4.3金属的腐蚀与防护 同步练习题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.3金属的腐蚀与防护同步练习题
一、选择题
1．下列说法错误的是
A．当今世界面临日益加剧的能源危机，正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等
B．两难溶电解质作比较时，溶度积小的，溶解度一定小
C．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为
D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：
2．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体。利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示。下列说法正确的是
A．b为阳极，a为阴极
B．该装置工作时，只发生两种形式能量的转化
C．电解过程中OH－由b极区向a极区迁移
D．电解过程中NH3得到个电子生成
3．某新型乙醇燃料燃料电池，电解质为强碱溶液，有关该电池的说法不正确的是
A．放电时正极发生还原反应
B．放电时负极电极反应为：C2H5OH+16OH--12e-=2+11H2O
C．放电时，电流由通空气的电极通过导线到乙醇所在电极
D．每消耗4.48L氧气，就有0.8mole-转移
4．利用如图装置实验，开始时，a、b管中液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是
A．a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管内液面高于b管内液面
C．b管内溶液的pH减小
D．a、b管内具有的相同的电极反应式为Fe-2e- =Fe2+
5．如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图。下列说法错误的是
A．左侧连接电源的负极
B．标准状况下，每生成，同时生成
C．从E口逸出的气体是
D．从A口加入精制饱和NaCl溶液
6．下列实验能达到实验目的的是
A B C D
A．铁上电镀铜 B．测定中和反应的反应热
C．比较AgCl和溶解度大小 D．验证铁发生吸氧腐蚀
7．化学与生产、生活密切相关．下列叙述不正确的是
A．可用热的纯碱溶液除去矿物油污渍
B．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
C．单质硅不仅用于制造计算机芯片，也是生产太阳能电池的材料
D．食品脱氧剂含铁粉、氯化钠、炭粉等的脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同
8．用间接电解法对NO进行无害化处理，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．工作时电解池中从左室移向右室
B．阳极电极反应式为
C．理论上每处理1mol NO，电解池中产生16g
D．吸收塔中反应的离子方程式为
9．下列有关电化学的说法错误的是
A．用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
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．在海轮外壳连接锌块能保护钢制外壳不受腐蚀，此方法叫做牺牲阳极法
D．电解精炼铜，阳极质量减少时，电子转移不一定是
10．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A．用硫酸铁除去水中的悬浮物
B．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
C．用纯碱溶液除油污，加热可提高去污能力
D．明矾可用作净水剂和消毒剂
11．化学与生活联系紧密，下列说法正确的是
A．废弃电池可用掩埋法处理 B．镀锌铁破损后腐蚀速率加快
C．钢铁在弱酸性条件下常发生吸氧腐蚀 D．工业上常通过电解熔融来获得金属
12．下列选项中叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 酸性： H2SO4>HClO 非金属性：S>Cl
B 向NaI溶液中滴入少量氯水，振荡，充分反应，再滴加淀粉，溶液变蓝色 I-的还原性强于Cl-
C Na在Cl2中燃烧的生成物中含离子键 NaCl固体可导电
D 铁表面镀锌可以增强铁的抗腐蚀性 铁、锌可构成原电池且铁作负极
A．A B．B C．C D．D
13．2021年7月20日，郑州遭遇特大暴雨，导致贾鲁河下游水位上涨，周口市进行开闸放水，闸门由钢质材料制作，长期浸于水中，通常采用如图装置对闸门进行保护。下列说法不正确的是
A．a、b间用导线连接时，则X可以是锌
B．a、b间接入电源时，a应连在电源的负极上
C．X应定期更换
D．a、b间用导线连接时，则X发生还原反应
14．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是
A． B．
C． D．
15．下列电极反应式中错误的是
A．氢氧燃料电池(碱性)的负极反应为
B．粗铜精炼时，纯铜作阴极，电极反应为
C．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应为
D．氯碱工业中阳极的电极反应为
二、填空题
16．回答下列问题：
(1)在一个小烧杯中加入20g 晶体和10g 晶体，然后将小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒搅拌。实验过程的示意图如下：
①实验中玻璃棒的作用：_______。
②浸有稀硫酸的棉花的作用：_______。
③出现结冰现象时，说明该反应为_______反应。
(2)沼气是一种廉价能源，农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，其主要成分是甲烷，可用来点火做饭。在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用_______能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知：标准状况下，112.0L气体完全燃烧生成和液态水时，放出4448kJ的热量。如果上述反应生成的是水蒸气，则反应放出的热量_______4448kJ(填“＞”“＜”或“=”)。
(3)钢铁中因含有碳，容易因构成原电池而发生电化学腐蚀。若在中性环境下，钢铁中少量的碳作为原电池的_______极，正极发生的电极反应式：_______。
17．某化学兴趣小组用如图装置电解CuSO4溶液，测定铜的相对原子质量．
（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，B连接直流电源的__ （填“正极”或“负极”），并写出B极发生反应的电极反应式__．
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象__．并写出该电解反应总的离子方程式__．
（3）实验中还需测定的数据是__（填写序号）．
①A极的质量增重mg ②B极的质量增重mg
（4）铜的相对原子质量为：__（用含有m、V的计算式表示）．
（5）如果用碱性（KOH为电解质）甲烷燃料电池作为电源进行实验，放电时负极的电极反应式为__．
18．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(包括硅酸盐材料)、高分子合成材料及复合材料。
(1)合金是被广泛应用的金属材料。
①下列有关合金性质的说法正确的是_______(填字母)。
A．合金的熔点一般比它的成分金属高
B．合金的硬度一般比它的成分金属低
C．组成合金的元素种类相同，合金的性能就一定相同
D．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能
②钢属于_______(填“铁合金”或“铝合金”)。
③铁锈蚀主要发生的是电化学腐蚀，其负极反应式为_______。
(2)无机非金属材料包括玻璃、水泥和_______。
(3)下列属于塑料制品的是_______(填字母)。
A．汽车轮胎 B．涤纶 C．聚乙烯制品 D．玻璃钢
19．Ⅰ.装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
(1)若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极的电极反应式为___________。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为___________。
(3)丙是一个给铜件镀银的装置，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 ___________g。
Ⅱ.某同学用稀硝酸和铜反应制NO，发现化学反应速率较慢，因此改用浓硝酸按下图所示装置制取NO。
(1)浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是___________。
(2)B中反应的化学方程式是___________。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．要积极开发新能源，寻找替代传统和常规能源，人们正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、海洋能和生物质能等，故A正确；
B ．两种结构相似的难溶电解质作比较时，Ksp越小的电解质，其溶解度越小，当两者不相似时，溶解度不一定小，故B错误；
C．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为： Cu2++2e-＝Cu，故C正确；
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极是氧气得到电子，发生还原反应，负极铁失去电子发生氧化反应，反应式：Fe 2e-=Fe2+，故D正确；
答案选B。
2．C
【分析】利用太阳能电池电解NH3得到高纯H2的装置如图所示，根据化合价分析，氨气变为氮气，氮化合价升高，失去电子，则a为阳极，b为阴极。
解析：A．根据前面分析a为阳极，b为阴极，故A错误；
B．该装置工作时，发生了太阳能转化为电能，电能转化为化学能，发生了三种形式能量的转化，故B错误；
C．根据电解池异性相吸，因此电解过程中OH－由b极区向a极区迁移，故C正确；
D．氨气化合价升高，应该失去电子，不是得到电子，因此电解过程中NH3失去个电子生成，故D错误。
综上所述，答案为C。
3．D
解析：A．放电时，通入氧气的一极作正极，得电子，发生还原反应，A正确；
B．放电时，加入乙醇燃料的一极作负极，失电子，发生氧化反应，其电极反应式为C2H5OH+16OH--12e- = 2CO+11H2O，B正确；
C．放电时，电流由正极（通氧气的一极）流向负极（加乙醇燃料的一极），C正确；
D．未指出氧气所处的状态，无法计算反应转移电子的物质的量，D错误；
故选D。
4．C
解析：A．a管内电解质呈中性，b管内电解质呈酸性，所以a管内发生吸氧腐蚀，b管内发生析氢腐蚀，A正确；
B．a管内发生吸氧腐蚀，需要消耗氧气，液面升高，b管内发生析氢腐蚀，会生成氢气，液面下降，所以一段时间后，a管内液面高于b管内液面，B正确；
C．b管内，H+得电子生成H2，溶液的酸性减弱，pH增大，C不正确；
D．a、b管内，负极都发生Fe失电子生成Fe2+的电极反应，所以具有的相同的电极反应式为Fe-2e- =Fe2+，D正确；
故选C。
5．A
【分析】根据钠离子移动方向知，右边是阴极区，左边是阳极区。阴极上氢离子得到电子生成氢气，阳极上氯离子失去电子生成氯气。
解析：A.左边是阳极区，应连接电源的正极，A错误；
B.标准状况下，22.4L Cl2的物质的量为1mol；电解的总反应式，故每生成1mol Cl2，同时生成2mol NaOH，B正确；
C.右边是阴极区，阴极上氢离子得到电子生成的氢气从E口逸出，C正确；
D.电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，故从A口加入精制饱和NaCl溶液，D正确；
故选A。
6．D
解析：A．铁上电镀铜，铜片应放在阳极，铁片放在阴极，故A错误；
B．测定中和反应的反应热要在防散热装置中进行，故B错误；
C．比较AgCl和Ag2S溶解度大小，银离子不能过量，否则生成氯化银后，过量的银离子和硫离子反应生成Ag2S，无法比较Ag2S和AgCl的溶解性大小，故C错误；
D．验证铁发生吸氧腐蚀，左侧试管内部压强减小，右侧导管中水柱上升，故D正确；
故选D。
7．A
解析：矿物油为烃类物质，在碱性溶液中不反应，碳酸钠溶液可用于洗涤油脂，故A错误；
B.蛋白质溶液中加入饱和非重金属溶液会发生盐析，盐析是一个可逆的过程，不改变蛋白质的性质，故B正确；
C.晶体硅可用于半导体材料，可用于制造计算机芯片，也是生产太阳能电池的材料，故C正确；
D.食品脱氧剂的脱氧以及钢铁的吸氧腐蚀都发生原电池反应，故D正确。
故选A。
【点睛】本题侧重于化学与生活、生产的考查，注意相关基础知识的积累，特别注意油脂和矿物油的区别，油脂是高级脂肪酸的甘油酯，在碱性溶液中水解，矿物油为烃类物质，在碱性溶液中不反应。
8．C
【分析】由图可知，电极Ⅱ上氧元素价态升高失电子，故电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑+4H+，电极Ⅰ为阴极，电极反应式为，据此作答。
解析：A．电解池工作时，氢离子向阴极（左室）移动，故A错误；
B．电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑+4H+，故B错误；
C．吸收塔中NO和S2O反应生成氮气和HSO，反应的离子方程式为，每处理lmolNO，消耗1mol S2O，转移电子2mol，生成氧气0.5mol，质量为0.5mol×32g/mol=16g，故C正确；
D．吸收塔中NO和S2O反应生成氮气和HSO，反应的离子方程式为，故D错误；
故选C。
9．B
解析：A．铁的活动性大于铜，用铜质铆钉铆接铁板，容易形成原电池，容易发生电化学反应，铁板易被腐蚀，A正确；
B．镀层破损后，铁比锡活泼，铁作负极，被腐蚀，所以镀锡铁板的镀层不能对铁制品起保护作用，加快铁板的腐蚀，B错误；
C．在海轮外壳连接锌块，锌被腐蚀，从而保护了铁，所以保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法，C正确；
D．电解精炼铜时，若阳极质量减少，由于阳极有铁、锌、金、银等杂质存在，所以阳极质量减少，转移的电子的物质的量不一定是，D正确；
故选B。
10．D
解析：A．铁离子水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可以吸附水中固体杂质颗粒，具有净水作用，故A正确；
B．镀层破损后，镀锡铁中，金属铁为负极，易被腐蚀，所以比不镀锡的铁皮更加容易腐蚀，故B正确；
C．纯碱即碳酸钠，水解呈碱性，加热可以促进水解，增强碱性，提高去污能力，故C正确；
D．明矾电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，能够净水，但明矾没有强氧化性，不能作消毒剂，故D错误；
故答案选D。
11．C
解析：A．废弃电池用掩埋法处理会污染环境，故A错误；
B．镀锌铁破损后，铁作原电池正极被保护，腐蚀速率不会加快，故B错误；
C．钢铁在中性、弱酸性条件下常发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．熔点比较高，工业上常通过电解熔融来获得金属，故D错误；
答案C。
12．B
解析：A．HClO不是Cl元素的最高价含氧酸，不能比较S和Cl的非金属性，故A不符合题意；
B．氯气将碘离子氧化为碘单质，自身被还原为氯离子，根据还原剂的还原性强于还原产物可知，I-的还原性强于Cl-，故B符合题意；
C．NaCl固体中钠离子和氯离子不能自由移动，NaCl固体不能导电，故C不符合题意；
D．锌的活泼性强于铁，铁锌原电池中，锌作负极，铁作正极，被保护，故D不符合题意；
故答案选B。
13．D
解析：A．a、b用导线连接时形成原电池，若要保护闸门，则X活泼性应大于铁，X可以是锌，A正确；
B．若接入电源，则a应连在电源的负极作阴极，B正确；
C．X不断消耗，应定期更换，C正确；
D．a、b用导线连接时形成原电池，X失去电子发生氧化反应，D错误；
故答案为：D。
14．A
解析：钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，C作正极，溶解氧气的水膜作电解质溶液；负极的电极反应式为2Fe-4e- =2Fe2+，正极的电极反应式为O2+2H2O +4e-=4OH-，故选A。
15．A
解析：A．是氢氧燃料电池(碱性)的正极反应式，负极反应式为，故A错误；
B．粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极电极反应为，故B正确；
C．钢铁发生电化学腐蚀时，负极是铁失去电子变为亚铁离子，其反应为，故C正确；
D．氯碱工业中阳极是氯离子失去电子变为氯气，其电极反应为，故D正确；
综上所述，答案为A。
二、填空题
16．(1) 搅拌使混合物充分接触并反应 吸收反应中产生的氨气 吸热
(2) 生物质 ＜
(3) 正
解析：（1）①实验中玻璃棒的作用是搅拌使混合物充分接触并反应。
②晶体和 晶体发生反应生成氨气，则浸有稀硫酸的棉花的作用是吸收反应中产生的氨气，防止污染环境。
③出现结冰现象时，说明该反应为吸热反应，反应物的总能量比生成物的总能量小，需要从外界吸收能量，使周围环境的温度降低。
（2）生物质能主要是指用树木、庄家、草类等植物直接或间接提供的能量，则沼气不仅能有效地利用生物质能，还能为农业生产提供优良的肥料。液态水转化为水蒸气需要吸收能量，则如果上述反应生成的是水蒸气，则反应放出的热量小于4448kJ。
（3）钢铁中铁是金属，失去电子作负极，碳作为原电池的正极，在中性环境下，正极发生的电极反应式：。
17． 正极 4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O 铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ ① CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O
解析：（1）.若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积为VL，说明阳极上是氢氧根离子放电而不是铜放电，所以铜作阴极，石墨作阳极，则A连接直流电源的负极，B连接直流电源的正极，B是阳极，发生反应：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为正极；4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（2）.电解硫酸铜溶液时，石墨作阳极，则阴极上铜离子得电子而析出铜，阳极上氢氧根离子放电而生成氧气，溶液中铜离子浓度减小，溶液颜色变浅，电池反应式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，故答案为铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
（3）.要测定铜的相对原子质量还要测定析出铜的质量，A电极上析出铜，故选①；
（4）.根据2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+可知，标准状况下，生成22.4L氧气时析出2mol铜，析出mg铜时放出VL氧气，则铜的相对原子质量==，故答案为；
（5）.如果用碱性（KOH为电解质）甲烷燃料电池作为电源进行实验，在甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，故答案为CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O。
18．(1) D 铁合金 Fe-2e-=Fe2+
(2)陶瓷
(3)C
解析：（1）①合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A错误；合金的硬度比它的各成分金属的大，故B错误；合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以控制，故C错误；合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能，所以D选项是正确的，综上所述选D；②钢是铁与碳的合金，故答案是：铁合金；③铁碳构成原电池，反应中铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2+，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；
（2）常见的无机非金属材料有玻璃、陶瓷、水泥等，故答案为陶瓷；
（3）汽车轮胎是合成橡胶，涤纶是合成纤维，聚乙烯制品是塑料，玻璃钢是无机复合材料，故选C。
19． 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+ 1∶2∶2∶2 5.4 硝酸不稳定，见光或受热易分解
【分析】F极附近呈红色，说明该电极附近氢离子放电生成氢气，剩余氢氧根离子，溶液显红色。即F极为阴极。从而推出A为正极，B为负极。
解析：(1)若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+ 4H+。
(2)若甲、乙装置中的C为阳极，析出氧气，D为阴极，析出铜，E为阳极，析出氯气，F为阴极，析出氢气，根据电子守恒分析，对应单质的物质的量之比为1:2:2:2。
(3)丙是一个给铜件镀银的装置，即G为阳极，为银，H为阴极，材料为铜，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时即产生0.05mol氢氧根离子，说明转移0.05mol电子，即析出0.05mol银，丙中镀件上析出银的质量为108×0.05=5.4g。
Ⅱ.(1)浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是硝酸不稳定，见光或受热易分解。
(2)B中为二氧化氮和水的反应，生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式是