既不是电解质也不是非电解质，C错误； D．冰水混合物，干冰、酒精、水银都只含有一种物质，故均为纯净物，D正确； 故选D。 8．C 解析：A．防腐方法并不能完全防止铁的腐蚀，只能减缓钢铁腐蚀，因此方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，故A正确； B．防腐涂料可以防水、隔离O2，避免Fe与氧气、水反应，降低吸氧腐蚀速率，故B正确； C．铝和锌比铁活泼，防腐过程形成原电池，铝和锌作负极失去电子，发生的是电化学腐蚀，故C错误； D．钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH-，故D正确； 答案选C。 二、填空题 9．(1) 化学 电 (2) 正极 6.5 (3) 解析：（1）由图可知，装置B为原电池，可以把化学能转化为电能； （2）①由于锰的金属性强于锌可知，电池A工作时，锰做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锰离子，锌极为正极，电极反应式为； ②利用装置A进行实验，发现锌片、锰片质量均减轻，说明装置中除了发生电化学反应，还发生非电化学反应，该反应的离子方程式为，电流表中有1mol电子发生转移，质量增加55g/mol×0.5mol-2g/mol×0.5mol=26.5g，则发生反应，质量增加32.8g-26.5g=6.3g，65g/mol×n(Zn)-2g/mol×n(H2)=6.3g，n(Zn)=n(H2)=0.1mol，则锌溶解了0.1mol×65g/mol=6.5g； （3）①装置B是原电池，在原电池中阳离子向正极移动，在装置B中锌电极为正极，故K+流向； ②B装置为原电池，Mn比Zn活泼，Mn作负极，电极反应式为，负极金属的消耗速率为，电子转移速率为。 10． 酯类 2CH3COOH+CO=2CH3COO－+H2O+CO2↑ Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑ 电化学 Fe－2e－=Fe2+ d 【分析】(1)该过程主要是酸和醇发生酯化反应生成酯，醋和碳酸钠反应生成醋酸钠、二氧化碳和水。 (2)明矾和小苏打在溶液中发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳。 (3)有水、氧气存在，铁锅会发生电化学腐蚀。 (4)根据三种物质相互反应来分析。 解析：(1)泡菜过酸时加入少量白酒，既可减少酸味又可增加香味，该过程主要是酸和醇发生酯化反应生成酯，醋汤过酸时，加入少量的面碱(Na2CO3)可以减弱酸味，主要是醋和碳酸钠反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，其离子方程式是2CH3COOH+CO=2CH3COO－+H2O+CO2↑；故答案为：酯；2CH3COOH+CO=2CH3COO－+H2O+CO2↑。 (2)明矾和小苏打在溶液中发生双水解反应，生成氢氧化铝和二氧化碳，该反应的离子方程式为Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑；故答案为：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑。 (3)炒完菜之后若不及时洗锅擦干，有水、氧气存在，铁锅会发生电化学腐蚀，负极发生的电极反应式为Fe－2e－=Fe2+；故答案为：电化学；Fe－2e－=Fe2+。 (4)a．K2CO3与(NH4)2SO4发生双水解，氮肥肥效损失，故a不符合题意；b．Ca(H2PO4)2与氨水发生反应会社鞥成磷酸钙难溶物，损耗氮肥和磷肥，故b不符合题意；c．与b选项分析，故c不符合题意；d．②③④三者加入到土壤中，能增加氮肥、磷肥、钾肥等肥效，故d符合题意；综上所述，答案为d。 【点睛】铁锅与水、空气发生吸氧腐蚀，主要是负极铁反应生成亚铁离子，正极氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，氢氧化铁分解变为氧化铁。 11．(1)Fe-2e-=Fe2+ (2)O2+2H2O+4e-=4OH- (3)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【分析】烧过菜的铁锅未及时洗净，残留食盐等电解质，铁与碳构成原电池，发生吸氧腐蚀，据此分析； 解析：（1）根据上述分析，铁作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为Fe-2e-=Fe2+； （2）氧气在正极上得电子，即电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为O2+2H2O+4e-=4OH-； （3）根据(1)、(2)分析，发生的离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，故答案为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓； （4）氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化，其反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 12． 合成 石英 涂防护层 改变金属内部结构，如不锈钢 解析：(1)塑料属于合成有机高分子材料。 (2)制造玻璃的主要原料是纯碱和石灰石和石英。 (3)金属的腐蚀很普遍，通常可以用涂防护层如刷油漆或电镀一层金属涂层，或改变金属内部结构，如不锈钢等。 13． 铜 Cu2++2e－＝Cu 镀铜铁 BD N 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 牺牲阳极的阴极保护法 O2+2H2O+4e—＝4OH— 解析：（1）①电镀时待镀金属作阴极，镀层金属作阳极。A电极与电源的正极相连，作阳极，对应的金属是铜，B电极是铁，溶液中的铜离子放电，电极反应式是Cu2++2e－＝Cu。 ②金属性是Zn＞Fe＞Cu，所以镀层破损后，镀铜铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是镀铜铁。 （2）A、铁、石墨和水构成原电池，铁是负极，被腐蚀，A错误；B、锌的金属性强于铁，铁是正极，被保护，B正确；C、铁棒放在水中容易发生电化学腐蚀，C错误；D、铁和电源的负极相连，作阴极被保护，D正确，答案选BD。 （3）①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处构成电解池，铁是阴极，被保护；假设海水中只有NaCl溶质，此时总离子反应方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑； ②若X为锌，开关K置于M处构成原电池，铁是正极，被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，铁电极处氧气得到电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-＝4OH-。 学科网（北京）股份有限公司 $$