【中学教材全解】2013-2014学年高中化学人教版选修四同步测试题：第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护（含答案解析）

第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题(每小题9分，共81分)
1.钢铁生锈过程发生下列反应：
①O═；
②O═；
③═O。
下列说法正确的是（ ）
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
2.如下图所示装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是（ ）
A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应
B.雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀
C.红墨水液面回升时，正极反应式为═
D.U形管中溶液pH逐渐减小
3.某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如下图所示的装置进行实验，过一段时间后观察。下列现象不可能出现的是（ ）
A.Ⅱ中导气管产生气泡
B.Ⅱ中导气管里形成一段水柱
C.金属片剪口变红
D.锌被腐蚀
4.利用如下图所示的装置进行实验，开始时，a、b两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是（ ）
A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后，a管液面高于b管液面
C.b管溶液的pH减小
D.a、b两管具有相同的负极反应式：═
5.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的
是（ ）
A．纯银器表面在空气中主要因电化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
6.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中，干电池自放电腐蚀主要是由的氧化作用引起的
7.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.①③②④
B.①③④②
C.③④②①
D.③①②④
8.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为O。下列有关说法正确的是（ ）
A.检测时，电解质溶液中的向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为O
D.正极上发生的反应为O
9.下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（ ）
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
二、非选择题（共19分）
10.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥的空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的
是 （填实验序号）；在电化学腐蚀中，负极反应是 ；正极反应是 。
（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是 。
（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是 （答两种方法）。
参考答案
1.A 解析：①、②反应中消耗的量相等，两个反应也仅有作氧化剂，故转移电子数目相等，A项正确；反应①O中的H、O两元素的化合价没有变化，故不作氧化剂，B项错；铜和钢中的铁构成原电池，铁作负极，腐蚀速率加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。
2.C 解析：本题主要考查了钢铁腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。生铁片中的碳是正极，A错误；生铁片先发生析氢腐蚀，后发生吸氧腐蚀，B错误；墨水液面回升时，装置内压强减小，正极发生吸氧腐蚀，C正确；随着生铁片的腐蚀，U形管中溶液的pH变大，D错误。
3.A 解析：该题思考的切入点是铁-锌-NaCl溶液构成原电池，由于溶液显中性，锌又比铁活泼，只能是锌作负极，铁作正极，负极反应式为═，正极反应式为═，所以在Ⅰ中由于其中的氧气作氧化剂而使锥形瓶内气体的量减小，导致Ⅱ中的水进入导气管而使导气管里形成一段水柱，同时锌被腐蚀，金属片上由于得电子，使金属片剪口处溶液）增大，使得溶液显碱性，遇到酚酞试液而变红，综合以上选A。
4.C 解析：b管发生析氢腐蚀，溶液pH增大，C错误。
5.D 解析：A．纯银器变暗，主要发生化学腐蚀，故A错误；B．铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，故B错误；C．防止金属被氧化，金属应连接电源的负极，若连接正极，加剧腐蚀，故C错误；D．海轮外壳连接锌块，锌为负极，保护外壳不受腐蚀，采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。
6.B 解析：A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，Cu-Zn合金作正极，合金受到保护；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。
7.B 解析：在外电路中，电流从正极流向负极，则①作原电池的负极，②作正极，故金属的活动性①＞②；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性①＞③；有气泡产生的电极发生的反应为═↑，为原电池的正极，故金属的活动性④＞②；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故金属的活动性③＞④，由此可得金属活动性：①＞③＞④＞②。
8.C 解析：在原电池中，阳离子要向正极移动，故A错；因电解质溶液为酸性的，不可能存在，故正极的反应式为O，转移4 mol电子时消耗1 mol ，则转移0.4 mol电子时消耗标准状况下2.24 L ，故B、D错；电池反应式即正、负极反应式的和，将两极的反应式相加可知C正确。
9.A 解析：抓住题干中的关键字“使用外加电流”便可快速解答。A.水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了外加电流，正确。B.金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。C.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。D.地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。
10.（1）3、4、5、6 ═ ═ （2）环境的温度和湿度、电解质的存在、的浓度 （3）①外加保护层，如：涂漆、烤瓷、电镀、表面钝化、涂油脂等；②改变钢铁的内部结构，做成不锈钢（合理即可）
解析：工业上铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，发生电化学腐蚀的条件是：活泼性不同的两极材料、电解质溶液、形成闭合回路。影响铁锈蚀速率的因素有：环境的温度和湿度、电解质的存在、的浓度等。实验条件为有氧，故为吸氧腐蚀，负极和正极反应分别为负极：═，正极：═。
保护钢铁不被腐蚀的措施：
①外加保护层，如：涂漆、烤瓷、电镀、表面钝化、涂油脂等；
②改变钢铁的内部结构，做成不锈钢；
③在铁的表面镶嵌比铁活泼的金属（如锌），使活泼金属被氧化，而铁被保护。