专题1 第3单元 金属的腐蚀与防护 综合练习-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(苏教版2019)

第三单元综合练习 1.铁容易生锈，除了由于它的化学性质活泼以4.下列装置中四块相同的锌片，放置一段时间 外，也与外界条件有关。当空气中的氧气溶 后腐蚀速率由快到慢的顺序是 解在水里时，氧在有水的环境中与铁反应，会生 成氧化铁即铁锈，总反应为4Fe+302+xH,0 Zn /m =2Fe,0,·xH,0。铁锈是一种海绵状棕红 色的物质，易吸收水分，使铁的锈蚀逐渐加 0.1md·L-0.1nl·1.- 0.1wl·1-1 0.1wwl·L.- H溶液 HC淙液 N(济液 N(溶液 快。下列对铁制品的防锈措施中不合理的是 ② A.④①③② B.①②3④ A.将铁制品放在干燥的环境中 C.①3②④ D.①④②③ B.在铁制品表面喷上氯化钠溶液 5.（2024·江苏徐州高二检测)某同学设计如图 C.在铁中加入镍、铬等金属制成合金 所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断 D.在铁制品表面烧制搪瓷 合理的是 2.为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀（如图），关 于B的说法合理的是 ( 浸有能和食盐水和瑜砥的魂纸 海 A.②区铜片上有气泡产生 B.③区铁片的电极反应式为2CI+2e一 A.B是碳棒 B.B是锌板 Cl2↑ C.B是铜板 D.B极无须定时更换 C.最先观察到变成红色的区域是②区 3.在如图所示的两个烧杯中分别插人形状和大 D.②区和④区中铜片的质量均不发生变化 小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌 6.(2023·北京顺义高二期末)常温下，某小组 铁片，一段时间后，下列说法正确的是( 探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。下 破 的 的 列说法不正确的是 ( ) 锌 溶液 腐蚀快慢 主要产物 今 0.I molLH SO 乙 0.01mol·L-HCl 较快 Fe2 A.甲和乙烧杯中的铁均被保护 0.01mol·L'NaCl 慢 Fe2O3 B.甲中破损处的铁片溶解，铜层上会产生 0.01mol·L NaOH 慢 Fe,O, 气泡 10mal·L-'Na0H 较快 HFeO, C.相比甲，乙中镀锌铁片中的铁被腐蚀得更 严重 A.在HCI溶液中，主要发生的是析氢腐蚀 D.向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液，溶液 B.在NaCI溶液中，发生腐蚀时正极反应为 均变红 02+2H20+4e=40H 选择性必修第一册·SJ学霸038 C.由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越 C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn 困难 上放出气体的速率也增大 D.钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响 D.图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要 7.(2023·广东广州高二期末)下列有关金属的 是由MnO,的氧化作用引起的 腐蚀与防护说法不正确的是 9.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4 的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图 电源 像如图。下列说法错误的是 ( 铁钉用 食盐水 助电 漫泡过 -(不性) 压张传惑器 电脑 潮湿的 88 中性土装 铁和碳物 地面 一定H数据来集器 导线 的醋酸落液 压张Pa 压强从P 钢铁榆水管 ① A.装置①中铁钉发生吸氧腐蚀，水倒吸进入 时阿/ 时可/ H=2时维形揿中 川=4时维形搬中 导气管中 气依压强变化的 气体压强变化的 此线阁 的线图 B.装置②中钢闸门连接电源的负极可减缓其 A.溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀 腐蚀速率 B.在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀 C.装置③可用于深埋在潮湿的中性土壤中钢 C.析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快 管的防腐 D.两溶液中负极反应均为Fe-2e=Fe4 D.装置④是利用牺牲阳极的阴极保护法来防 10.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原 止钢铁输水管的腐蚀 菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀 8.(2023·山西运城高二期末)下列与金属腐蚀 原理如图所示，下列与此原理有关的说法 有关的说法正确的是 中错误的是 ( M 11 Cu HS 了稀盐酸 硫酸盐还原茵 烟 碳棒 NH.CI糊状物 A.正极为SO发生还原反应 图d B.输送暖气的管道因涂有沥青不易发生此 A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐 类腐蚀 蚀越严重 C.这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为 B.图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金 Fe203·xH,0 的腐蚀速率减小 D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 专题1学霸039 11.国家文物局在辽宁搜寻、发现并确认了甲午 (2)继续查阅资料了解到铜锈的成分非常复 海战北洋水师沉舰一经远舰。已知：正常 杂，主要成分有Cu(OH)2C03和Cu,(OH),Cl。 海水呈弱碱性」 考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构 (1)经远舰在海底“沉睡”一百二十多年 如图所示： 后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生 致密的 潮 蔬松的 湖湿 CuOH).CI 电化学腐蚀时，负极的电极反应式为 ,OC03空 (2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳 Cu(OH),C03和Cu2(0H),CI分别属于无 极的阴极保护法”对舰船水下遗址进行了 害锈和有害锈，请解释原因 处理 ①考古队员贴在舰体上的材料块可以是 (3)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学 (填字母)。 腐蚀的原理示意图。 a.铝锌合金 b.石墨 出：多孔粉状，OI,C c.铅 :多孔催化层 d.铜 ②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，水下舰 青铜装体 体上正极的电极反应式为 ①腐蚀过程中，负极是 (填“a”“b” 或“c”)。 (3)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水 ②环境中的C扩散到孔口，并与正极反应 后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被 产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干 C,(OH),Cl,离子方程式为 燥”的防腐原理： ③若生成4.29gCu2(0H),CL,则理论上消耗 12.(2024·江苏南通高二检测)《我在故宫修文 氧气体积为 L(标准状况)。 物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引 ④写出Fe发生吸氧腐蚀时的正极反应式： 起了某研究小组的兴趣。“修旧如旧”是文 物保护的主旨。 (4)文献显示：有害锈的形成过程中会产生 (1)查阅教材得知铜锈为Cu(OH),C02,俗 CuC1(白色不溶于水的固体)，请结合下图 称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以 回答： 提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的 含水膜 CuCl Cu.O 2H0 物质有Cu和 铜器表面容 易生成一层薄薄的铜绿[主要成分是Cu (0H),C02],请写出铜在潮湿的空气中发生 ①过程I的正极反应物是 电化学腐蚀时的负极反应式 ②过程I负极的电极反应式是 选择性必修第一册·SJ学霸040解池的阴极被保护，面铁与电源正极相连是作阳极，发生氧化反 均湿度较高，并且$0，的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环 应，B错误：锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺性阳极 境为酸性，能发生析氢腐蚀③B城市大气C沉积速率远大 的阴极保护法保护桥嫩，C正确：①③是化学能转化为电能.②2是 于A城市，碳钢表而水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了 电能转化为化学能，D错误 析氢腐蚀的进行 10.B解析：由图可知，若水体酸性较强.氢离子会在正极得到电子 解析：(1)碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，e在负 发生还原反应生成氢气，所以小粒径零价铁会发生析氢腐 极失去电子生成Fe,电极反应式为Fe-2e一Fe+。(2)外加 蚀，A正确：②中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，溶液中 电流的阴极保护法原理是将被保护的金属连接电源负极，成为阴 氢离子的浓度减小，③中氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根 极，得电子被保护。(3)Zm与e构成原电池时，易失电子作负 离子，溶液中氢氧根离子浓度增大，所以水体修复过程中溶液的 极，F。作正极被保护，所以镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制 碱性增强.B错误：④为酸性条件下硝酸根离子得到电子发生还 品。(4)①碳钢发生析氢腐蚀时，H在正极得电子生成H2,正极 原反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO+10H”+8和 上发生的电极反应式为2H+2°一H,↑：②A.B两城市中年均 一NH+3H,0,C正确：水体修复过程中，负极产生的亚铁离子 湿度较高，并且$0，的浓度也较高，则两城市中碳钢所处的环境 与正极生成的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被空 为酸性，能发生析氧腐蚀：③B城市大气C沉积速率远大于A城 气中的氧气氧化生成氢氧化铁胶体，胶体具有很强的吸附能力 市，碳钢表面水膜变成腐蚀性更强的电解质溶液，加速了析氢腐 能吸附水中悬浮杂质，有利于净化水质，D正确 蚀的进行。 11.D解析：在Fe原电池反应引起的腐蚀中，Fe为负极，失去电子发 生氧化反应产生Fe24,电极反应式为Fe-2e一Fe2:在合金中 第三单元综合练习 另外一种金属上溶解的0，得到电子发生还原反应产生OH,F2 1.B解析：铁在潮湿环境中易发生电化学腐蚀，会加快铁的锈蚀，因 与OH结合生成Fr(OH)z,Fe(OH)2再被氧化产生Fe(OH)3: 此铁制品放在干燥环境中，A正确：铁制品表面喷氯化钠溶液，更 Fe(OH),部分失去水分变为铁锈Fe03·xH20Fe易失电子作 有利于形成原电池，会加速铁制品的锈蚀，书错误：铁中加人镍、铬 负极，另外的金属电极为正极，负极上Fe失电子生成Fe2·,则电 等金属制成合金，能改变金属的内部结构，从面可防止铁腐蚀 极反应式为Fe-2e一Fe2+,A错误：温度和压强未知，气体摩尔 C正确：铁制品表面烧制塘瓷，采用加覆盖层的方式隔绝铁与空气 体积无法确定，所以无法计算氧气的体积，B错误：铁合金离蚀时 中的氧气和水接触，从而起到防腐蚀作用.D正确 先生成Fe+,Fe2+和OH反应生成Fe(OH)2,Fe(0H):再被氧化 2.B解析：钢闸门A和B在海水中形成原电池时.为了减缓海水对 生成F(OH)1,Fe(OH),脱去一部分水生成FO,·xH,O,所以 钢侧门A的腐蚀.Fe应作正极被保护，则可以选择活泼性比F强 最终产物为F203·xH,0,C错误：为防止孔蚀发生，可以将被保 的锌作负极，答案选B。 护的金属作电解池阴极，所以应该将金属连接外接电源的负极， 3.B解析：根据分析，甲中铜作正极，铁作负极：乙中铁作正极，锌作 D正确 负极。甲中铁作负极，被腐蚀，A错误：甲中铁片为负极，发生反应 12.(1)①吸氧商蚀2B③C 而溶解，溶液中的氢离子在铜层上生成氢气，B正确：甲中铁作负 极，被腐蚀，乙中铁作正极，被保护，甲中铁橱蚀更严重，C错误：乙 中的铁被保护，溶液不会变红，D错误。 4.B解析：①装置形成原电池，且Z片为负极，故①②相比，①反应 (3)④>②>①>3(4)B 速率快。23相比，虽然③形成原电池，但由于电解质溶液不与7m 片反应，发生吸氧腐蚀.故反应较慢：④装置为电解池且锌片为阴 极，故锌得到保护，腐蚀最慢。综上所述，腐蚀速率为①>②> 解析：(1)①金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 3>④. 2发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的0，越多，生成铁锈最多 5.D解析：该装置左半区为原电池装置，发生的是铁的吸氧腐蚀，电 3锌块应周定在响蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁刚 极反应式为：负极：Fe-2e一Fe2“,正极：0，+2H,0+4e 作正极，得到保护。(2)要用石墨通过电化学腐蚀保护桐.只能用 40H:右半区是电解池装置，电极反应式为：阳极：e-2e 电解池原理，石墨接电源正极，铜接电源负极。(3)当电解质溶液 Fe2“,阴极：2H+2e一H2↑，A,B错误：由于电解引起的腐蚀速 相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极> 率远远大于吸氧腐蚀，因此先观察到变红的是④区，C错误：C山在 化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。故本小题中，铁胸蚀 两个装置中都没有溶解和固体生成.故铜的质量不变.D正确 由快到慢的顺序为④>②>①>③。(4)A项.K,闭合时，该装置 6.C解析：在HC溶液中，即酸性条件下，主要发生的是析氢腐 构成了Fe-C-NaCl溶液原电池，快作负极.发生氧化反应.电极 蚀.A正确：在NC溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为0，+2H,O+ 反应式是F-2e一Fe2:B项，石墨棒作正极，发生的电极反应 4e=4OH厂，B正确：10mol·L.NOH中腐蚀速度快.说明溶液 式是2H,0+02+4:一4OH.故石墨棒周用溶液H逐渐升高： 碱性越强，钢铁腐蚀越容易，C错误：不同H条件下，钢铁腐蚀的 C项.K,闭合时.该装置构成了Fe-C-外加电源的电解池.石最 产物不同，受到溶液酸藏性的影响，D正确。 棒作阳极.F©作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保 7.C解析：铁钉在中性氯化钠溶液中发生吸氧树蚀，氧气被消耗，试 护法：D项.K,闭合时，阳极的电极反应式是2C-2e 管内压强减小，水倒吸人导气管中，A正确：钢阐门连接电源负极 日，「，阴极的电极反应式是2H”+2e一H2「，所以当电路中通 作阴极，可防止钢幅门失电子被腐蚀，减缓其腐蚀速率，B正确：铁 过0.002N,个即0.002mal电子时，生成H2和Cl,的物质的量均 比铜活泼，金属铜连接钢管，钢管作负极，会加速其腐蚀，C错误： 为0.001ml.则两极共产生0.002气体 镁与钢铁输水管连接形成原电池，镁比铁活泼，镁作负极，钢铁输 第3关（练思排宽度）】 水管作正极，正极被保护，该方法称为柄牲阳极的阴极保护法： 13.(1)Fe-2e=Fe2(2)负极(3)Zn与Fe构成原电池时，1a D正确」 易失电子作负极，「作正极被保护，所以镀锌快制品破损后，镀层 8.B解析：图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接 仍能保护铁制品(4)①2H+2e一H,↑②A,B两城市中年 触少，腐蚀程度较轻，A错误：图b中开关置于M时，C-乙如合金作 参考答案学霸15 负极，由M改置于N时.C-7m合金作正极，腐蚀速率减小，B正 的正极反应物是氧气和水，电极反应式为02+4e+2H,0 确：图e中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在P:极上 4OH:②结合图像可知，过程I中C山作负极，电极反应式是 放出.C错误：图d中2mMn02干电池自放电腐使主要是由7m的 Cu-e+Cl=CuCl 还原作用引起的，D错误。 专题1真题集训 9,C解析：根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶 液中，变化相同的压强时所用时间不同.前者比后者使用时间长， 1C解析：根据表格中的数据可知，H,的键能为218×2= 说明吸氧腐蚀速率大于析氢喷蚀速率，C错误 436(k」·m1),A正确：由表格中的数据可知02的键能为249× 四名师点晴 2=498(k」·m心1)，由题中信息可知H202中氧氧单键的键能为 F在酸性较强的环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气：若介质的酸 214k」·o.则O2的键能大于H,0,中氧氧单键的键能的两倍， 性很弱或呈中性、碱性，并且有复气参与，此时F会发生吸复高 B正确：由表格中的数据可知HOO一H0+0,解离其中氧氧单键 需要的能量为249+39-10=278(kJ·malt),H,0,中氧氧单键的 饮，或收氧气 键能为214k」·mo',C错误：由表格中的数据可知H20(g)+ 10.C解析：因存在还原菌，所以铁最终生成亚铁离子，而不是 0(g）=H0(g)的H=-136-249-(-242)=-143(kJ·m4), Fe201·xH20,故C错误 D正确 11.(1)Fe-2e+20H=Fe(0川H)2(2)①a202+4e+2H20 2.118解析：根据盖斯定律，将①-②-③可得C。H,CH5(g)一 一40H(3)脱盐，干燥处理破坏了原电池中的离子导体（或 C6H,CH=CH2(g)+H2(g)△H4=-4386.9kJ·mo1- 电解质溶液)，使文物表面无法形成原电池发生电化学腐蚀 (-4263.1kJ·mol1)-(-241.8kJ·mo)=118kJ·mo1 解析：(1)海水呈蜗碱性，钢铁在中性或弱碱性条件下发生吸氧腐 蚀.负极上铁失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2+ 3.-307解析：根据盖撕定律可知，反应③=了（反应②-①).所以 201一「(0H)2(2)①采用“柄牲阳极的阴极保护法“对舰 对拉4=子(-4M)加子（(-四划·m-28s对·m 船进行保护，需要选用活泼性比铁强的金属作负极，故选：②采 用“柄料阳极的阴极保护法”后，铁为正极，海水呈弱碱性，在中 -307kJ·ol1. 性或弱碱性条件下发生吸氧腐蚀.正极的电极反应式为O,+4:+ 4,6解析：设方程式①C0(g)+H,0(g)C0,(g)+H,(g) △H=-41.2kJ·mol- 2H,0一40H。(3)脱盐，干燥处理破坏了原电池中的构成条 23Fe203(s)+C0(g)一2Fe0.(s)+C02(g） 件，使之缺少了电解质溶液，使文物表面无法形成原电池发生电 △H1=-47.2kJ·mo 化学腐蚀 32Fe30,()+H20(g)一3Fez03(s)+H2(g）4H3 四疑难突破 根据盖斯定律可知，3③=①-2，则△H2=△-△H1=(-412kJ·mm)- 采用“辐胜阳极的阴极保护法“对舰船进行保护，需要选用活泼性 (-47.2kJ·ml)▣6kJ·mo1 比铁强的金隔作负极，在中性成弱碳性条件下发生吸氧腐蚀 5.B解析：该储能电池放电时，P为负极，失电子结合硫酸根离子 12.(1)02C02、H,0Cu-2eCu2 生成PSO,,则多孔碳电极为正极，正极上Fe得电子转化为 (2)C,(0州)，C0,为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一 F2·,充电时，多孔碳电极为阳极，Fo2+失电子生成F,PhS0,电 步离蚀铜，属于无害锈：C(0H),C为疏松结构，潮湿空气可以 极为阴极，PSO,得电子生成Ph和硫酸。放电时负极上Ph失电 进人空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈(3)① 子结合硫酸根离子生成PS0,附着在负极上，负极质量增大，A错 22Cm2+30H+C—Cu2(0H),C↓30.448④02+4e+ 误：储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确： 2H040H 放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正被移动，左侧的 (4)①02和H,02Cu-e+C1CuC H通过质子交换膜移向右侧，C错误：充电时，总反应为PS0,+ 解析：(1)铜锈是C表面与空气中的02、H,0及C0,反应的结 2Fe2*—P+S0}+2Fe34,D错误 果。发生电化学腐蚀时.C为负极.被氧化，电极反应式为C- 6.B解析：该拥-海水电池的总反应为2L山+2H0一2L0川+ H,1,M极上i失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极 2eC2。(2)结合图像可知.Cu2(0H)2C0,为致密结构.可 反应为i-e一山”，N极为正极，电极反应为2H,0+2e= 以阻止潮湿室气进入内部进一步腐蚀铜。属于无害锈， C(0H),C为疏松结构，潮湿空气可以进人空隙内将内部的铜 20州+H21.同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为02+ 进一步腐蚀，属于有害锈。(3)①根据图知，氧气得电子生成氢氧 4e+2H040川”。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠，氯化 根离子，Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则C作负极，即 镁等，可作为电解质溶液，A正确：由上述分析可知，N为正极，电 是负极：②C扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作 极反应为2H0+2e=20H+H21,02+4e+2H20=40H B错误：“为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和 用生成多孔粉状锈C2(0H)3C,负极上生成铜离子、正极上生成 山反应，并能传导离子，C正确：该电池不可充电，属于一次电池， 氢氧根离子，所以该离子反应为氯高子，铜离子和氢氧根离子反 D正确。 应生成C(0H),C1沉淀，离子方程式为2Ca2+30H+C 7.C解析：由题干信总可知，放电时，n+可捕人V,0层间形成 Cu(0H)sd,:3n[Cu(0H)Cl]=4.29g÷214.5g·m1= ,V20,·H20.V,0,发生了还原反应.期放电时V,05为正 0.02wl.根据铜原子守恒，C2的物质的量为0.04mol,负极反应 极，A说法正确：Zn为负极，放电时m失去电子变为Zm4,阳离子 为Ct-2eC2+.正极反应为02+4e+21120一40H,根据 向正极迁移，则放电时m由负极向正极迁移，B说法正确：电池在 转移电子数相等得n(0,)=004mm2=0.02ml.(0,) 放电时的总反应为xZn+V,03+H,0一Z,V,05·nH,0,则其在 4 充电时的总反应为ZmV20,·nH,0=xm+V0+nH0,C说法 0.020×22.4L,·mol1=0.448L,:④铁发生吸氧腐使时正极氧气 不正确：充电阳极上Zm,V,0·H,0被氧化为V,0,则阳极的电 得到电子发生还原反应，电极反应式为0，+4e+2H,0— 极反应为Zm,V20,·nH,0-2xe=xZm24+V20+nH20,D说 4OH。(4)①结合图豫可知，正极得电子发生还原反应，过程I 法正确。」 选择性必修第一册·SJ学蜀16