2021-2022学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1第一章 第4节 金属的腐蚀与防护 同步练习(含答案）

第1章第4节 金属的腐蚀与防护 同步练习
一、单项选择题(共15小题)
1．下列说法正确的是
A．浓度均为0.1mol/L的CH3COONa、NaHCO3溶液的pH分别为8.9和8.2，可说明水解能力CH3COO-＞HCO
B．元素周期表中同一族金属元素，随着原子序数递增，元素的金属性逐渐增强
C．将含有杂质的铜放入稀硫酸中，一段时间后溶液呈蓝色，说明铜发生了析氢腐蚀
D．银不能与稀硫酸反应，但可能会与氢硫酸反应生成氢气
2．下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是
A．(2)>(4)>(3)>(1) B．(4)>(2)>(1)>(3)
C．(2)>(1)>(3)>(4) D．(3)>(2)>(4)>(1)
3．银锌纽扣电池的电池反应式为：。下列说法正确的是
A．锌是阴极，发生还原反应
B．电解液可以用硫酸代替
C．电池工作时，移向极
D．工作时转移电子，则消耗的质量为6.5g
4．有关电化学的说法中正确的是
A．原电池和电解池的阴极金属都不会腐蚀
B．不锈钢难生锈是因为合金中铁受保护
C．原电池的负极一定比正极金属活泼
D．原电池的负极质量一定减少，正极质量一定不变或增加
5．化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是
A．新能源汽车的推广与使用，有助于减少光化学烟雾的产生
B．铁在潮湿的空气中放置，易发生化学腐蚀而生锈
C．氯气泄漏时，可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻疏散到安全区域
D．地球上99%的溴元素以Br- 的形式存在于海水中，溴化钠和溴化钾在医药上常用作镇静剂
6．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是
A．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变
D．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
7．下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是
A．铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀 B．铁只能发生析氢腐蚀
C．铜只能发生吸氧腐蚀 D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
8．有一种银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为NaOH，其中Ag2O极电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，根据上述反应式，下列说法正确的是
A．使用过程中，电子由Ag2O极经外路流向Zn极
B．使用过程中，溶液中氢氧根向Ag2O电极移动
C．使用过程中，电极正极溶液的pH增大
D．使用过程中，Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
9．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，通电一段时间后发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是
A．a是电源的正极
B．电子流动的方向：d→b
C．c极发生氧化反应
D．如果将c、d两电极互换，则c上也会生成黄绿色气体
10．在生产和生活中金属腐蚀难以避免。对图a和图b的分析合理的是
A．图a，负极上发生的反应是：O2+4e+2H2O → 4OH－
B．图b，接通开关后溶液中的H＋向正极移动
C．图a，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
D．图b，接通开关后Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
11．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。一段时间后，断开电键K，下列说法正确的是
A．电流由A极流出，最后由B极流入
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu固体能使溶液恢复原浓度
C．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O=+8H+
D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上析出3.2g固体
12．化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是
A．医学上常采用碳酸钡作为钡餐
B．钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
C．“84消毒液”和75%的酒精杀菌清毒原理相同
D．泡沫灭火剂利用了硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液混合后能相互促进水解反应
13．市场上经常见锂离子电池，它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：
Li + 2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li — e-＝ Li+
B．该电池不能用水溶液作为电解质
C．充电时，Li0.5NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
D．放电过程中Li+向负极移动
14．化学与生活、社会密切相关，下列说法不正确的是
A．“地沟油”禁止食用，但经加工处理后可用来制造肥皂和生物柴油
B．白铁镀锌铁板比马口铁镀锡铁板更耐腐蚀
C．牺牲阳极的阴极保护法是应用电解原理防止金属的腐蚀
D．的燃烧热是，则反应的 H=+2×283.0kJ/mol
15．某同学用铜制U形物代替“盐桥”进行如图所示的实验，同样发现电流计指针发生偏转，则下列有关叙述正确的是( )
A．铜制U形物与“盐桥”作用相同，电子的流动方向是Cu→电流计→Ag→b→a
B．甲为电解池，乙为原电池，a为阴极，b为负极
C．甲烧杯中Cu为负极，发生反应Cu-2e-=Cu2＋，乙烧杯中Ag为正极，发生反应Ag＋＋e-=Ag
D．工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小
二、非选择题（共5小题）
16．人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足不同需求。
(1)监测NO的含量对环境保护有重要意义，某传感器工作原理如图1所示。NiO电极上发生的是_______(填“氧化反应”或“还原反应”)，当外电路中转移4×10-4mol电子时，传感器内消耗NO的质量为_______mg。
(2)某水溶液锂离子电池的工作原理如图2所示。放电时，电池的负极是_______(填“a”或“b”，下同)电极，外电路中电子由_______电极经导线流向_______电极。
(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图3所示。
a电极上的反应式为_______，该燃料电池工作一段时间后，电解质溶液中的c(OH-)将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
17．原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计了如图所示装置。
(1)a和b不连接时，烧杯中现象是_______。
(2)a和b用导线连接，Cu极为原电池___(“正”或“负”)极，电极反应式为___；溶液中H+移向__(填“Cu”或“Zn”)极。
(3)若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为_____。
18．有关电化学示意图如下。回答下列问题：
(1)图中正极的电极反应是______；当Zn片的质量减少0.65g时，外电路中有_____mol电子通过。
(2)预测图中U形管的实验现象是______；结合化学用语解释产生现象的原因____。
(3)用石墨电极电解滴加紫色石蕊溶液的稀Na2SO4溶液，通电后A、B两极均有无色气体生成，装置如图所示：
①NaOH在______极生成(填“A”或“B”)。
②B极发生反应的类型为______反应(填“氧化”或“还原”)。
19．(1)图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀称为__________。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_______(填字母)。
(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图防腐示意图，并作相应标注________。
(3)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_______。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。
20．金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在，依据下列2种腐蚀现象回答下列问题：
(1)图1，被腐蚀的金属为____，其腐蚀类型属于____(填字母)。图2，金属腐蚀类型属于____(填字母)。
A．化学腐蚀 B．电化学腐蚀 C．析氢腐蚀 D．吸氧腐蚀
(2)图1中Cu的作用是______，结合电极反应、电子移动、离子移动等，分析金属被腐蚀的原理______。
(3)图2中铁的生锈过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O，将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完整：正极反应为_______，负极反应为______，总反应为____。
(4)下列防止铁制品生锈的措施合理的是__________。
A．在铁闸门表面涂油漆
B．在地下铁管道上安装若干镁合金
C．将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化
参考答案
一、单项选择题(共15小题)
1．D
2．B
解析：(1)中为铁的化学腐蚀；(2)为原电池，铁比锡活泼，铁做负极，铁被腐蚀，腐蚀速率大于(1)；(3)为原电池，锌比铁活泼，铁做正极被保护，因此腐蚀速率大于 ；(4)为电解池，铁做阳极，加速腐蚀，速率最快，即腐蚀速率大于 ；
故选B。
3．D
解析：A．根据总反应，Zn的化合价升高，失电子，做负极，发生氧化反应，故A错误；
B．硫酸会和锌反应，故B错误；
C．原电池中，阴离子移向负极，故移向锌电极，故C错误；
D．1mol锌转移2mol电子，所以转移电子，则消耗为0.1mol，锌的质量为6.5g，故D正确；
故选D。
4．A
解析：A．原电池的正极即阴极，不容易被腐蚀，电解池的阴极金属不容易被腐蚀，故A正确；
B．不锈钢难生锈是因为内部结构发生改变而受保护，故B错误；
C．原电池如果是燃料电池，铂电极惰性电极，两极的金属活泼性相同，所以原电池负极金属不一定比正极金属的金属性活泼，故C错误；
D．原电池的负极可能只起导电作用，不一定参与反应，如燃料电池，故D错误。
答案选A。
5．B
解析：A．新能源汽车的推广与使用，可以减少汽油的使用，有助于减少光化学烟雾的产生，A选项正确；
B．铁在潮湿的空气中放置，会形成原电池，易发生电化学腐蚀而生锈，而不是化学腐蚀，B选项错误；
C．肥皂水显碱性，可以与氯气反应降低其毒性，因此氯气泄漏时，可用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻疏散到安全区域，C选项正确；
D．地球上99％的溴元素以Br-的形式存在于海水中，溴的化合物可用于医学镇静剂，溴化钠和溴化钾在医药上常用作镇静剂，D选项正确；
答案选B。
6．D
解析：A．电池工作时，电子从负极沿导线流向正极，故A错误；
B．以NaOH溶液为电解液时，Al易失电子作负极，且铝失去电子后变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故B错误；
C．以NaOH溶液为电解液时，电池的总反应为：4Al+4OH-+3O2═4AlO2-+2H2O，反应中消耗氢氧根离子且生成水，所以溶液的pH降低，故C错误；
D．电解质溶液显碱性或中性，金属发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-，故D正确；
答案选D。
7．C
解析：A．在金属活动性顺序表中，铜在氢之后，铜不能将氢气置换出，铜不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，A项错误；
B．在金属活动顺序表中，铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，B项错误；
C．在金属活动性顺序表中，铜在氢之后，铜不能将氢气置换出，铜不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀，C项正确；
D．在自然界中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，D项错误；
答案选C。
8．C
解析：A.电池工作时，电子由负极Zn极经外路流向正极Ag2O极，故A错误；
B.电池工作时，阴离子向负极移动，则溶液中氢氧根向Zn电极移动，故B错误；
C.由正极电极反应式可知，电池工作时，放电生成氢氧根离子，溶液的pH增大，C正确；
D.由Ag2O极电极反应式可知，Ag2O极为银锌电池的正极，得到电子发生还原反应，Zn极为负极，失去电子发生氧化反应，故D错误；
故选C。
9．B
解析：A．由分析可知，a是电源负极，A错误；
B．d极是阳极，阳极失电子，b极是电流的正极，正极得电子，所以电子流向是d→b，B正确；
C．c是阴极，得电子，化合价降低，发生还原反应，C错误；
D．c、d两电极互换，c电极为阳极，如果c是活性电极，则阳极材料失电子，Cl-不失电子，不产生黄绿色气体，D错误。
答案选B。
10．B
解析：A、根据图a知，水中溶解了氧气，碳、铁和水构成了原电池，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe－2e－＝Fe2+，故A错误；
B、原电池放电时，阳离子流向正极，所以溶液中的H+向正极移动，故B正确；
C、插入海水中的铁棒，在液面与空气的交界处腐蚀越严重，液面以下缺少氧气，腐蚀不严重，液面以上，缺少水，腐蚀也不严重，故C错误；
D、该原电池放电时，正极上氢离子得电子发生还原反应形成氢气，Zn腐蚀速率增大，铜上放出气体的速率也增大，故D错误；
答案选B。
11．B
解析：A．CH3OH燃料电池，通氧气的极为正极，则电流由B流出，A流入，故A错误；
B．乙池中电解Cu(NO3)2溶液，阳极为Ag，则阳极Ag溶解，阴极有Cu析出，反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu固体能使溶液恢复原浓度，故B正确；
C．甲池电解质溶液为KOH，则通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O，故C错误；
D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2的物质的量为=0.0125mol，转移电子0.0125mol×4=0.05mol，丙池中析出Cu的质量为=1.6g，故D错误；
故答案为B。
12．D
解析：A．碳酸钡可溶于盐酸生成可溶性钡盐，溶于水的钡盐对人体有毒，但是难溶于水也难溶于酸的BaSO4，不但没有毒，而且还由于它具有不易被X射线透过的特点，在医疗上被用作X射线透视胃肠的内服药剂-“钡餐”，故A错误；
B．自然界中钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主，但影响速率的因素较多，故无法直接比较吸氧腐蚀速率和析氢腐蚀速率的大小，故B错误；
C．84消毒液的主要成分是次氯酸钠，它的消毒原理是强氧化性，会导致微生物中的很多成分被氧化，最终丧失机能，无法繁殖或感染；酒精的分子具有很大的渗透能力，它能穿过细菌表面的膜，打入细菌的内部，使构成细菌生命基础的蛋白质凝固，将细菌杀死，二者消毒原理不相同，故C错误；
D．铝离子水解显酸性，碳酸氢根离子水解显碱性，碳酸氢根离子和铝离子能发生相互促进的水解反应，则泡沫灭火器装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑，故D正确；
答案为D。
13．D
解析：A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，故A项正确；
B项，由于Li可以与水反应，电解质应为非水材料，故B项正确；
C项，充电时，反应物只有一种，化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，故C项正确；
D项，在原电池电子通过导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，故D项错误。
答案选D。
14．C
15．B
二、非选择题（共5小题）
16．氧化反应 6 b b a 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 减小
解析：(1) NiO电极上NO失去电子转变为NO2，发生的是氧化反应，由可知，当外电路中转移4×10-4mol电子时，传感器内消耗NO为2×10-4mol，质量为2×10-4mol ×30g/mol ×1000mg/g=6mg。
(2)放电时，Li失去电子转变为Li+，结合分析知，电池的负极是b电极，外电路中电子由b电极经导线流向a电极。
(3)氨氧燃料电池中，由图知，a电极上氨气失去电子转变为氮气，被氧化，则a电极上的反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，该燃料电池工作一段时间后，氢氧根离子不断消耗、水不断生成，则电解质溶液中的c(OH-)将减小。
17．锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出 正 2H++2e=H2↑ Cu 21.6g
解析：(1)a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为：锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出。
(2)a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动。
(3)若电解质溶液改为AgNO3溶液，铜电极上发生反应为Ag+ + e- =Ag，铜电极上析出银单质，故当转移0.2mol电子时，理论上Cu片质量变化为0.2mol×108g/mol=21.6g。
18．Cu2++2e－=Cu 0.02 左边液面上升，右边液面下降 试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－，O2减少而使试管中的压强小于大气压 A 氧化
解析：(1)图中Zn为负极，发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，发生的电极反应为Cu2++2e－=Cu，0.65g Zn的物质的量为=0.01mol，则外电路中有0.02mol电子通过；
(2)铁钉发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，则试管中O2减少而使试管中的压强小于大气压，导致U形管内左边液面上升，右边液面下降；
(3)A为电解池的阴极，发生电极反应为2H++2e-=H2↑，B为阳极，发生电极反应为4OH-4e-=O2↑+2H2O；
①A极H+被还原生成H2，促进水的电离，A极周围OH-增大，则NaOH在A极生成；
②B极为阳极，发生反应的类型为氧化反应。
【点睛】
本题考查原电池原理和电解原理的理解与应用，涉及金属的吸氧腐蚀，注意原电池正、负极的判断方法，通常是活泼金属作负极，发生氧化反应，而电解池中与电源负极相连的极为阴极，发生还原反应，难点是负极H+发生还原反应时促进水的电离。
19．吸氧腐蚀 B 吸氧腐蚀 或
20．铁或Fe BC BD 做正极材料，导电 铜做正极，氢离子在内电路移向正极，得到电子，生成氢气；铁做负极，在外电路失去电子，电子从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。 O2+4e-+2H2O=4OH- 2Fe-4e-=2Fe2+ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ABC