苏教版（2019）高中化学选择性必修1 1.3.2金属的电化学防护同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 苏教版（2019）高中化学选择性必修1 1.3.2金属的电化学防护同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-18 09:45:19 | ||
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文档简介
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1.3.2金属的电化学防护同步练习-苏教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．“山东舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是
A．航母使用的燃料重油属于纯净物
B．制造舰体所用的耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁
C．航母下水前要进行刷漆工作，目的为防止金属腐蚀
D．相控阵雷达使用的碳化硅属于新型的有机材料
2．下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
A．④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥
C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞①
3．化学与生活密切相关，下列叙述错误的是
A．用飞机播撒AgI是实现人工增雨的方法之一
B．节日燃放的烟花能够呈现各种艳丽的色彩，与焰色试验有关
C．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极法
D．高纯硅可用于制作光导纤维
4．装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是
A．③④②① B．②③①④ C．④②①③ D．③②①④
5．下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．为了防止钢铁设备腐蚀，利用外加电流的阴极保护法，应另附加一惰性电极，惰性电极作阴极
C．可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
6．全钒液流电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A．放电时负极反应式：
B．充电时阳极的降低
C．电池总反应：
D．放电时正极每消耗2mol，负极区便有2mol通过质子交换膜移向正极区
7．根据所学习的电化学知识，下列说法正确的是
A．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B．铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C．水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D．智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
8．化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土
B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
C．纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子有较强的物理吸附
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
9．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是
A．溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B．时，发生析氢腐蚀而不发生吸氧腐蚀
C．整个过程中，负极电极反应式为：
D．时，既发生吸氧腐蚀又发生析氢腐蚀
10．化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
D．医用消毒酒精中乙醇的浓度(体积分数)为95%
二、填空题
11．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的 ，如普通钢加入 制成不锈钢， 合金不仅具有优异的 能且具有良好的 。
12．金属电化学防护的方法有哪些？哪一个效果更好 。
13．I.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。
(1)铜片上的电极反应式为 ，电流由 (填“铁片”或“铜片”)流向 。
(2)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，计算导线中流过的电子的物质的量为 mol。
II.金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如图2所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)图2的B中的Sn为 极，Sn极附近溶液的酸性 (填增强、减弱或不变)。
(2)图2的C中被腐蚀的金属是 。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 。
III.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图3是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
(1)写出该氢氧燃料电池的正极电极反应式 。
(2)电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
14．通过控制开关可使同一装置发生不同的化学反应。
(1)研究模拟钢铁的电化学防护装置如图所示：
①若X为Zn，开关K置于a处，一段时间后，取适量Fe电极周围的溶液于试管中，滴加 (填化学式)溶液未出现蓝色沉淀，证明铁未被腐蚀。
②若X为石墨，开关K置于b处，一段时间后，Fe电极周围溶液的pH (填“变大”或"变小”)；该电化学防护法称为 。
(2)模拟氯碱工业的电化学装置如图(II)所示：
①开关K置于a处时，两极试管内均有气泡产生，则Fe电极为 (填“阴”或“阳”)极。
②一段时间后，使开关K与a断开，再将K置于b处时，观察到两极试管内的气体逐渐减少，此时的装置称为 (填“电解池”或“原电池”)，Fe电极上的电极反应式为 。
(3)利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的工作原理如图所示，通过控制开关连接a或b，可交替得到和。
①制时，K置于 处(填“a”或“b”)。
②制时，电极3的电极反应式为 。
15．回答下列问题：
(1)按如图所示装置进行下列不同的操作：
①将K1、K2、K3分别只关闭一个，则铁的腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“K1”、“K2”或“K3”，下同)，为减缓铁的腐蚀，只闭合 ，该防护法称为 。
②只闭合K3，石墨电极附近的pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2+Fe+2H2O2Fe(OH)2 +Ni(OH)2。
①此蓄电池在充电时，电池正极应与外加电源的 极连接，电极反应式为 。
②放电时生成Fe(OH)2的一极，在充电时发生 反应(填“氧化”或“还原”)。
16．2021年年中，美国国会发表的一篇《中国海军现代化》的调查报告提及，目前我国国产新型航母的技术水平和美国最先进的“福特”级航空母舰为同一级别的对手。
已知：正常海水呈弱碱性。
(1)若经过长时间的海上作业，部分钢铁制成的舰体有可能被腐蚀。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为 。
(2)为了保护航母，工作人员对舰体进行了处理。
①工作人员贴在舰体上的材料块可以是 (填字母序号)。
A．铝锌合金 B．石墨 C．铅 D．铜
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，水下舰体上正极的电极反应式为 。
(3)国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理： 。
17．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
18．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁的锈蚀,某同学做了探究实验,如下图所示,铁处于①②③三种不同的环境中
请回答:
（1）金属腐蚀主要分为 腐蚀和 腐蚀两种。
（2）铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 (填序号)。
（3）①中正极的电极反应式为 ，②中负极的电极反应式为 。
（4）据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有 (填序号)。
①健身器材刷油漆 ②自行车钢圈镀铬
③将钢管用导线与铜条连接 ④将钢管用导线与碳棒连接
19．材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料及复合材料。
(1)生活中的铝合金属于上述材料中的 。
(2)玻璃是重要的硅酸盐制品，生产玻璃时，纯碱和石英反应的化学方程式 。
(3)在全球每年被腐蚀的钢铁中，电化学腐蚀比化学腐蚀所占比例 (填“高”或“低”)，钢铁发生电化学吸氧腐蚀时，正极的电极反应方程式为 。
(4)通常，在海水中行驶的轮船船身上装有一定数量的 (填“锌”或“铜”) 块来防止钢铁的腐蚀。自行车的钢圈通常采用 (填“涂油漆”或“镀Cr”) 防腐蚀。
20．电化学知识在生产、科技研究中应用广泛。
(1)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。
①K 与 M 连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为 。
②K与N连接时，钢铁桥墩为 极(填"正"、"负"、"阴"或"阳")，电极反应式为 。
(2)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。
电池工作时，A极区 NaOH浓度不变，则离子交换膜为 (填"阳离子交换膜"或"阴离子交换膜")；电极 B的电极反应式为 ；电池工作时参加反应的= 。
三、实验题
21．如图是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置示意图，试分析实验并回答下列问题：
(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写) 。
(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀： (写出一点即可)。
22．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
实验序号 ① ② ③ ④
实验 内容
(1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是 (填实验序号)。
(2)实验③中主要发生的是 (填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)铁发生电化学腐蚀的负极反应式为 。
(4)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是 。
(5)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是 (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是 。
23．某研究性学习小组设计了如图装置探究钢铁的腐蚀与防护。
(1)装置A的保护方法称为 ；装置B中总反应的离子方程为 。
(2)为验证装置A的保护方法，实验小组进行了如下实验(烧杯内均为经过酸化的3％溶液)。
查阅资料：
①铁氰化钾俗称赤血盐钾，可溶于水，其水溶液中含有铁氰根配离子。
②(蓝色沉淀)
实验a：Fe表面生成蓝色沉淀
实验b：试管无明显变化
实验a中，蓝色沉淀出现，证明溶液中存在 (填微粒化学符号)。
实验小组对该微粒来源进行了探究。
假设一：
假设二： (用文字表述即可)
对比a和b两组实验，可推断假设一不成立。
将Zn换成Cu， (填“能”或“不能”)直接以实验a判断比活泼。
为了进一步验证装置A的保护方法，实验小组进行了实验c。
实验c：
请参照实验a、实验b以文图形式完善实验c 。
参考答案：
1．C
【详解】A．重油含有多种物质，属于混合物，A错误；
B．耐腐蚀低磁钢属于铁合金，合金熔点低于成分金属熔点，B错误；
C．刷漆工作，目的是形成一层保护层，防止金属腐蚀，C正确；
D．碳化硅属于新型的无机非金属材料，D错误；
故选C。
2．C
【详解】由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。
故选C。
3．D
【详解】A．AgI见光易分解，能吸收大量的热，且分解产物可提供雨水形成的凝结核，常用作人工增雨剂，描述正确，不符题意；
B．利用烟花爆炸时产生的高温，使加在其中的各种金属盐的阳离子产生相应的焰色反应，形成五颜六色的烟花，描述正确，不符题意；
C．镁活泼性强，与热水器金属内胆接触，再与自来水形成原电池结构，镁做负极消耗，使内胆免于锈蚀，描述正确，不符题意；
D．光导纤维导光，需透明材料，故使用高纯度SiO2做原材料，单晶硅是半导体材料，描述错误，符合题意；
综上，本题选D。
4．D
【详解】金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，①中锌发化学腐蚀，②中锌作负极加速腐蚀，③中锌作阳极加速腐蚀，④中锌作阴极被保护，所以锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是③＞②＞①＞④，故D正确；
答案选D。
5．B
【详解】A．铁比锡活泼，马口铁(镀锡铁)的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀加快，故A不符合题意；
B．电解池中，阳极被腐蚀，阴极被保护，故应将钢铁的设备做阴极，惰性电极作阳极，故B符合题意；
C．将金属制成合金，即改变金属的组成和结构，能起到很好的防止腐蚀的作用，故C不符合题意；
D．海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D不符合题意；
答案选B。
6．D
【分析】根据参加反应微粒的化合价的变化可知，反应中V2＋离子被氧化，是电源的负极，左侧V元素化合价降低，被还原，是电源的正极反应，电池反应为VO+V2++2H+ VO2++V3++H2O。放电时，右侧为负极，电极反应式为，左侧为正极，电极反应式为；充电时，右侧为阴极，电极反应式为，左侧为阳极，电极反应式为，据此分析作答。
【详解】A．放电时，负极反应为V2＋ e =V3＋，A正确；
B．充电时阳极的电极反应为VO2+-e-+H2O= VO+2H+，氢离子浓度增大，pH降低，B正确；
C．电池总反应为VO+V2++2H+ VO2++V3++H2O，C正确；
D．放电时，若转移1mol电子，正极会消耗，因为氢离子要平衡电荷，则有从右往左通过质子交换膜，D错误；
故选D。
7．A
【详解】A．酸雨后钢铁所处环境酸性较强，发生析氢腐蚀，盐液显中心，铁锅发生吸氧腐蚀，A正确；
B．锌比铁活泼，镀层破损后形成原电池，Zn为负极，Fe被保护起来，B错误；
C．与电源正极相连后，钢闸门上发生氧化反应，加速腐蚀，钢闸门应与电源负极相连，C错误；
D．锂离子电池可以充电，为二次电池，D错误；
综上所述答案为A。
8．C
【详解】A. 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，陶瓷是传统的硅酸盐产品，其主要原料为黏土，故A正确；
B. 高温会使蛋白质变性，疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性，故B正确；
C. Fe具有还原性，能把Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子还原，所以纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子是利用Fe的还原性，与吸附性无关，故C错误；
D. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，镁作负极，铁作为正极，故D正确；
故选C。
9．D
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。
【详解】A．由图可知，随着pH增大即溶液酸性减弱，溶解氧(DO)减小，故A错误；
B．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，故B错误；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故C错误；
D．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故D正确；
故选：D。
10．A
【详解】A．镁比铁活泼，故为牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．含硫煤完全燃烧会产生二氧化硫污染大气，B错误；
C．硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查，碳酸钡溶于盐酸，不能用于胃肠X射线造影检查，C错误；
D．医用消毒酒精中乙醇的浓度（体积分数）为75%，D错误；
故选A。
11． 合金 镍、铬 钛 抗腐蚀性 生物相容性
【详解】金属保护的方法之一是改变金属材料的组成，在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金，如普通钢中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强金属的抗腐蚀性能，钛合金因具有优异的抗腐蚀性能和良好的生物相容性而被广泛应用，故答案为：合金；镍、铬；钛；抗腐蚀性；生物相容性。
12．牺牲阳极法(原电池原理)；外加电流法(电解池原理)。外加电流法的保护效果大于牺牲阳极法
【详解】金属的电化学腐蚀主要是金属在原电池中作负极，失去电子被腐蚀，结合原电池的原理可以另外加一个更加活泼的电极和被保护的金属形成原电池，或者外加电源，防止被保护的金属失去电子，故答案为：牺牲阳极法(原电池原理)；外加电流法(电解池原理)。外加电流法的保护效果大于牺牲阳极法。
13． Cu2++2e-=Cu 铜片 铁片 0.04 正 减弱 Zn B>A>C O2+4e-+4OH-=2H2O 减小
【详解】I．(1)该原电池中，铁片作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铜片作正极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；原电池中电流由正极流向负极，即有铜片流向铁片；
(2)电池总反应为Cu2++Fe=Fe2++Cu，所以消耗的铁与生成的铜物质的量相等，若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，则有n(Fe)==0.02mol，转移的电子为0.04mol
Ⅱ．(1)B为原电池装置，其中Fe比Sn活泼，则Fe极作负极，Sn极作正极，H+在Sn极得到电子产生H2，导致Sn极附近H+的浓度降低，酸性减弱；
②C为原电池装置，其中Zn比Fe活泼，则Zn作负极，被腐蚀的金属为Zn，Fe被保护；同理，在B中，Fe被腐蚀；A不是原电池装置，Fe的腐蚀速度要慢一些；故三个装置中，纯铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C；
Ⅲ．(1)燃料电池中通入空气(氧气)的一极为正极，电解质溶液显酸性，O2得电子后H+反应生成水：O2+4H++4e-=2H2O；
(2)该电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，水的量增多，硫酸的量没有改变，则硫酸溶液的浓度减小。
14．(1) 变大 外加电流法
(2) 阴 原电池
(3) a
【详解】（1）①若X为Zn，开关K置于a处，装置是原电池，Zn电极做负极，Fe电极做正极，铁若被腐蚀，应该做负极，当滴加溶液会出现蓝色沉淀，依此证明铁被腐蚀，若未出现蓝色沉淀，证明铁未被腐蚀；
②若X为石墨，开关K置于b处，装置是电解池，Fe电极与电源负极相连做阴极被保护，电极反应为，溶液中周围溶液的pH变大；该电化学防护法称为外加电流法；
故答案为：；变大；外加电流法。
（2）①开关K置于a处时，装置是电解池，两极试管内均有气泡产生，反应的离子方程式为，则Fe电极发生电极反应： ，故Fe电极为阴极；
②一段时间后，使开关K与a断开，再将K置于b处时，装置为原电池，观察到两极试管内的气体逐渐减少，则Fe电极上产生的氢气在放电，电极反应式为；
故答案为：阴；原电池；。
（3）①制时，电极1发生的反应：，则电极1做阴极，和电源负极相连，故K置于a；
②制时，电极2发生的反应：，则电极3做阴极，得电子，电极反应式为；
故答案为：a ；。
15．(1) K1 K2 外加电源阴极保护法 变大
(2) 正 Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O 还原
【详解】（1）①只闭合K1为电解池，铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，由于电源不断提供电子，铁电极腐蚀最快；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀，该防护法称为外加电源的阴极保护法。
②只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，石墨电极附近氧气得到电子生成氢氧根离子，则pH将变大。
（2）①此蓄电池在充电时，电池正极应与外加电源的正极连接，电极上发生氧化反应，则Ni(OH)2失去电子转化为NiO2，电极反应式为Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O。
②此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的负极连接作阴极、得电子发生还原反应。放电时生成Fe(OH)2的一极，在充电时Fe(OH)2转化为Fe，则发生还原反应。
16．(1)Fe-2e-=Fe2+
(2) a O2+4e-+2H2O=4OH-
(3)脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【详解】（1）舰体是钢铁制造的，发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；
（2）①采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行保护，需要选用活泼性比铁强的金属作负极，故选a；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，铁为正极，海水呈弱碱性，在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀，脱盐、干燥处理破坏了原电池中的构成条件，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化学腐蚀，故答案为脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
17． 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
【详解】（1） 析氢腐蚀发生条件为较强酸性环境，图1为二氧化硫的水溶液，酸性较强，与铁、铜形成电化学腐蚀中的析氢腐蚀；图2为碱性环境，碱性或中性或酸性较弱环境易发生吸氧腐蚀，腐蚀类型属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，故答案为：铁或Fe；BC；BD；
（2）图1中Cu的作用是做正极材料，导电（不参与反应），结合电极反应、电子移动、离子移动等，可得出图1金属被腐蚀的原理为铜做正极，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，从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。答案为：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。
（3）图2发生吸氧腐蚀，正极反应为氧气得电子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH- ，负极反应为铁失电子，反应式为2Fe-4e-=2Fe2+，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；2Fe-4e-=2Fe2+，2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
(4)下列防止铁制品生锈的措施可以在铁闸门表面涂一层保护膜如油漆等，也可以在地下铁管道上安装若干镁合金或锌合金（比铁活泼），利用牺牲阳极保护法来防止铁生锈，还可将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化，在铁表面形成致密氧化膜来防止铁生锈，故答案为：ABC。
18． 化学 电化学 ①>③>② 2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－ Zn － 2e－ = Zn2+ ①②
【详解】试题分析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子；（4）根据金属防护方法分析。
解析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；所以铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①>③>②；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－；②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子，电极反应式为Zn － 2e－ = Zn2+；（4）①健身器材刷油漆，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故①正确； ②自行车钢圈镀铬，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故②正确；③将钢管用导线与铜条连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故③错误； ④将钢管用导线与碳棒连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故④错误。
点睛：构成原电池时，一般活泼性强的金属为负极，负极失电子生成阳离子，负极质量减小，所以负极金属被腐蚀；活泼性弱的金属作正极，正极得电子发生还原反应，质量增大或有气体放出，正极被保护。
19．(1)金属材料
(2)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2
(3) 高 O2+2H2O+4e-=4OH-
(4) 锌 镀Cr
【解析】(1)
铝合金为合金，属于金属材料；
(2)
纯碱为Na2CO3，石英是SiO2，两者在高温条件下反应生成Na2SiO3和CO2，反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2；
(3)
钢铁为合金，钢铁的腐蚀主要以电化学腐蚀为主，钢铁在发生电化学吸氧腐蚀时，正极O2得到电子生成OH-，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
(4)
海水中行驶的轮船船身一般采用牺牲阳极的阴极保护法来防止钢铁的腐蚀，此时需要装有的金属块活泼性必须要别铁强，因此装有的是锌块，自行车的钢圈通常采用镀上一层铬来阻止铁与空气、水的接触，从而防止生锈。
20． 外加电流的阴极保护法 正 O2+4e-+2H2O=4OH- 阴离子交换膜 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 8:17
【详解】(1)①K 与 M 连接时构成了电解池，钢铁桥墩的电化学防护方法为外加电流的阴极保护法。
②K与N连接时构成了原电池，钢铁桥墩为正极被保护，锌板做负极被腐蚀，是牺牲阳极的阴极保护法，在钢铁桥墩(即正极)上，溶解在海水中的氧气得电子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)N2H4—H2O2 燃料电池中，通入N2H4的电极B为负极，N2H4在负极上失去电子生成氮气，电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；通入H2O2的电极A为正极，在正极上H2O2得到电子生成OH-：H2O2+2e-=2OH-，OH-通过离子交换膜进入负极区，所以离子交换膜为阴离子交换膜；根据电子守恒，当有1molN2H4参加反应时，消耗的H2O2为2mol，所以N2H4和H2O2的物质的量之比为1:2，质量比为1×32:2×34=8:17。
21． 乙 乙>甲>丙 高 2H2O＋O2＋4e-=4OH- 将金属放在油脂或有机溶剂中
【分析】铁粉-炭粉-食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀得快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护，据此分析解答。
【详解】(1)甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙＞甲＞丙，故过一段时间后液面最高的是乙，故答案为：乙；乙＞甲＞丙；
(2)甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，故答案为：高；
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故答案为：2H2O＋O2＋4e-=4OH-；
(4)金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀，针对乙、丙装置研究的结果分析可知，将金属放在油脂或有机溶剂中
故答案为：将金属放在油脂或有机溶剂中。
22． ④ 电化学腐蚀 Fe – 2e- = Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) F B
【详解】(1)①中没有水蒸气；②中几乎没有氧气；③中铁钉一半浸泡在蒸馏水中，接触空气，可以发生铁的吸氧腐蚀；④中铁钉一半浸泡在食盐水中，食盐水提供了大量的自由移动的离子，加速了铁的腐蚀，所以腐蚀程度最大的是④。
(2)实验③中铁钉的成分铁和碳构成了原电池的两极，溶在蒸馏水中的CO2生成的碳酸溶液提供了电解质溶液，从而构成了原电池，铁钉发生了电化学腐蚀。
(3)铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失去电子被氧化，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
(4)上述实验中，没有水蒸气的①和没有氧气的②中的铁钉几乎没有什么变化，而接触空气和水的③和④中的铁钉生锈了，有电解质溶液的④中铁钉锈蚀得更严重，所以铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)。
(5)手术刀是用不锈钢制作的，故选F；钢铁桥梁常采用的防腐方法是覆盖油漆，故选B。
23．(1) 牺牲阳极的阴极保护法
(2) 将氧化 不能
【详解】（1）装置A是原电池装置，利用锌连接作为负极，铁作为正极被保护，其保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法；装置B为电解池，石墨连接正极为阳极，阳极上溶液中的氯离子失电子产生氯气，铁连接负极为阴极，阴极上水电离出的氢离子得电子产生氢气，故总反应的离子方程为；
（2）因为锌作为负极，还产生蓝色沉淀，可能是铁被氧化，产生Fe2+，从而产生蓝色沉淀，故答案为Fe2+；将氧化；
将Zn换成Cu，不能直接以实验a判断Fe比Cu活泼，因为Fe可能被氧化；答案为不能；
为了进一步验证装置A的保护方法，实验小组进行了实验c，让铁直接浸入酸化的3％溶液中一段时间后，用胶头滴管吸取少量铁附近的溶液，滴入溶液，观察试管内是否生成蓝色沉淀，答案为。
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1.3.2金属的电化学防护同步练习-苏教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．“山东舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是
A．航母使用的燃料重油属于纯净物
B．制造舰体所用的耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁
C．航母下水前要进行刷漆工作，目的为防止金属腐蚀
D．相控阵雷达使用的碳化硅属于新型的有机材料
2．下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
A．④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B．⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥
C．④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D．⑥＞③＞⑤＞②＞④＞①
3．化学与生活密切相关，下列叙述错误的是
A．用飞机播撒AgI是实现人工增雨的方法之一
B．节日燃放的烟花能够呈现各种艳丽的色彩，与焰色试验有关
C．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极法
D．高纯硅可用于制作光导纤维
4．装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是
A．③④②① B．②③①④ C．④②①③ D．③②①④
5．下列关于金属的腐蚀及防腐说法错误的是
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．为了防止钢铁设备腐蚀，利用外加电流的阴极保护法，应另附加一惰性电极，惰性电极作阴极
C．可以采用改变金属组成或结构的方法防止金属腐蚀
D．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
6．全钒液流电池的工作原理如下图。下列说法不正确的是
A．放电时负极反应式：
B．充电时阳极的降低
C．电池总反应：
D．放电时正极每消耗2mol，负极区便有2mol通过质子交换膜移向正极区
7．根据所学习的电化学知识，下列说法正确的是
A．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B．铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C．水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D．智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
8．化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土
B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
C．纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子有较强的物理吸附
D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
9．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是
A．溶解氧随着溶液酸性减弱而增大
B．时，发生析氢腐蚀而不发生吸氧腐蚀
C．整个过程中，负极电极反应式为：
D．时，既发生吸氧腐蚀又发生析氢腐蚀
10．化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
D．医用消毒酒精中乙醇的浓度(体积分数)为95%
二、填空题
11．改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的 ，如普通钢加入 制成不锈钢， 合金不仅具有优异的 能且具有良好的 。
12．金属电化学防护的方法有哪些？哪一个效果更好 。
13．I.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。
(1)铜片上的电极反应式为 ，电流由 (填“铁片”或“铜片”)流向 。
(2)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，计算导线中流过的电子的物质的量为 mol。
II.金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如图2所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)图2的B中的Sn为 极，Sn极附近溶液的酸性 (填增强、减弱或不变)。
(2)图2的C中被腐蚀的金属是 。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 。
III.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图3是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
(1)写出该氢氧燃料电池的正极电极反应式 。
(2)电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
14．通过控制开关可使同一装置发生不同的化学反应。
(1)研究模拟钢铁的电化学防护装置如图所示：
①若X为Zn，开关K置于a处，一段时间后，取适量Fe电极周围的溶液于试管中，滴加 (填化学式)溶液未出现蓝色沉淀，证明铁未被腐蚀。
②若X为石墨，开关K置于b处，一段时间后，Fe电极周围溶液的pH (填“变大”或"变小”)；该电化学防护法称为 。
(2)模拟氯碱工业的电化学装置如图(II)所示：
①开关K置于a处时，两极试管内均有气泡产生，则Fe电极为 (填“阴”或“阳”)极。
②一段时间后，使开关K与a断开，再将K置于b处时，观察到两极试管内的气体逐渐减少，此时的装置称为 (填“电解池”或“原电池”)，Fe电极上的电极反应式为 。
(3)利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的工作原理如图所示，通过控制开关连接a或b，可交替得到和。
①制时，K置于 处(填“a”或“b”)。
②制时，电极3的电极反应式为 。
15．回答下列问题：
(1)按如图所示装置进行下列不同的操作：
①将K1、K2、K3分别只关闭一个，则铁的腐蚀的速度最快的是只闭合 (填“K1”、“K2”或“K3”，下同)，为减缓铁的腐蚀，只闭合 ，该防护法称为 。
②只闭合K3，石墨电极附近的pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2+Fe+2H2O2Fe(OH)2 +Ni(OH)2。
①此蓄电池在充电时，电池正极应与外加电源的 极连接，电极反应式为 。
②放电时生成Fe(OH)2的一极，在充电时发生 反应(填“氧化”或“还原”)。
16．2021年年中，美国国会发表的一篇《中国海军现代化》的调查报告提及，目前我国国产新型航母的技术水平和美国最先进的“福特”级航空母舰为同一级别的对手。
已知：正常海水呈弱碱性。
(1)若经过长时间的海上作业，部分钢铁制成的舰体有可能被腐蚀。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为 。
(2)为了保护航母，工作人员对舰体进行了处理。
①工作人员贴在舰体上的材料块可以是 (填字母序号)。
A．铝锌合金 B．石墨 C．铅 D．铜
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，水下舰体上正极的电极反应式为 。
(3)国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理： 。
17．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
18．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁的锈蚀,某同学做了探究实验,如下图所示,铁处于①②③三种不同的环境中
请回答:
（1）金属腐蚀主要分为 腐蚀和 腐蚀两种。
（2）铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 (填序号)。
（3）①中正极的电极反应式为 ，②中负极的电极反应式为 。
（4）据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有 (填序号)。
①健身器材刷油漆 ②自行车钢圈镀铬
③将钢管用导线与铜条连接 ④将钢管用导线与碳棒连接
19．材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料及复合材料。
(1)生活中的铝合金属于上述材料中的 。
(2)玻璃是重要的硅酸盐制品，生产玻璃时，纯碱和石英反应的化学方程式 。
(3)在全球每年被腐蚀的钢铁中，电化学腐蚀比化学腐蚀所占比例 (填“高”或“低”)，钢铁发生电化学吸氧腐蚀时，正极的电极反应方程式为 。
(4)通常，在海水中行驶的轮船船身上装有一定数量的 (填“锌”或“铜”) 块来防止钢铁的腐蚀。自行车的钢圈通常采用 (填“涂油漆”或“镀Cr”) 防腐蚀。
20．电化学知识在生产、科技研究中应用广泛。
(1)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。
①K 与 M 连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为 。
②K与N连接时，钢铁桥墩为 极(填"正"、"负"、"阴"或"阳")，电极反应式为 。
(2)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。
电池工作时，A极区 NaOH浓度不变，则离子交换膜为 (填"阳离子交换膜"或"阴离子交换膜")；电极 B的电极反应式为 ；电池工作时参加反应的= 。
三、实验题
21．如图是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置示意图，试分析实验并回答下列问题：
(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写) 。
(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀： (写出一点即可)。
22．某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了如下实验。
实验序号 ① ② ③ ④
实验 内容
(1)一周后观察，铁钉被腐蚀程度最大的是 (填实验序号)。
(2)实验③中主要发生的是 (填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)铁发生电化学腐蚀的负极反应式为 。
(4)根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是 。
(5)据资料显示，全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。金属防腐的方法很多，常用方法有： A．覆盖机油 B．覆盖油漆 C．覆盖塑料 D．电镀金属 E．电化学保护法 F．制成不锈钢。手术刀采用的防腐方法是 (填字母序号，下同)，钢铁桥梁常采用的防腐方法是 。
23．某研究性学习小组设计了如图装置探究钢铁的腐蚀与防护。
(1)装置A的保护方法称为 ；装置B中总反应的离子方程为 。
(2)为验证装置A的保护方法，实验小组进行了如下实验(烧杯内均为经过酸化的3％溶液)。
查阅资料：
①铁氰化钾俗称赤血盐钾，可溶于水，其水溶液中含有铁氰根配离子。
②(蓝色沉淀)
实验a：Fe表面生成蓝色沉淀
实验b：试管无明显变化
实验a中，蓝色沉淀出现，证明溶液中存在 (填微粒化学符号)。
实验小组对该微粒来源进行了探究。
假设一：
假设二： (用文字表述即可)
对比a和b两组实验，可推断假设一不成立。
将Zn换成Cu， (填“能”或“不能”)直接以实验a判断比活泼。
为了进一步验证装置A的保护方法，实验小组进行了实验c。
实验c：
请参照实验a、实验b以文图形式完善实验c 。
参考答案：
1．C
【详解】A．重油含有多种物质，属于混合物，A错误；
B．耐腐蚀低磁钢属于铁合金，合金熔点低于成分金属熔点，B错误；
C．刷漆工作，目的是形成一层保护层，防止金属腐蚀，C正确；
D．碳化硅属于新型的无机非金属材料，D错误；
故选C。
2．C
【详解】由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。
故选C。
3．D
【详解】A．AgI见光易分解，能吸收大量的热，且分解产物可提供雨水形成的凝结核，常用作人工增雨剂，描述正确，不符题意；
B．利用烟花爆炸时产生的高温，使加在其中的各种金属盐的阳离子产生相应的焰色反应，形成五颜六色的烟花，描述正确，不符题意；
C．镁活泼性强，与热水器金属内胆接触，再与自来水形成原电池结构，镁做负极消耗，使内胆免于锈蚀，描述正确，不符题意；
D．光导纤维导光，需透明材料，故使用高纯度SiO2做原材料，单晶硅是半导体材料，描述错误，符合题意；
综上，本题选D。
4．D
【详解】金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，①中锌发化学腐蚀，②中锌作负极加速腐蚀，③中锌作阳极加速腐蚀，④中锌作阴极被保护，所以锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是③＞②＞①＞④，故D正确；
答案选D。
5．B
【详解】A．铁比锡活泼，马口铁(镀锡铁)的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀加快，故A不符合题意；
B．电解池中，阳极被腐蚀，阴极被保护，故应将钢铁的设备做阴极，惰性电极作阳极，故B符合题意；
C．将金属制成合金，即改变金属的组成和结构，能起到很好的防止腐蚀的作用，故C不符合题意；
D．海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故D不符合题意；
答案选B。
6．D
【分析】根据参加反应微粒的化合价的变化可知，反应中V2＋离子被氧化，是电源的负极，左侧V元素化合价降低，被还原，是电源的正极反应，电池反应为VO+V2++2H+ VO2++V3++H2O。放电时，右侧为负极，电极反应式为，左侧为正极，电极反应式为；充电时，右侧为阴极，电极反应式为，左侧为阳极，电极反应式为，据此分析作答。
【详解】A．放电时，负极反应为V2＋ e =V3＋，A正确；
B．充电时阳极的电极反应为VO2+-e-+H2O= VO+2H+，氢离子浓度增大，pH降低，B正确；
C．电池总反应为VO+V2++2H+ VO2++V3++H2O，C正确；
D．放电时，若转移1mol电子，正极会消耗，因为氢离子要平衡电荷，则有从右往左通过质子交换膜，D错误；
故选D。
7．A
【详解】A．酸雨后钢铁所处环境酸性较强，发生析氢腐蚀，盐液显中心，铁锅发生吸氧腐蚀，A正确；
B．锌比铁活泼，镀层破损后形成原电池，Zn为负极，Fe被保护起来，B错误；
C．与电源正极相连后，钢闸门上发生氧化反应，加速腐蚀，钢闸门应与电源负极相连，C错误；
D．锂离子电池可以充电，为二次电池，D错误；
综上所述答案为A。
8．C
【详解】A. 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，陶瓷是传统的硅酸盐产品，其主要原料为黏土，故A正确；
B. 高温会使蛋白质变性，疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性，故B正确；
C. Fe具有还原性，能把Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子还原，所以纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子是利用Fe的还原性，与吸附性无关，故C错误；
D. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，镁作负极，铁作为正极，故D正确；
故选C。
9．D
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。
【详解】A．由图可知，随着pH增大即溶液酸性减弱，溶解氧(DO)减小，故A错误；
B．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，故B错误；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故C错误；
D．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故D正确；
故选：D。
10．A
【详解】A．镁比铁活泼，故为牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．含硫煤完全燃烧会产生二氧化硫污染大气，B错误；
C．硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查，碳酸钡溶于盐酸，不能用于胃肠X射线造影检查，C错误；
D．医用消毒酒精中乙醇的浓度（体积分数）为75%，D错误；
故选A。
11． 合金 镍、铬 钛 抗腐蚀性 生物相容性
【详解】金属保护的方法之一是改变金属材料的组成，在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金，如普通钢中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强金属的抗腐蚀性能，钛合金因具有优异的抗腐蚀性能和良好的生物相容性而被广泛应用，故答案为：合金；镍、铬；钛；抗腐蚀性；生物相容性。
12．牺牲阳极法(原电池原理)；外加电流法(电解池原理)。外加电流法的保护效果大于牺牲阳极法
【详解】金属的电化学腐蚀主要是金属在原电池中作负极，失去电子被腐蚀，结合原电池的原理可以另外加一个更加活泼的电极和被保护的金属形成原电池，或者外加电源，防止被保护的金属失去电子，故答案为：牺牲阳极法(原电池原理)；外加电流法(电解池原理)。外加电流法的保护效果大于牺牲阳极法。
13． Cu2++2e-=Cu 铜片 铁片 0.04 正 减弱 Zn B>A>C O2+4e-+4OH-=2H2O 减小
【详解】I．(1)该原电池中，铁片作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铜片作正极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；原电池中电流由正极流向负极，即有铜片流向铁片；
(2)电池总反应为Cu2++Fe=Fe2++Cu，所以消耗的铁与生成的铜物质的量相等，若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g，则有n(Fe)==0.02mol，转移的电子为0.04mol
Ⅱ．(1)B为原电池装置，其中Fe比Sn活泼，则Fe极作负极，Sn极作正极，H+在Sn极得到电子产生H2，导致Sn极附近H+的浓度降低，酸性减弱；
②C为原电池装置，其中Zn比Fe活泼，则Zn作负极，被腐蚀的金属为Zn，Fe被保护；同理，在B中，Fe被腐蚀；A不是原电池装置，Fe的腐蚀速度要慢一些；故三个装置中，纯铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C；
Ⅲ．(1)燃料电池中通入空气(氧气)的一极为正极，电解质溶液显酸性，O2得电子后H+反应生成水：O2+4H++4e-=2H2O；
(2)该电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，水的量增多，硫酸的量没有改变，则硫酸溶液的浓度减小。
14．(1) 变大 外加电流法
(2) 阴 原电池
(3) a
【详解】（1）①若X为Zn，开关K置于a处，装置是原电池，Zn电极做负极，Fe电极做正极，铁若被腐蚀，应该做负极，当滴加溶液会出现蓝色沉淀，依此证明铁被腐蚀，若未出现蓝色沉淀，证明铁未被腐蚀；
②若X为石墨，开关K置于b处，装置是电解池，Fe电极与电源负极相连做阴极被保护，电极反应为，溶液中周围溶液的pH变大；该电化学防护法称为外加电流法；
故答案为：；变大；外加电流法。
（2）①开关K置于a处时，装置是电解池，两极试管内均有气泡产生，反应的离子方程式为，则Fe电极发生电极反应： ，故Fe电极为阴极；
②一段时间后，使开关K与a断开，再将K置于b处时，装置为原电池，观察到两极试管内的气体逐渐减少，则Fe电极上产生的氢气在放电，电极反应式为；
故答案为：阴；原电池；。
（3）①制时，电极1发生的反应：，则电极1做阴极，和电源负极相连，故K置于a；
②制时，电极2发生的反应：，则电极3做阴极，得电子，电极反应式为；
故答案为：a ；。
15．(1) K1 K2 外加电源阴极保护法 变大
(2) 正 Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O 还原
【详解】（1）①只闭合K1为电解池，铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，由于电源不断提供电子，铁电极腐蚀最快；只闭合K2为电解池，铁做阴极，被保护，不被腐蚀，该防护法称为外加电源的阴极保护法。
②只闭合K3为原电池，铁做负极，铁失去电子生成亚铁离子发生吸氧腐蚀，石墨电极附近氧气得到电子生成氢氧根离子，则pH将变大。
（2）①此蓄电池在充电时，电池正极应与外加电源的正极连接，电极上发生氧化反应，则Ni(OH)2失去电子转化为NiO2，电极反应式为Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O。
②此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的负极连接作阴极、得电子发生还原反应。放电时生成Fe(OH)2的一极，在充电时Fe(OH)2转化为Fe，则发生还原反应。
16．(1)Fe-2e-=Fe2+
(2) a O2+4e-+2H2O=4OH-
(3)脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【详解】（1）舰体是钢铁制造的，发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；
（2）①采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行保护，需要选用活泼性比铁强的金属作负极，故选a；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，铁为正极，海水呈弱碱性，在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀，脱盐、干燥处理破坏了原电池中的构成条件，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化学腐蚀，故答案为脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
17． 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
【详解】（1） 析氢腐蚀发生条件为较强酸性环境，图1为二氧化硫的水溶液，酸性较强，与铁、铜形成电化学腐蚀中的析氢腐蚀；图2为碱性环境，碱性或中性或酸性较弱环境易发生吸氧腐蚀，腐蚀类型属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，故答案为：铁或Fe；BC；BD；
（2）图1中Cu的作用是做正极材料，导电（不参与反应），结合电极反应、电子移动、离子移动等，可得出图1金属被腐蚀的原理为铜做正极，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，从负极移向正极，金属铁被腐蚀成亚铁离子。答案为：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。
（3）图2发生吸氧腐蚀，正极反应为氧气得电子，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH- ，负极反应为铁失电子，反应式为2Fe-4e-=2Fe2+，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；2Fe-4e-=2Fe2+，2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
(4)下列防止铁制品生锈的措施可以在铁闸门表面涂一层保护膜如油漆等，也可以在地下铁管道上安装若干镁合金或锌合金（比铁活泼），利用牺牲阳极保护法来防止铁生锈，还可将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触，使之发生钝化，在铁表面形成致密氧化膜来防止铁生锈，故答案为：ABC。
18． 化学 电化学 ①>③>② 2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－ Zn － 2e－ = Zn2+ ①②
【详解】试题分析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子；（4）根据金属防护方法分析。
解析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；所以铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①>③>②；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－；②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子，电极反应式为Zn － 2e－ = Zn2+；（4）①健身器材刷油漆，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故①正确； ②自行车钢圈镀铬，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故②正确；③将钢管用导线与铜条连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故③错误； ④将钢管用导线与碳棒连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故④错误。
点睛：构成原电池时，一般活泼性强的金属为负极，负极失电子生成阳离子，负极质量减小，所以负极金属被腐蚀；活泼性弱的金属作正极，正极得电子发生还原反应，质量增大或有气体放出，正极被保护。
19．(1)金属材料
(2)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2
(3) 高 O2+2H2O+4e-=4OH-
(4) 锌 镀Cr
【解析】(1)
铝合金为合金，属于金属材料；
(2)
纯碱为Na2CO3，石英是SiO2，两者在高温条件下反应生成Na2SiO3和CO2，反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2；
(3)
钢铁为合金，钢铁的腐蚀主要以电化学腐蚀为主，钢铁在发生电化学吸氧腐蚀时，正极O2得到电子生成OH-，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
(4)
海水中行驶的轮船船身一般采用牺牲阳极的阴极保护法来防止钢铁的腐蚀，此时需要装有的金属块活泼性必须要别铁强，因此装有的是锌块，自行车的钢圈通常采用镀上一层铬来阻止铁与空气、水的接触，从而防止生锈。
20． 外加电流的阴极保护法 正 O2+4e-+2H2O=4OH- 阴离子交换膜 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 8:17
【详解】(1)①K 与 M 连接时构成了电解池，钢铁桥墩的电化学防护方法为外加电流的阴极保护法。
②K与N连接时构成了原电池，钢铁桥墩为正极被保护，锌板做负极被腐蚀，是牺牲阳极的阴极保护法，在钢铁桥墩(即正极)上，溶解在海水中的氧气得电子，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)N2H4—H2O2 燃料电池中，通入N2H4的电极B为负极，N2H4在负极上失去电子生成氮气，电极反应式为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；通入H2O2的电极A为正极，在正极上H2O2得到电子生成OH-：H2O2+2e-=2OH-，OH-通过离子交换膜进入负极区，所以离子交换膜为阴离子交换膜；根据电子守恒，当有1molN2H4参加反应时，消耗的H2O2为2mol，所以N2H4和H2O2的物质的量之比为1:2，质量比为1×32:2×34=8:17。
21． 乙 乙>甲>丙 高 2H2O＋O2＋4e-=4OH- 将金属放在油脂或有机溶剂中
【分析】铁粉-炭粉-食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀得快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护，据此分析解答。
【详解】(1)甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙＞甲＞丙，故过一段时间后液面最高的是乙，故答案为：乙；乙＞甲＞丙；
(2)甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，故答案为：高；
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故答案为：2H2O＋O2＋4e-=4OH-；
(4)金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀，针对乙、丙装置研究的结果分析可知，将金属放在油脂或有机溶剂中
故答案为：将金属放在油脂或有机溶剂中。
22． ④ 电化学腐蚀 Fe – 2e- = Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) F B
【详解】(1)①中没有水蒸气；②中几乎没有氧气；③中铁钉一半浸泡在蒸馏水中，接触空气，可以发生铁的吸氧腐蚀；④中铁钉一半浸泡在食盐水中，食盐水提供了大量的自由移动的离子，加速了铁的腐蚀，所以腐蚀程度最大的是④。
(2)实验③中铁钉的成分铁和碳构成了原电池的两极，溶在蒸馏水中的CO2生成的碳酸溶液提供了电解质溶液，从而构成了原电池，铁钉发生了电化学腐蚀。
(3)铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，失去电子被氧化，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
(4)上述实验中，没有水蒸气的①和没有氧气的②中的铁钉几乎没有什么变化，而接触空气和水的③和④中的铁钉生锈了，有电解质溶液的④中铁钉锈蚀得更严重，所以铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触)。
(5)手术刀是用不锈钢制作的，故选F；钢铁桥梁常采用的防腐方法是覆盖油漆，故选B。
23．(1) 牺牲阳极的阴极保护法
(2) 将氧化 不能
【详解】（1）装置A是原电池装置，利用锌连接作为负极，铁作为正极被保护，其保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法；装置B为电解池，石墨连接正极为阳极，阳极上溶液中的氯离子失电子产生氯气，铁连接负极为阴极，阴极上水电离出的氢离子得电子产生氢气，故总反应的离子方程为；
（2）因为锌作为负极，还产生蓝色沉淀，可能是铁被氧化，产生Fe2+，从而产生蓝色沉淀，故答案为Fe2+；将氧化；
将Zn换成Cu，不能直接以实验a判断Fe比Cu活泼，因为Fe可能被氧化；答案为不能；
为了进一步验证装置A的保护方法，实验小组进行了实验c，让铁直接浸入酸化的3％溶液中一段时间后，用胶头滴管吸取少量铁附近的溶液，滴入溶液，观察试管内是否生成蓝色沉淀，答案为。
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