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．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 C．NaHCO3可用于治疗胃酸过多 D．电解NaCl饱和溶液，可制得金属钠 2．生活中的一些现象常常涉及化学知识。下列分析中不正确的是 A．咀嚼米饭时，越嚼越甜，因为淀粉水解生成了麦芽糖 B．向食盐浓溶液中加入鸡蛋清溶液，有白色沉淀析出，因为食盐能使蛋白质变性 C．铁锅用水清洗后，出现铁锈，因为潮湿环境中铁锅会发生电化学腐蚀 D．打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出，因为减小压强后二氧化碳的溶解度减小 3．下列叙述不正确的是 A．钢铁在干燥的空气中不易被腐蚀 B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，铁也不易腐蚀 C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 D．在海轮外壳上镶嵌锌块是采用原电池的原理减缓腐蚀 4．下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，正确的是 A．铜板打上铁铆钉后，铜板更易被腐蚀 B．金属表面钝化处理可防止金属腐蚀 C．连接锌棒后，电子由铁管道流向锌 D．阴极的电极反应式为 5．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。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是 A．正极的电极反应式为 B．金属M的活动性比Fe的活动性弱 C．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 D．当水体呈较强酸性时，钢铁设施表面会有气泡冒出 6．下列所示装置不能达到实验目的的是 A．图甲装置验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙装置实验室制备 C．图丙装置制取无水氯化镁 D．图丁装置探究浓度对化学反应速率的影响 7．在“碳达峰”“碳中和”大背景下，全钒液流电池储能系统在新能源电力系统中发挥重要作用。该电池能将电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，储能的工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．储能时，该系统将电能转化为化学能 B．储能时，a极附近pH降低 C．供能时，b极的电极反应式为+ 2H++e- =VO2++ H2O D．将该电池用于电解饱和食盐水，当消耗1 mol 时，生成的气体总体积为11.2 L(标准状况) 8．如图所示是Zn、Cu以及稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在书本上的记录如下，则以下描述合理的是 实验后的记录： ①Cu为正极，Zn为负极 ②Zn极上有气泡产生，发生还原反应 ③向Cu极移动 ④若产生标准状况下2.24L气体，则消耗Zn的质量为6.5g ⑤若将导线断开铜锌电极上均会产生气泡 A．①③④ B．①②④ C．③④⑤ D．②③④ 9．某课题组利用间接电解法除去空气中的NO，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极X连接电源的正极，膜选择阴离子交换膜 B．A口中出来的物质是O2和较浓的硫酸 C．阴极的电极反应式为2+2e-+2H+=+2H2O D．电路中每通过1mole- ，可吸收标况下11. 2L NO 10．化学与生产、生活及环境密切相关，下列说法错误的是 A．推广使用新能源汽车可以减少尾气排放 B．含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳 C．BaSO4作为弱电解质难溶于水，在医学上用作钡餐 D．轮船上挂锌锭防止铁腐蚀，属于牺牲阳极保护法 二、填空题 11．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图所示为一电解池装置，U形管内装有电解液c，A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连。 (1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试剂，试判断： ①a电极是______极(填“正”或“负”)，B电极是______极(填“阴”或“阳”)； ②A电极上的电极反应式为_______，B电极上的电极反应式为________； ③检验A电极上产物的方法是______。 (2)若图示装置为用惰性电极电解CuSO4溶液的装置，其中阴极上析出Cu的质量为3.2 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为_______。 12．碱性硼化矾-空气电池如图所示，其中在电极发生反应，负载通过电子时，有______________(标准状况)参与反应。正极区溶液的__________(填“升高”或“降低”，下同)，负极区溶液的_________。电池总反应为_____________________。 13．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。 14．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。 实验序号 ① ② ③ ④ 实验 内容 (1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是________(填实验序号)。 (2)实验③中主要发生的是__________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。 (3)铁发生电化学腐蚀的负极反应式为_____________。 (4)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是_________。 (5)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是___ (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是____ 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．明矾溶于水电离产生的铝离子水解形成Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化，故A正确； B．在海轮外壳上镶入锌块，锌、铁、海水形成原电池，锌作负极发生氧化反应，可减缓船体的腐蚀速率，故B正确； C．碳酸氢钠可以中和胃酸的主要成分盐酸，生成水和二氧化碳，且碳酸氢钠无毒、无害，故C正确； D．电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，得不到钠，电解熔融氯化钠生成钠，故D错误； 答案选D。 2．B 解析：A．咀嚼米饭时，越嚼越甜是因为淀粉在酶的作用下发生水解反应生成了麦芽糖，故A正确； B．向食盐浓溶液中加入鸡蛋清溶液，有白色沉淀析出是因为食盐降低了蛋白质的溶解度，发生了盐析，故B错误； C．铁锅用水清洗后，出现铁锈是因为潮湿环境中铁锅中的铁发生了吸氧腐蚀，故C正确； D．打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出是因为在汽水中存在平衡：CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq)，减小压强后，平衡逆向移动，二氧化碳的溶解度减小，故D正确； 故选B。 3．B 解析：A．钢铁在潮湿的空气中易被腐蚀，在干燥的空气中不易被腐蚀，故A正确； B．镀锡铁镀层破损后，在电解质溶液中形成原电池，铁的活泼性大于锡，铁做负极，容易被腐蚀，故B错误； C．金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，故C正确； D．锌比铁活泼，锌、铁、海水构成了原电池，锌做负极被腐蚀，铁在正极得到保护，故D正确； 故选B。 4．B 解析：A．铜板打上铁铆钉，铜、铁和水膜构成原电池，铁做负极易被腐蚀，铜作正极不易腐蚀，A错误； B．金属表面钝化处理，可在金属表面形成致密的氧化膜，防止内部的金属与空气等反应，可防止金属腐蚀，B正确； C．连接锌棒后，锌作负极，电子从锌流向铁导管，C错误； D．阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应，废铁是阳极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，D错误； 故答案选B。 5．D 解析：A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e−═4OH−，故A错误； B．金属M与Fe的活动性无法比较，故B错误； C．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中慢，因为海水的导电性较强，故C错误； D．当水体呈较强酸性时，钢铁设施表面会发生化学腐蚀，直接反应生成氢气，故有气泡冒出，故D正确； 故答案选D。 6．C 解析：A．图甲装置中导气管形成一段水柱，说明试管中氧气被吸收，则验证铁的吸氧腐蚀，能达到实验目的，故A不符合题意； B．图乙阳极铁失去电子变为亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，煤油可隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化，因此图乙装置是实验室制备，能达到实验目的，故B不符合题意； C．由于镁离子水解，因此图丙装置应在HCl气流中加热制取无水氯化镁，图丙装置不能达到实验目的，故C符合题意； D．图丁装置根据双氧水浓度得到3%的双氧水的冒气泡速率快，说明该装置是探究浓度对化学反应速率的影响，能达到实验目的，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 7．D 【分析】由图可知，放电时，得电子生成VO2+，正极上的反应为+2H++e-═VO2++H2O，负极反应为V2+-e-═V3+，则a极为负极，b为正极，所以电池总反应为+V2++2H+=VO2++V3++H2O，以此解题。 解析：A．储能时为电解池，则该系统将电能转化为化学能，A正确； B．由分析可知，储能时a极为阴极，氢离子通过质子交换膜向a极移动，则a极附近pH降低，B正确； C．供能时为原电池，由分析可知，此时b极的电极反应式为+ 2H++e- =VO2++ H2O，C正确； D．根据正极的电极反应可知，当消耗1 mol 时转移1mol电子，则将该电池用于电解饱和食盐水时，可以生成0.5mol氯气和0.5mol氢气，一共是22.4L(标准状况)，D错误； 故选D。 8．A 解析：在该原电池中，比活泼，故作负极，作正极，电子由流出经导线流向，负极反应为，正极反应为。 ①Cu为正极，Zn为负极，①正确； ②铜电极上有气泡产生，发生还原反应，②错误； ③在溶液中向正极(铜极)移动，向负极移动，③正确； ④若产生标准状况下气体，转移电子，则消耗的质量为，④正确； ⑤若将导线断开，铜电极上不会产生气泡，⑤错误； 故①③④正确，②⑤错误。答案选A。 9．A 【分析】根据图示，Y电极上得电子生成，Y是阴极、X是阳极。 解析：A．X是阳极，电极X连接电源的正极，为防止、在阳极放电，膜选择阳离子交换膜，故A错误； B．X是阳极，阳极反应式为，所以A口中出来的物质是O2和较浓的硫酸，故B正确； C．Y是阴极，Y电极上得电子生成，电极反应式为2+2e-+2H+= +2H2O，故C正确； D．NO生成N2，根据得失电子守恒，电路中每通过1mole- ，可吸收0.5molNO，标况下的体积为11. 2L，故D正确； 选A。 10．C 解析：A．新能源汽车主要是使用电能，推广使用新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧，减少尾气排放，A正确； B．维生素C具有还原性，可以防止FeSO4被氧化，含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳，B正确； C．BaSO4虽然难溶于水，但溶于水的部分完全电离，为强电解质，C错误； D．锌比铁活泼，发生电化学腐蚀时，锌为负极被氧化，铁被保护，属于牺牲阳极保护法，D正确； 综上所述答案为C。 二、填空题 11． 正 阴 2Cl－－2e－＝Cl2↑ 2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 用玻璃棒蘸起湿润的淀粉-KI试纸靠近A电极出口，试纸变蓝，说明有氯气生成 0.56L 【分析】电流是从正极移动到负极，根据电流移动方向，得到a为正极，b为负极，连接电源正极的是电解质阳极，因此A为阳极，B为阴极，再根据阳极失去电子，阴极得到电子书写电极反应式。 解析：(1)①根据图中电流移动方向，得出a电极是正极，b为负极，因此连接电源负极的B电极是阴极；故答案为：正；阴； ②A电极是阳极，是溶液中氯离子失去电子，其电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑，B电极是阴极，是水电离出的氢离子得到电子，其电极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－；故答案为：2Cl－－2e－＝Cl2↑；2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－。 ③A电极上产生氯气，一般用湿润的淀粉-KI试纸来检验，因此检验A电极上产物的方法是用玻璃棒蘸起湿润的淀粉-KI试纸靠近A电极出口，试纸变蓝，说明有氯气生成；故答案为：用玻璃棒蘸起湿润的淀粉-KI试纸靠近A电极出口，试纸变蓝，说明有氯气生成。 (2)若图示装置为用惰性电极电解CuSO4溶液的装置，其中阴极上析出Cu的质量为3.2 g即物质的量为，根据关系式2Cu ～O2，因此阳极上生成氧气物质的量为0.025mol，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为；故答案为：0.56L。 12．224 升高 降低 解析：该电解质溶液是KOH为碱性介质，通入空气的一极发生的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负载通过电子时，有0.01mol氧气反应，标准状况下体积为V=n∙Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，通入空气的一极为正极，生成OH-，则正极区溶液的升高，由负极：，正极：11O2+22H2O+44e-=44OH-，正极和负极电极式相加即可得电池总反应为：。 13．(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。 14． ④ 电化学腐蚀 Fe – 2e- = Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) F B 解析：(1)①中没有水蒸气；②中几乎没有氧气；③中铁钉一半浸泡在蒸馏水中，接触空气，可以发生铁的吸氧腐蚀；④中铁钉一半浸泡在食盐水中，食盐水提供了大量的自由移动的离子，加速了铁的腐蚀，所以腐蚀程度最大的是④。 (2)实验③中铁钉的成分铁和碳构成了原电池的两极，溶在蒸馏水中的CO2生成的碳酸溶液提供了电解质溶液，从而构成了原电池，铁钉发生了电化学腐蚀。 (3)铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失去电子被氧化，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。 (4)上述实验中，没有水蒸气的①和没有氧气的②中的铁钉几乎没有什么变化，而接触空气和水的③和④中的铁钉生锈了，有电解质溶液的④中铁钉锈蚀得更严重，所以铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)。 (5)手术刀是用不锈钢制作的，故选F；钢铁桥梁常采用的防腐方法是覆盖油漆，故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$