4.3金屬的腐蝕與防護同步練習題一、選擇題1．下列說法正確的是A．利用原電池原理可以使許多不能自發進行的反應順利進行B．外加電流的陰極保護法可減少土壤、海水中金屬設備的腐蝕C．鋼鐵的吸氧腐蝕、印刷電路的制作均屬于電化學腐蝕D．原電池中，電子不能在電解質溶液中流動，但可以在鹽橋中流動2．化學與生產、生活密切相關。下列說法錯誤的是A．電熱水器用鎂棒防止內膽腐蝕是犧牲陽極保護法B．侯氏制堿法利用物質溶解度的不同，在液相中析出純堿固體C．冰箱中的食品保質期較長，與溫度對反應速率的影響有關D．由C(石墨，s)→C(金剛石，s)可知石墨比金剛石穩定3．下列關于金屬腐蝕與防護的說法錯誤的是A．純鐵比生鐵更容易生銹 B．船底鑲嵌鋅塊可保護鐵制船體C．陰極電保護法可用廢鐵做陽極 D．可用吸氧腐蝕原理設計一次性保暖貼4．設NA為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是A．常溫下，的純堿溶液中，由水電離產生的數目為B．和于密閉容器中充分反應后，分子的總數為C．氯化銨水溶液中與數目之和大于D．氫氧燃料電池正極消耗(標準狀況)氣體時，電路中通過的電子數目為5．2020年5月5日，廣東省東莞虎門大橋出現橋面抖動現象，專家對橋墩的主體鋼筋進行了全面檢測，并確定了其安全性。以下說法不正確的是A．橋墩鋼筋容易發生析氫腐蝕B．在海面與空氣交界處的鋼鐵，比海底下的鋼鐵更容易被腐蝕C．可以在橋墩鋼鐵上嵌附鋅片，減慢其腐蝕速率D．將橋墩鋼鐵與外接電源負極相連的方法，稱為外接電源的陰極保護法6．下列有關金屬腐蝕的說法正確的是A．電化學腐蝕是在外加電流作用下不純金屬發生化學反應被損耗的過程B．金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同，但電化學腐蝕伴有電流產生C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收氧氣，產物最終轉化為鐵銹D．鍍鋅的鐵板比鍍錫的鐵板更容易被腐蝕7．利用下列裝置(夾持部分略)和試劑進行實驗，能達到實驗目的的是A．制備SO2B．制備并收集少量NOC．配制NaCl溶液D．觀察鐵的析氫腐蝕8．天然氣()既是清潔能源，又是重要的化工原料，在工業生產中應用廣泛。某科研小組設計如圖電池，利用既除去了污染物NO，又提供了電能。下列說法正確的是A．電池工作時正極區溶液pH減小B．每耗掉，理論上電路中流過4mol電子C．a極與用電器的正極相連D．正極反應式為9．下列關于金屬腐蝕正確的是A．金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實質是：M＋nH2O=M(OH)n＋H2↑B．金屬腐蝕的實質是：M--ne-=Mn＋，電子直接轉移給氧化劑C．金屬在酸性條件下都能發生析氫腐蝕D．在潮濕的中性環境中，金屬的腐蝕主要是吸氧腐蝕10．化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是A．家庭裝修時用水性漆替代傳統的油性漆，有利于健康及環境B．疫苗一般應冷藏存放，以避免蛋白質變性C．泡沫滅火器可用于一般的起火，也適用于電器起火D．電熱水器用鎂棒防止內膽腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極保護法11．化學與生活關系密切，下列說法正確的是A．“玉兔二號”月球車使用的太陽能電池板材料是二氧化硅B．水垢中的，可先用溶液處理，而后用酸除去C．為了增強肥效，將草木灰與銨態氮肥混用D．鋼管表面鍍鋅可以防止鋼管被腐蝕，鍍層破損后，鋼管反而會加速腐蝕12．下列關于金屬腐蝕及防護說法不正確的是A．鋼鐵在潮濕空氣中不會生銹B．在鋼鐵表面鍍鉻可防止生銹C．地下鋼鐵管道連接鎂塊可防止生銹D．金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕13．下列裝置中(杯中均盛有海水)能使鐵受到保護不被腐蝕的是A． B． C． D．14．下列關于各物質的所屬類別及性質的描述不正確的是選項ABCD物質碳酸氫鈉氯化鈉氫氧化鐵膠體生鐵類別酸式鹽離子化合物混合物合金性質與堿反應熔融態不導電能產生丁達爾現象易發生電化學腐蝕A．A B．B C．C D．D15．下列有關圖中所示實驗的敘述正確的是A．裝置①可驗證NH3具有還原性B．裝置②可用于制備NO2C．裝置③試管中盛有酸性高錳酸鉀溶液，可驗證乙烯具有還原性D．裝置④可驗證鐵的析氫腐蝕二、填空題16．I.裝置如圖所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F極附近呈紅色。氫氧化鐵膠體的膠粒帶正電荷。請回答：(1)B極是電源的_________極，C極的電極反應式為_________，甲中溶液的pH_________(填“變大“變小”或“不變”)。一段時間后丁中X極附近的顏色逐漸_________(填“變深”或“變淺”)。(2)現用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是_________(填“銅”或“銀”)。常溫下，當乙中溶液的OH-濃度為0.1mol/L(此時乙溶液體積為500mL)，丙中鍍件上析出銀的質量為_________g。(3)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為_________。(4)若工作一段時間后停止通電，此時，甲中C、D兩極上都產生2.24L氣體(標準狀況)，欲使溶液恢復到起始狀態，可向溶液中加入_________(填序號)。A．CuO B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3(5)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發生的總反應的離子方程式為_________。II.以Fe、Ni為電極制取Na2FeO4的原理如圖所示。通電后，在鐵電極附近生成紫紅色的FeO，若pH過高，鐵電極區會產生紅褐色物質。(6)電解時陽極的電極反應式為_________，離子交換膜(b)為_________，(填“陰”或“陽”)離子交換膜。17．鐵及其化合物在生活、生產中有廣泛應用。請回答下列問題：(1)如圖是自來水表的常見安裝方式，發生腐蝕過程中，電流從_______(填“接頭流向水表”或“水表流向接頭”)。(2)某二次電池放電的電池反應為2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。反應結束時，電極a的質量__________(填“減小”“不變”或“增加”)，該電池的正極反應式為____________。(3)有如圖裝置：①圖1中，用惰性電極電解過程中的實驗數據如圖，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質的量，縱坐標表示電解過程中圖1裝置中產生氣體的總體積(標準狀況)。電解過程中轉移n(e-)=0.4mol，b電極的實驗現象為_______________；Q點時，a電極收集到的氣體體積為________________。②圖2中，裝置通電后，溶液仍然保持澄清，鐵電極附近呈紫紅色(已知FeO42-在水溶液中呈紫紅色)，Fe電極上發生的電極反應式為___________。18．金屬腐蝕的本質是金屬單質失電子被氧化，類型有化學腐蝕、電化學腐蝕，電化學腐蝕比化學腐蝕普遍而且快得多，而鋼鐵的電化學腐蝕又分為_______、_______，如鋼鐵在潮濕的空氣中生銹一般是_______，其電極反應為：負極Fe-2e-=Fe2+，正極O2+4e-+2H2O=4OH-。19．為了探究原電池和電解池的工作原理，某研究性學習小組分別用如圖所示的裝置進行實驗，回答下列問題。Ⅰ.用甲裝置進行第一組實驗：(1)實驗過程中，________(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動；濾紙上能觀察到的現象有___________________。(2)該小組同學用乙裝置進行第二組實驗時發現，兩極均有氣體產生，且Y極溶液逐漸變成紫紅色，停止實驗后觀察到鐵電極明顯變細，電解液仍然澄清。查閱資料知，高鐵酸根離子()在溶液中呈紫紅色。請根據實驗現象及所查信息寫出電解過程中Y極發生的電極反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑和_________________。II.某同學設計一個燃料電池(如圖所示)，目的是探究氯堿工業原理和粗銅的精煉原理，根據要求回答相關問題：(1)若在標準狀況下，甲裝置有448mL氧氣參加反應，則乙裝置中鐵電極上生成的氣體在標況下體積為____(2)若用隔膜法電解飽和食鹽水生成NaClO，則X應用________交換膜(填“陽離子”或“陰離子”)(3)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質，丙裝置中反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將_______(填“增大”“減小”或“不變”)III.以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料，用電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖．(1)不銹鋼作_________極(2)分析陽極區能得到重鉻酸鉀溶液的原因________________________________________________。【參考答案】一、選擇題1．B解析：A．自發的氧化還原反應才可以設計成原電池，A錯誤；B．外加電流后減少了陰極材料被土壤和海水中的其他鹽分腐蝕，在此過程中只有陽極材料被腐蝕，達到了保護了陰極的目的，B正確；C．鋼鐵的吸氧腐蝕屬于電化學腐蝕，印刷電路的制作屬于化學腐蝕，C錯誤；D．原電池中，電子不能在電解質溶液中流動，也不能在鹽橋中流動，電子只能在導線和電極上移動，D錯誤；故選B。2．B解析：A．鎂比鐵活潑，易形成原電池負極，可防止電熱水器內膽腐蝕，故電熱水器用鎂棒防止內膽腐蝕是犧牲陽極保護法，A正確；B．侯氏制堿法是依次將NH3、CO2通入飽和的氯化鈉溶液中，發生以下的反應：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，其中NaHCO3溶解度最小，故有NaHCO3的晶體析出，利用了物質溶解度的差異，B錯誤；C．溫度越低反應速率越小，冰箱中的食品保質期較長，與溫度對反應速率的影響有關，C正確；D．由C(石墨，s)→C(金剛石，s)可知石墨能量比等質量的金剛石低，則石墨比金剛石穩定，D正確；故選B。3．A解析：A．生鐵中含有碳等雜質，易與鐵形成原電池，所以生鐵比純鐵更容易生銹，A錯誤；B．船底鑲嵌鋅塊，利用犧牲陽極的陰極保護法，活潑性比鐵強的鋅作負極，失電子被腐蝕，鐵作正極被保護，B正確；C．利用外加電流的陰極保護法防止鋼鐵腐蝕時，廢鐵作陽極，C正確；D．生活中常用的暖寶寶，實際上是根據鐵在潮濕空氣中發生吸氧腐蝕的原理，同時利用活性炭的強吸附性，在活性炭的疏松結構中儲有水蒸氣，水蒸氣液化成水滴流出，與空氣和鐵粉接觸，在氯化鈉的催化作用下，較為迅速的發生反應，放出熱量，D正確；故選A。4．C解析：A．常溫下pH=10的純堿溶液中c(OH-)=10-4mol/L，1L溶液中n(OH-)=10-4mol，該溶液中OH-全部來自水電離，則由水電離產生的OH-數目為10-4NA，A項錯誤；B．氫氣和碘蒸氣生成碘化氫的反應是可逆反應，和于密閉容器中充分反應后，分子的總數小于，B項錯誤；C．1L1mol/L氯化銨溶液中Cl-物質的量為1mol，溶液中的電荷守恒為n()+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-)，故溶液中與H+物質的量之和大于1mol，數目大于NA，C項正確；D．氫氧燃料電池正極上氧氣得到電子發生還原反應，存在關系式O2~4e-，則氫氧燃料電池正極消耗(標準狀況)氣體即1molO2時，電路中通過的電子數目為，D項錯誤；答案選C。5．A解析：A．橋墩鋼筋可與海水形成原電池，容易發生吸氧腐蝕，A錯誤；B．在海面與空氣交界處的鋼鐵，易發生吸氧腐蝕，海面下水中氧氣的溶解度較小，海底下的鋼鐵腐蝕較慢，則在海面與空氣交界處的鋼鐵比海底下的鋼鐵更容易被腐蝕，B正確；C．鋅的活潑性大于鐵，可以在橋墩鋼鐵上嵌附鋅片，采用犧牲陽極的陰極保護法減慢其腐蝕速率，C正確；D．將橋墩鋼鐵與外接電源負極相連的方法，防止了鐵被腐蝕，稱為外加電源的陰極保護法，D正確；答案為A。6．B解析：A．電化學腐蝕是不純金屬與電解質溶液接觸時發生原電池反應而損耗的過程，不需要外加電流，故A不選；B．金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同均屬于氧化還原反應，但電化學腐蝕伴有電流產生，而化學腐蝕無電流產生，故選B；C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負極吸收氧氣，故C不選；D．鍍鋅的鐵板破損后，Zn作負極，Fe仍受保護，而鍍錫的鐵板破損后，鐵作負極被腐蝕，故D不選。答案選B7．B解析：A．銅和濃硫酸在加熱條件下才能反應生成二氧化硫氣體，故不選A；B．銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水，NO難溶于水，用排水法收集NO，能達到實驗目的，故選B；C．配制NaCl溶液，不能直接在容量瓶中溶解氯化鈉固體，故不選C；D．鐵釘在氯化鈉溶液中發生吸氧腐蝕，不能達到實驗目的，故不選D；選B。8．B解析：A．放電時，正極電極反應為，減小，增大，A項錯誤；B．放電時，負極電極反應式為，每消耗，電路中流過電子，B項正確；C．放電時用電器的負極與電池的負極相連，C項錯誤；D．由A項分析可知正極反應式為，D項錯誤；答案選B。9．D解析：A．金屬在潮濕的空氣中是吸氧腐蝕，實質是：M＋nH2O+O2=M(OH)2n，A錯誤；B．金屬腐蝕的實質是：M_ne-=Mn+，化學腐蝕則電子直接轉移給氧化劑，電化學腐蝕則電子轉移到另一電極后與氧化劑結合，B錯誤；C．較活潑的金屬在酸性條件下能發生析氫腐蝕，有些不活潑的金屬在酸性條件下不能發生析氫腐蝕，發生的是吸氧腐蝕，C錯誤；D．在潮濕的中性環境中，金屬的腐蝕主要是吸氧腐蝕，D正確；故選D。10．C解析：A．油性漆是指用有機物作為溶劑或分散劑的油漆；水性漆是指用水作為溶劑或分散劑的油漆，使用水性漆可以減少有機物的揮發對人體健康和室內環境造成的影響，A正確；B．疫苗是指用各類病原微生物制作的用于預防接種的生物制品，由于疫苗對溫度比較敏感，溫度較高時，會因為蛋白質變性，而失去活性，所以疫苗一般應該冷藏保存，B正確；C．泡沫滅火器中加入的主要是碳酸氫鈉和硫酸鋁溶液，兩者混合的時候發生雙水解反應，生成大量的二氧化碳氣體泡沫，該泡沫噴出進行滅火。但是，噴出的二氧化碳氣體泡沫中一定含水，形成電解質溶液，具有一定的導電能力，可能導致觸電或電器短路，C錯誤；D．電熱水器內膽連接一個鎂棒，就形成了原電池，因為鎂棒比較活潑所以應該是原電池的負極，從而對正極的熱水器內膽（多為不銹鋼或銅制）起到了保護作用，這種保護方法為：犧牲陽極的陰極保護法，D正確。11．B解析：A．太陽能電池板材料是硅，A錯誤；B．水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液處理，而后用酸除去，B正確；C．草木灰與銨態氮肥不可混用，會降低肥效，C錯誤；D．鍍層破損后，鋅仍作負極，不會加速鋼管腐蝕，D錯誤；故選B。12．A解析：A．鋼鐵在潮濕的空氣中與O2、H2O易發生反應，A項錯誤；B．鉻不易腐蝕，鍍鉻后將Fe與空氣隔絕起到保護鋼鐵的作用，B項正確；C．鋼鐵管易發生電化學腐蝕，若加入更活潑的鎂塊，鎂塊作為負極發生氧化反應而鋼鐵不發生反應從而保護鋼鐵，C項正確；D．金屬直接與化學物質接觸反應為化學腐蝕，而不純的金屬與水等接觸發生電化學腐蝕，D項正確；故選A。13．B【分析】在含有金屬材料作電極的原電池中，負極加速被腐蝕、正極被保護；在電解池中，如果金屬材料作陽極，則加速被腐蝕，陰極被保護，且金屬材料作陽極被腐蝕速率大于作原電池負極的金屬材料，據此分析解答。解析：A．該電解池中Fe作陽極而加速被腐蝕，A不符合題意；B．該電解池中Fe作陰極而保護，B符合題意；C．該原電池中Fe作負極而加速被腐蝕，C不符合題意；D．該裝置沒有形成原電池或電解池，正常腐蝕，D不符合題意；故選B。14．B解析：A．碳酸氫鈉為酸式鹽，與堿反應生成水和二氧化碳，A正確；B．氯化鈉含離子鍵為離子化合物，也是電解質熔融態導電，B錯誤；C．氫氧化鐵膠體為混合物，丁達爾現象是膠體特有的性質，C正確；D．生鐵為碳和鐵的合金，C做正極鐵金屬性質活潑做負極，易發生電化學腐蝕，D正確；答案選B。15．A解析：A．加熱時，氨氣還原氧化銅生成銅、氮氣和水，氮元素化合價升高，可驗證氨氣具有還原性，A正確；B．常溫下，鋁與濃硝酸發生鈍化，不能用來制備二氧化氮，B錯誤；C．乙醇易揮發，且高溫下反應會產生雜質氣體二氧化硫，而乙醇、二氧化硫、乙烯均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能驗證乙烯具有還原性，C錯誤；D．驗證鐵的析氫腐蝕得在酸性較強的條件下，圖示是在食鹽水即中性溶液中，不能驗證鐵的析氫腐蝕，D錯誤；答案選A。二、填空題16．(1)負變小變淺(2)銅5.4(3)1：2：2：2(4)C(5)(6)陰【分析】F極附近呈紅色，說明F極發生反應2H2O+2e-=H2↑+OH-，發生還原反應，為陰極，則B為電源負極，A為電源正極。解析：（1）根據分析可知B為電源負極；C與電源正極相連，為陽極，電極反應為2H2O?4e?=4H++O2↑；甲池中D極反應為Cu2++2e?=Cu，結合陽極反應可知溶液中氫離子濃度會增大，pH變小；氫氧化鐵膠體的膠粒帶正電荷，所以膠粒會向陰極移動，即Y電極移動，所以X電極附近顏色逐漸變淺；（2）電鍍時，鍍層金屬在陽極，鍍件在陰極，H與電源負極相連，為陰極，所以應該是銅；乙中總反應為2H2O+2Cl?H2↑+Cl2↑+2OH?，當n(OH?)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol時，生成0.025mol氯氣，轉移0.05mol電子，根據反應Ag++e-=Ag可知，析出0.05mol銀，質量為0.05mol×108g/mol=5.4g；（3）C電極反應為2H2O?4e?=4H++O2↑，D電極反應為Cu2++2e?=Cu，E電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑，F電極反應為2H2O+2e-=H2↑+OH-，根據電子守恒可知，對應單質的物質的量之比為1：2：2：2；（4）甲中C、D兩極上都產生2.24L氣體，即C電極產生2.24LO2，即0.1mol氧氣，電解過程中C電極反應不變，所以轉移0.4mol電子，D電極生成0.1molH2，轉移0.2mol電子，所以發生反應Cu2++2e?=Cu時也轉移0.2mol電子，生成0.1mol銅，綜上所述從溶液出來了0.1molO2、0.1molH2和0.1molCu，剛好為0.1molCu(OH)2，故選C；（5）C為陽極，若換成鐵則電極反應為Fe-2e-=Fe2+，陰極反應不變，則總反應為Fe+Cu2+Cu+Fe2+；（6）據圖可知陽極為Fe，根據題意可知被氧化為FeO，根據電子守恒、元素守恒可得電極反應為Fe?6e?+8OH?=FeO+4H2O；根據電極反應可知，制備過程中需要消耗氫氧根，則需要Ⅱ室中的氫氧根可以遷移至Ⅲ室，所以離子交換膜(b)為陰離子交換膜。17．水表流向接頭增加O2+4e-+2H2O=4OH-先有紅色物質析出，后有氣泡產生2.24LFe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O解析：（1）鐵比銅活潑，所以在發生腐蝕過程中，鐵做負極，銅做正極，所以電流由水表流向接頭；（2）電極a為鐵，放電過程中鐵被氧化生成Fe2+與氫氧根反應生成Fe(OH)2沉淀附著在a電極上，所以反應結束后電極a質量增加；電極a發生氧化反應為負極，則電極b發生還原反應為正極，該過程中氧氣在正極得電子被還原，方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-；（3）①電解過程中，b與電源負極相連，為電解池的陰極；電解硫酸銅溶液時陰極先發生Cu2++2e-=Cu，銅離子完全反應后發生2H++2e-=H2↑，據圖可知氣體的體積不是線性變化，說明反應過程中有氫氣生成，所以現象為先有紅色物質析出，后有氣泡產生；a電極與電源正極相連，為電解池陽極，始終發生4OH--4e-=2H2O+O2↑，Q點轉移電子為0.4mol，根據電極方程式可知生成0.1mol氧氣，標準狀況下體積為2.24L；②裝置通電后，溶液仍然保持澄清，鐵電極附近呈紫紅色，說明無Fe2+或Fe3+生成，鐵元素被氧化為FeO42-，則根據電子守恒可知電解過程中，Fe極發生的電極反應為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。18．吸氧腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕解析：電化學腐蝕由于電解質環境的不同，在酸性較強時正極氫離子得電子生成氫氣，稱為析氫腐蝕；在弱酸性、中性、堿性環境下正極空氣中的氧氣得電子，稱為吸氧腐蝕，鋼鐵在潮濕空氣中生銹水膜的酸性較弱因此發生的是吸氧腐蝕，故答案為：吸氧腐蝕；析氫腐蝕；吸氧腐蝕；19．從右向左濾紙上有藍色沉淀產生(答出“藍色斑點”即可)Fe－6e－＋8OH－=＋4H2O0.896L陰離子減小陰陽極OH﹣放電，溶液中H+濃度增大，使+H2O2+2H+向生成方向移動，部分K+通過陽離子交換膜移動到陰極區，使陽極區主要成分是K2Cr2O7【分析】II.燃料電池中，通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極，負極上失電子發生氧