4.3金属的腐蚀与防护（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.3金属的腐蚀与防护（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 486.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-25 20:45:39 | ||
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文档简介
4.3金属的腐蚀与防护同步练习题
一、选择题
1．下列事实中，属于利用牺牲阳极的阴极保护法原理进行金属防护的是
A．金属护栏表面涂漆 B．地下钢管连接镁块
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
2．下列有关金属的腐蚀与防护的说法错误的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应式为
B．钢铁在干燥环境中腐蚀相对缓慢
C．金属栏杆喷漆，能够减缓栏杆的腐蚀
D．埋在地下的金属管道与直流电源正极相连可减缓腐蚀
3．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
4．热爱劳动是中华民族的传统美德。下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 餐后将洗净的铁锅擦干 铁在潮湿的环境中容易生锈
B 用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素
C 用明矾处理污水 明矾有杀菌消毒的作用
D 冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗 蛋白质受热可变性
A．A B．B C．C D．D
5．2023年天津一中化学组开设了“传感器实验”选修课，其中几位同学利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究，实验结果如图所示，以下说法中正确的是
A．时，体系压强增大的主要原因是反应放热
B．整个过程中，铁是负极，参与反应生成铁离子
C．时，只发生析氢腐蚀，不发生吸氧腐蚀
D．时，正极可能发生的电极反应为：
6．下列说法正确的是
A．钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀
B．电解精炼铜时，若阳极质量减少，则转移到阴极的电子数为
C．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”
D．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能
7．下列各种变化是因为构成原电池的是
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．金属表面涂漆以阻止金属被氧化
C．红热的铁丝与水接触铁表面形成黑色物质
D．钢铁在潮湿的空气里很快被腐蚀
8．从2月4日开幕到2月20日闭幕，为期17天的精彩冬奥， “中国之美”与“五环之美”交相辉映，中国式浪漫拨动了全世界的心弦。下列冬奥会有关物品所用材料属于合金的是
A B C D
冰墩墩的外壳 奥运比赛用的冰壶 冬奥会金牌 谷爱凌的滑板
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
9．如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)若液面上升，说明原溶液呈中性或碱性，铁钉发生___腐蚀，电极反应式为：
负极：___；正极：___；
(2)若液面下降，说明原溶液呈酸性，铁钉发生___腐蚀，电极反应式为：
负极：___；正极：___。
10．按要求完成：
（1）已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，溶液中的c（OH－）约为_______mol·L－1；0.1 mol ·L－1的（NH4）2SO3溶液显________（填“酸”“碱性”或“中性”）。
（2）某研究性学习小组将下列装置按如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙、丙中电解质溶液含溶质均为1 mol。将电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
①电源A极的名称是__________。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：___________。
③当电路中通过4 mole－时，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入_______（填某一种物质的化学式和物质的量）。
④装置丁中的现象是_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．金属护栏表面涂漆，利用的是覆盖保护层法，故A不符合题意；
B．地下钢管连接镁块是利用牺牲阳极的阴极保护法原理，故B符合题意；
C．汽车底盘喷涂高分子膜，利用的是覆盖保护层法，故C不符合题意；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，利用的外加电流的阴极保护法，故D不符合题意；
综上所述，答案为B。
2．D
解析：A．钢铁发生吸氧腐蚀时Fe为负极，电极反应式为，A项正确；
B．钢铁在干燥环境中不容易发生电化学腐蚀，因此其腐蚀相对缓慢，B项正确；
C．金属栏杆喷漆，能起到隔绝空气和水的作用，因此能够减缓栏杆的腐蚀，C项正确；
D．利用外加电流的阴极保护法保护金属时，应使金属管道与电源负极相连，D项错误；
答案选D。
3．A
解析：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。
4．C
解析：A．潮湿环境中铁锅易发生电化学腐蚀，所以餐后将洗净的铁锅擦干，可以防止铁锅生锈，A正确；
B．用厨余垃圾制肥料，是因为厨余垃圾含N、P、K等元素，腐败后可被农作物吸收利用，B正确；
C．明矾溶于水后可以水解产生氢氧化铝胶体，吸附杂质，从而净水，但不能杀菌消毒，C错误；
D．疫苗的主要成分为蛋白质，蛋白质受热易变性，为避免蛋白质变性，冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗，D正确；
综上所述答案为C。
5．D
解析：A．时，溶液酸性较强，铁发生析氢腐蚀生成氢气，体系压强增大的主要原因是反应放出氢气，A错误；
B．整个过程中，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，是负极，B错误；
C．析氢腐蚀生成氢气，导致压强变大；吸氧腐蚀，消耗氧气导致压强变小；结合图像可知，时，装置中压强几乎不变，故同时发生析氢腐蚀、吸氧腐蚀，C错误；
D．时，装置中压强减小，溶解氧减小，则正极可能发生的电极反应为氧气得到电子发生还原反应生成水：，D正确；
故选D。
6．C
解析：A．铜的活动性弱于氢，不发生析氢腐蚀，A错误；
B．电解精炼铜时，阳极中的铁、镍等都会放电，不能确定转移电子的物质的量，B错误；
C．风力发电、光伏发电不产生碳的排放物，有利于“碳达峰、碳中和”，C正确；
D．太阳能电池阵是将太阳能转化为电能，D错误；
故选C。
7．D
解析：A．铝直接被氧气氧化，没有构成原电池，故A不选；
B．金属表面涂漆防腐，没有构成原电池，故B不选；
C．红热的铁丝与水接触直接反应生成四氧化三铁，没有构成原电池，故C不选；
D．在潮湿的空气里，钢铁中的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，加快了腐蚀，故D可选；
故选D。
8．C
解析：A．冰墩墩外壳是硅胶材质，是无机非金属材料，A不符合题意；
B．冰壶主体用花岗岩做成的，不是合金，B不符合题意；
C．冬奥会金牌不是纯金的，只是表面镀了一层金衣，内里都是金属混合物，属于合金，C符合题意；
D．雪地滑板的主要材料是塑料，属于高分子材料，D不符合题意；
故选C。
二、非选择题
9． 吸氧 Fe-2e=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑
【分析】(1)若试管内液面上升，说明试管内气体压强减小，则铁钉发生吸氧腐蚀，碱性或中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，正极上氧气得电子；
(2)若试管内液面下降，说明试管内气体压强增大，则铁钉发生析氢腐蚀，酸性条件下、铁钉发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子变为氢气。
解析：(1)若试管内液面上升，说明试管内气体压强减小，则铁钉发生吸氧腐蚀，碱性或中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极上O2得电子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(2)若试管内液面下降，说明试管内气体压强增大，则铁钉发生析氢腐蚀，酸性条件下、铁钉发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑。
【点睛】钢铁发生腐蚀类型可根据试管内液面的变化确定。若发生析氢腐蚀，则试管中气体体积会增大；若发生吸氧腐蚀，则试管内气体体积会减小。无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极上都是铁失去电子变为Fe2+而被氧化损耗。
10． 6×10-3 碱性 正极 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑ 1mol Cu(OH)2 X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深
【分析】根据电离平衡常数计算氢氧根浓度，再根据相对强弱来判断酸碱性；电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，D、F、H、Y都为阴极，C、E、G、X都为阳极，则A为正极，B为负极。
解析：⑴已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，，溶液中的；由于Kb＝1.8×10－5 > Ka2＝6.2×10－8，碱电离程度大于亚硫酸第二步电离，因此0.1 mol·L－1的(NH4)2SO3溶液,显碱性；故答案为：6×10-3；碱性。
⑵①根据前面分析得出电源A极的名称是正极；故答案为：正极。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑；故答案为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑。
③当电路中通过4 mole－时，阳极产生氧气，4 mole－— O2，因此生成了1mol氧气，阴极先生成铜单质，根据Cu2+— 2mole－ — Cu，1mol铜离子得到了2mol电子，生成1mol铜单质，铜离子反应完后，还有氢离子得电子，根据电子守恒，说明氢离子得到2mol电子，根据2H+— 2mole－ — H2，因此生成了1mol氢气，因此整个电解过程生成1mol铜、1mol氧气、1mol氢气，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入1mol Cu(OH)2；故答案为：1mol Cu(OH)2。
④氢氧化铁胶体粒子带正电，因此不断的向阴极区域移动，装置丁中的现象是X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深；故答案为：X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深
一、选择题
1．下列事实中，属于利用牺牲阳极的阴极保护法原理进行金属防护的是
A．金属护栏表面涂漆 B．地下钢管连接镁块
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
2．下列有关金属的腐蚀与防护的说法错误的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应式为
B．钢铁在干燥环境中腐蚀相对缓慢
C．金属栏杆喷漆，能够减缓栏杆的腐蚀
D．埋在地下的金属管道与直流电源正极相连可减缓腐蚀
3．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
4．热爱劳动是中华民族的传统美德。下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 餐后将洗净的铁锅擦干 铁在潮湿的环境中容易生锈
B 用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素
C 用明矾处理污水 明矾有杀菌消毒的作用
D 冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗 蛋白质受热可变性
A．A B．B C．C D．D
5．2023年天津一中化学组开设了“传感器实验”选修课，其中几位同学利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究，实验结果如图所示，以下说法中正确的是
A．时，体系压强增大的主要原因是反应放热
B．整个过程中，铁是负极，参与反应生成铁离子
C．时，只发生析氢腐蚀，不发生吸氧腐蚀
D．时，正极可能发生的电极反应为：
6．下列说法正确的是
A．钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀
B．电解精炼铜时，若阳极质量减少，则转移到阴极的电子数为
C．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”
D．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能
7．下列各种变化是因为构成原电池的是
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．金属表面涂漆以阻止金属被氧化
C．红热的铁丝与水接触铁表面形成黑色物质
D．钢铁在潮湿的空气里很快被腐蚀
8．从2月4日开幕到2月20日闭幕，为期17天的精彩冬奥， “中国之美”与“五环之美”交相辉映，中国式浪漫拨动了全世界的心弦。下列冬奥会有关物品所用材料属于合金的是
A B C D
冰墩墩的外壳 奥运比赛用的冰壶 冬奥会金牌 谷爱凌的滑板
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
9．如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)若液面上升，说明原溶液呈中性或碱性，铁钉发生___腐蚀，电极反应式为：
负极：___；正极：___；
(2)若液面下降，说明原溶液呈酸性，铁钉发生___腐蚀，电极反应式为：
负极：___；正极：___。
10．按要求完成：
（1）已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，溶液中的c（OH－）约为_______mol·L－1；0.1 mol ·L－1的（NH4）2SO3溶液显________（填“酸”“碱性”或“中性”）。
（2）某研究性学习小组将下列装置按如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙、丙中电解质溶液含溶质均为1 mol。将电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
①电源A极的名称是__________。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：___________。
③当电路中通过4 mole－时，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入_______（填某一种物质的化学式和物质的量）。
④装置丁中的现象是_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．金属护栏表面涂漆，利用的是覆盖保护层法，故A不符合题意；
B．地下钢管连接镁块是利用牺牲阳极的阴极保护法原理，故B符合题意；
C．汽车底盘喷涂高分子膜，利用的是覆盖保护层法，故C不符合题意；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，利用的外加电流的阴极保护法，故D不符合题意；
综上所述，答案为B。
2．D
解析：A．钢铁发生吸氧腐蚀时Fe为负极，电极反应式为，A项正确；
B．钢铁在干燥环境中不容易发生电化学腐蚀，因此其腐蚀相对缓慢，B项正确；
C．金属栏杆喷漆，能起到隔绝空气和水的作用，因此能够减缓栏杆的腐蚀，C项正确；
D．利用外加电流的阴极保护法保护金属时，应使金属管道与电源负极相连，D项错误；
答案选D。
3．A
解析：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。
4．C
解析：A．潮湿环境中铁锅易发生电化学腐蚀，所以餐后将洗净的铁锅擦干，可以防止铁锅生锈，A正确；
B．用厨余垃圾制肥料，是因为厨余垃圾含N、P、K等元素，腐败后可被农作物吸收利用，B正确；
C．明矾溶于水后可以水解产生氢氧化铝胶体，吸附杂质，从而净水，但不能杀菌消毒，C错误；
D．疫苗的主要成分为蛋白质，蛋白质受热易变性，为避免蛋白质变性，冷链运输和冷藏储存抗病毒疫苗，D正确；
综上所述答案为C。
5．D
解析：A．时，溶液酸性较强，铁发生析氢腐蚀生成氢气，体系压强增大的主要原因是反应放出氢气，A错误；
B．整个过程中，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，是负极，B错误；
C．析氢腐蚀生成氢气，导致压强变大；吸氧腐蚀，消耗氧气导致压强变小；结合图像可知，时，装置中压强几乎不变，故同时发生析氢腐蚀、吸氧腐蚀，C错误；
D．时，装置中压强减小，溶解氧减小，则正极可能发生的电极反应为氧气得到电子发生还原反应生成水：，D正确；
故选D。
6．C
解析：A．铜的活动性弱于氢，不发生析氢腐蚀，A错误；
B．电解精炼铜时，阳极中的铁、镍等都会放电，不能确定转移电子的物质的量，B错误；
C．风力发电、光伏发电不产生碳的排放物，有利于“碳达峰、碳中和”，C正确；
D．太阳能电池阵是将太阳能转化为电能，D错误；
故选C。
7．D
解析：A．铝直接被氧气氧化，没有构成原电池，故A不选；
B．金属表面涂漆防腐，没有构成原电池，故B不选；
C．红热的铁丝与水接触直接反应生成四氧化三铁，没有构成原电池，故C不选；
D．在潮湿的空气里，钢铁中的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，加快了腐蚀，故D可选；
故选D。
8．C
解析：A．冰墩墩外壳是硅胶材质，是无机非金属材料，A不符合题意；
B．冰壶主体用花岗岩做成的，不是合金，B不符合题意；
C．冬奥会金牌不是纯金的，只是表面镀了一层金衣，内里都是金属混合物，属于合金，C符合题意；
D．雪地滑板的主要材料是塑料，属于高分子材料，D不符合题意；
故选C。
二、非选择题
9． 吸氧 Fe-2e=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑
【分析】(1)若试管内液面上升，说明试管内气体压强减小，则铁钉发生吸氧腐蚀，碱性或中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，正极上氧气得电子；
(2)若试管内液面下降，说明试管内气体压强增大，则铁钉发生析氢腐蚀，酸性条件下、铁钉发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子变为氢气。
解析：(1)若试管内液面上升，说明试管内气体压强减小，则铁钉发生吸氧腐蚀，碱性或中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极上O2得电子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(2)若试管内液面下降，说明试管内气体压强增大，则铁钉发生析氢腐蚀，酸性条件下、铁钉发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑。
【点睛】钢铁发生腐蚀类型可根据试管内液面的变化确定。若发生析氢腐蚀，则试管中气体体积会增大；若发生吸氧腐蚀，则试管内气体体积会减小。无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极上都是铁失去电子变为Fe2+而被氧化损耗。
10． 6×10-3 碱性 正极 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑ 1mol Cu(OH)2 X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深
【分析】根据电离平衡常数计算氢氧根浓度，再根据相对强弱来判断酸碱性；电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，D、F、H、Y都为阴极，C、E、G、X都为阳极，则A为正极，B为负极。
解析：⑴已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，，溶液中的；由于Kb＝1.8×10－5 > Ka2＝6.2×10－8，碱电离程度大于亚硫酸第二步电离，因此0.1 mol·L－1的(NH4)2SO3溶液,显碱性；故答案为：6×10-3；碱性。
⑵①根据前面分析得出电源A极的名称是正极；故答案为：正极。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑；故答案为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑。
③当电路中通过4 mole－时，阳极产生氧气，4 mole－— O2，因此生成了1mol氧气，阴极先生成铜单质，根据Cu2+— 2mole－ — Cu，1mol铜离子得到了2mol电子，生成1mol铜单质，铜离子反应完后，还有氢离子得电子，根据电子守恒，说明氢离子得到2mol电子，根据2H+— 2mole－ — H2，因此生成了1mol氢气，因此整个电解过程生成1mol铜、1mol氧气、1mol氢气，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入1mol Cu(OH)2；故答案为：1mol Cu(OH)2。
④氢氧化铁胶体粒子带正电，因此不断的向阴极区域移动，装置丁中的现象是X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深；故答案为：X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深