4.4金属的电化学腐蚀与防护 同步练 2025-2026学年高二上学期化学沪科版选择性必修1

4.4金属的电化学腐蚀与防护 同步练 一、单选题 1．下列有关工业生产的叙述正确的是 A．煤的干馏属于物理变化 B．钢铁表面“发蓝”处理可提高其抗腐蚀能力 C．是制造太阳能电池的材料 D．合金的硬度和熔点均高于成分金属 2．下列方程式与所给事实相符的是 A．中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应： B．用食醋去除水垢中的： C．向中加入，产生无色气体： D．通入Ba(NO3)2溶液中，产生白色沉淀： 3．化学与生活密切相关。下列说法正确的是 A．氯化钠不能使蛋白质变性，不能作食品防腐剂 B．可用于丝织品漂白，是由于它能氧化丝织品中的有色成分 C．用作红色涂料的铁红的化学式为 D．钢铁在潮湿的空气中生锈主要发生电化学腐蚀 4．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．发生吸氧腐蚀最终生成铁锈，其电极反应转移的电子数为 B．向溶液中通入足量气体，转移电子数为 C．溶液中含有的阳离子数目小于 D．向的溶液中通入至中性，溶液中数目为 5．科研人员采用牺牲阳极法延缓港珠澳大桥钢管桩的腐蚀。下列有关说法正确的是 A．牺牲阳极法中钢管桩可镶嵌铜块 B．钢管桩发生反应： C．钢管桩为电子流入的一极 D．牺牲阳极法中钢管桩与外加电源负极相连 6．科技发展见证自立自强的奋进中国。下列说法错误的是 A．深海一号母船海水浸泡区镶上铝基是利用了牺牲阳极的金属防腐原理 B．“揽月”柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅，其性质稳定，是优良的光电材料 C．嫦娥五号发射时使用液氢和液氧做推进剂，是利用了燃烧反应提供能量 D．“神舟十九号”宇航员安装防护罩使用的碳纤维操纵杆属于新型无机非金属材料 7．钢铁的防护有多种方法，下列对于图中的方法描述错误的是 A．a、b以导线连接，辅助电极发生氧化反应 B．a、b以电源连接，辅助电极的材料是惰性电极 C．a、b分别连接直流电源，通电后外电路电子被强制从辅助电极流向钢铁闸门 D．a、b分别连接直流电源的负极、正极，该方法是牺牲阳极法 8．将一块镀层破损的铁片置于海边潮湿环境中，一段时间后铁片如图所示。下列说法正确的是 A．电子由铁片流向镀层 B．铁片凹陷深处产生了较多的OH- C．镀层的金属活动性比铁强 D．对铁进行了牺牲阳极法保护 9．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时腐蚀速率由快到慢的顺序是 A．3>1>2>4>5 B．4>3>2>1>5 C．3>5>1>2>4 D．5>2>4>3>1 10．港珠澳大桥的设计使用寿命达120年，施工中对桥体钢构件采用了多种防腐蚀方法。下列分析错误的是 A．防腐蚀原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 B．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．采用外加电流阴极保护法时需直接在钢构件上安装锌块 D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 11．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是 A．32 g 硫在足量的氧气中充分燃烧，转移电子数为 6NA B．含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量的镁反应，转移电子数大于0.2NA C．0.1 mol 氯气充分反应，转移的电子数不一定为0.2NA D．钢铁在空气中发生电化学腐蚀，若生成16 g Fe2O3，则负极失去的电子数为0.4NA 12．以下现象与电化学腐蚀无关的是 A．生铁比纯铁容易生锈 B．银质物品久置表面变暗 C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D．铜、铝电线一般不连接起来作导线 13．下列说法中正确的个数为 ①电解精炼铜时，电解质溶液的成分不发生变化 ②铁表面镀锌时，铁应与直流电源正极相连 ③蛋白质与浓盐酸作用呈黄色可用于蛋白质的检验 ④用石墨电极电解熔融制取金属铝，需要定期更换阳极材料 ⑤煤的干馏、液化、气化和石油的裂化、裂解均属于化学变化 ⑥“牺牲阳极法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极 ⑦补铁剂和维生素C可以同时服用，非处方药的包装上印有“” A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 14．下列表面上镀有金属保护层的铁板中，当镀层破损后，在相同条件下最不易被腐蚀的是 A．镀锌铁板 B．镀锡铁板 C．镀银铁板 D．镀铜铁板 15．家用炒菜锅用水清洗放置后，会出现红棕色的锈斑。在此变化过程中不可能发生的化学反应是 A．4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 B．2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 C．正极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH- D．负极反应式：Fe-3e-=Fe3+ 二、非选择题 16．金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，关于铁的两种腐蚀机理如下图： (1)图1中被腐蚀的金属为 (填化学式)；图2中金属腐蚀类型属于 。(不定项) A．化学腐蚀　　B．电化学腐蚀　　C．析氢腐蚀　　D．吸氧腐蚀 (2)图2中铁的生锈过程中，正极反应式为 。 (3)写出O在元素周期表中的位置 。 (4)水处理厂可用制备的对水进行杀菌、消毒等。制备时，从氧化还原角度考虑，无法实现该过程的是_______。 A． B． C．NaClO D． (5)向新配制的溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应： __________________________________________。 ①配平上述反应 。 ②每生成气体，转移电子数为 。 A．1.5　　　B．    　　　C．　　　　　D．3 (6)能水解生成胶体吸附水中悬浮物，以下说法错误的是_______。 A．胶体粒子对光散射产生丁达尔现象 B．胶体粒子具有很大的比表面积，有很好的吸附性 C．饱和溶液滴入沸水中，一直加热，最终能得到胶体 D．可以通过半透膜分离出胶体粒子 已知：室温下，、，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时沉淀完全。 (7)工业制胆矾时，需要除去中的。甲同学认为室温下可通过调整溶液来实现。室温下，若溶液中的浓度为，则开始沉淀时溶液的为 ，恰好完全沉淀时溶液的为 ，通过计算确定上述方案 (填“可行”或“不可行”)。计算过程： 。 17．铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}又叫赤血盐，是一种深红色易溶于水的晶体，常用于检验Fe2+。 (1)可用氯气氧化法制备K3[Fe(CN)6]，其实验装置如图所示： 仪器b的名称为   ；装置A中发生反应的离子方程式为 。 (2)船舶的外壳常用镶嵌锌块的方法避免船体遭受腐蚀，实验室模拟该过程如下。 实验 实验装置 实验步骤及现象 Ⅰ       电流表指针偏转，Fe电极上未见气泡生成；一段时间后，向Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀 Ⅱ       向A区滴加酚酞溶液，出现红色 Ⅲ 向A区滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀消失 注：蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6]，说明有Fe2+产生。 ①对实验Ⅰ中Fe2+产生的原因作出如下猜想： 猜想a． H+将Fe氧化； 猜想b． K3[Fe(CN)6]将Fe氧化； 猜想c． 将Fe氧化； 猜想d． K3[Fe(CN)6]被Zn还原； 依据实验Ⅰ中的现象否定了猜想a。 ②理论分析： 资料ⅰ：实验Ⅰ条件下，Fe2++6CN﹣[Fe(CN)6]4﹣  K=1.0×1035， Zn2++4CN﹣[Zn(CN)4]2﹣  K=5.0×1016。 若K3[Fe(CN)6]将Fe氧化，写出生成Fe2+的离子方程式为 ；若K3[Fe(CN)6]被Zn还原，还原产物为 ，无法生成蓝色沉淀；因此，猜想b可能成立，猜想d不成立。 ③设计实验 (填操作和现象)，证明了猜想c不成立，则猜想b成立。 (3)结合电极反应式，分析实验Ⅱ中出现红色的原因 。 资料ⅱ：实验Ⅲ条件下，Fe与KFe[Fe(CN)6]很难发生反应。 (4)结合平衡移动原理，解释实验Ⅲ中“一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的可能原因 。 (5)将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片，重复实验Ⅲ的操作，推测其与实验Ⅲ现象的差异： 。 由上述实验可知：比铁活泼的锌可以保护铁，减缓其腐蚀。 18．自热贴以其独特的发热原理与便于携带的优势，成为人们冬日里保暖的良伴。某自热贴说明书的部分内容和自热贴内袋示意图如下： 一次性自热贴说明书 【产品组成】发热料(铁粉、食盐、活性炭、水、高吸水树脂、蛭石)、无纺布、粘贴明胶、外包装袋。 【产品性能】可自行发热，平均温度，最高温度，发热持续时间。 【使用说明】取出内袋，揭下粘贴明胶的保护纸，将胶面贴于需要部位(内衣外)，用手铺平即可。 注释：①食盐中的因体积小，穿透力强，能破坏铁表面的钝化膜。 ②高吸水树脂有高吸水性和保水性，可支持反应的持续进行。 ③蛭石有保温作用。 发热料中的铁粉被氧化锈蚀，导致自热贴发热，过程如下： (铁锈，红褐色) (1)完成下列化学方程式： 。 实验一：模拟研究不同条件下，发热料中部分成分对自热贴中铁粉氧化速率的影响 以表格中序号①物质的投料为参照标准，改变投料量，用下图所示的装置分别进行实验，反应时体系温度变化如下表： 序号 铁粉/g 活性炭/g 食盐/g 水/g 温度上升/℃ ① 2 0.4 0.2 8 60 ② 2 0.4 8 30 ③ 2 0 0.2 8 4 ④ 2 0 0 0 (2)序号②中食盐的用量x=_______。 A．0 B．0.2 C．0.4 D．8 (3)根据上述实验结果，比较并分析发热料中活性炭、食盐对自热贴中铁粉氧化速率的影响 。(列举2点) 实验二：进一步研究铁快速氧化的主要原因 用下图所示装置进行实验，灵敏电流计(G)检测到外电路有电流通过，一段时间后观察到烧杯底部有少量红褐色固体产生。 (4)该装置中，作负极的是 。 A．铁钉　　　B．石墨棒 (5)综合实验一和实验二的结果，说明自热贴能快速发热的主要原因 。 实验三：研究自热贴在一段时间内能持续供热的原因 在密闭容器中，使用温度、氧气浓度、湿度无线传感器，对某品牌的自热贴发热过程进行监测，结果如下： (6)上述图中，看似与反应原理不符，实际并不矛盾，导致该现象的主要原因是与发热料中 的作用有关。 A．图1，蛭石　　　　B．图2，铁粉　　    　C．图3，高吸水树脂 (7)聚丙烯酸()是制备高吸水树脂的重要原料，其单体是 。 (8)结合自热贴说明书、自热贴内袋示意图和注释，综合说明自热贴在一段时间内能持续供热的原因 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D A C B D A C C 题号 11 12 13 14 15 答案 A B C A D 16．(1) BD (2) (3)第二周期第族 (4)A (5) C (6)C (7) 不可行 开始沉淀时，，，开始沉淀的。完全沉淀时，，。所以 完全沉淀时。 17．(1) 三颈烧瓶或三口烧瓶 2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O (2) O2 Fe+2[Fe(CN)6]3﹣=2[Fe(CN)6]4﹣+Fe2+ [Fe(CN)6]4﹣ 取实验Ⅰ中Fe电极附近未滴加K3[Fe(CN)6]的溶液于试管中，滴入K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀产生 (3)O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，A区c(OH﹣)增大，使酚酞溶液变红 (4)KFe[Fe(CN)6](s)K+(aq)+Fe2+(aq)+[Fe(CN)6]3﹣(aq)，[Fe(CN)6]3﹣Fe3++6CN﹣，Fe3+或被Zn还原，使其浓度降低(或随着反应的进行，铁钉附近c(OH﹣)增大，Fe2+、Fe3+或[Fe(CN)6]3﹣与OH﹣反应，使Fe2+、Fe3+或[Fe(CN)6]3﹣浓度降低)，平衡正向移动，蓝色沉淀溶解 (5)该反应比实验Ⅲ产生的蓝色沉淀更快、更多；一段时间后，与铁钉接触的蓝色沉淀不消失 18．(1)O2 (2)A (3)活性炭、食盐均能加快铁粉氧化速率；相较于食盐，活性炭能明显加快铁粉氧化速率或活性炭、食盐共同/协同作用能显著加快铁粉氧化速率 (4)A (5)自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，会大大加快铁粉氧化速率，在短时间内放出大量热 (6)C (7) (8)①取出内袋，使自热贴与空气接触，能够持续供氧；②能破坏铁表面的钝化膜，使铁粉的氧化持续发生；③高吸水树脂具有高吸水性和保水性，能够持续为反应提供水分，以上3个因素能使铁粉的氧化反应持续发生，能够持续发热；④蛭石具有保温作用，减少热量损失；综合以上4个因素，使自热贴能够持续供热 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $