人教版化学高二选修1第三章第二节金属的腐蚀和防护同步练习

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人教版化学高二选修1第三章第二节金属的腐蚀和防护同步练习
一、选择题
1.以下现象与电化学腐蚀无关的是 (　　)
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖牌久置后表面变暗
答案：D
解析：
解答：A中形成了铜锌原电池，锌作负极失电子转移到铜上，铜被保护；B中生铁中含碳量较高，形成原电池，铁易生锈；C中铁铜接触处形成原电池，易生锈；而银质奖章放置时间久了，会与空气中的硫元素结合生成硫化物而使之表面变暗，属于化学腐蚀。
分析：本题考查金属的电化腐蚀原理的应用、原电池原理等，题目难度中等，熟练掌握电化腐蚀和化学腐蚀原理是解题的关键 。
2.下列情况下，不易发生电化学腐蚀的是 (　　)
A．钢铁在潮湿的空气中
B．钢铁在雨水中
C．铜币在地下水中
D．不锈钢在潮湿的空气中
答案：D
解析：
解答：A、B、C三项发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀，是电化学腐蚀；不锈钢不易锈蚀。
分析：本题考查电化腐蚀原理、原电池组成的条件，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
3.钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是(　　)
A．钢铁在碱性条件下腐蚀生成铁锈，而在酸性条件下不生成铁锈
B．反应①中的氧化剂是氧气和水
C．上述反应表示钢铁发生的是吸氧腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
答案：C
解析：
解答：A项，酸性条件下发生析氢腐蚀，最终能形成铁锈，不正确；B项，氧化剂只有氧气，没有水，不正确；D项，钢铁在潮湿的空气中更易发生电化学腐蚀，不正确。
分析：本题考查钢铁的电化腐蚀、电极反应、和吸氧腐蚀等，熟练掌握金属的电化腐蚀是解题的关键 。
4.如图，缠上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在金属条表面的溶液出现粉红色。该金属条可能是 (　　)
A．铜 B．镁 C．铝 D．锌
答案：A
解析：
解答：出现粉红色说明金属条附近产生了OH－，发生了吸氧腐蚀，金属条作正极，其活泼性比铁要差。
分析：本题考查原电池的组成、原电池原理等，熟练掌握原电池的电极反应是解题的关键 。
5.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(如下图) (　　)
答案：C
解析：
解答：C项中Fe未与食盐水接触，不能形成原电池；其他均发生电化学腐蚀。
分析：本题考查金属的电化腐蚀，熟练掌握原电池组成的条件和电极反应是解题的关键 。
6.为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是 (　　)
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
答案：B
解析：
解答：Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活泼性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ；由于均发生了2H＋＋2e－===H2↑，Ⅰ和Ⅱ均生成了气体，液面都会下降，左侧液面
装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，A项正确，B项错误；Ⅲ中虽然铁钉 也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。
分析：有关金属腐蚀的题型，要求搞清金属腐蚀的主要原因(电化学腐蚀)，运用原电池原理进行恰当的分析，同时掌握金属防护的基本方法：改变金属内部结构(如制成合金)、涂保护层和电化学保护法。
7.下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆　②改变金属内部结构　③保持金属表面清洁干燥　④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，能对金属起到防护或减缓腐蚀作用的是 (　　)
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③④⑤
答案：D
解析：
解答：①④⑤都是在金属表面加保护层；②改变金属内部结构，如制成不锈钢能防止金属腐蚀；③是防止金属在潮湿的环境中发生电化学腐蚀。
分析：本题考查金属腐蚀的防护，根据金属腐蚀的原理进行防护即可。
8.下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是 (　　)
A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B．在金属中加入一些铬和镍制成合金
C．在轮船的船壳吃水线以下部分装上锌块
D．金属表面喷漆
答案：C
解析：
解答：　D项是在金属表面覆盖保护层；B项是改变金属的内部组织结构；A项是将金属氧化使表面生成氧化膜。A、B、D三项均不能形成原电池，只有C项正确。
分析：本题考查金属腐蚀的原电池防护，即使主要金属作为原电池的正极发生还原反应。
9.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 (　　)
A．在精密的铁制仪器上铆上铜钉增加美观性
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在地下输油的铸铁管上包裹一层高密度塑料
D．在海轮舷上用铁丝系住铜板浸在海水里
答案：C
解析：
解答：A项，铜、铁与环境中的电解质一起构成原电池，加速铁制仪器的腐蚀，故不正确；B项，石墨与钢铁阀门、海水构成原电池，加速钢铁阀门的腐蚀，不正确；D项，铜、铁与海水构成原电池，铁更易被腐蚀，不正确。
分析：本题考查金属防护的常用方法，熟练掌握金属腐蚀的原理是解题的关键 。
10.下列叙述不正确的是(　　)
A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D.原电池中电子经外电路由负极流向正极
答案：C
解析：
解答：活泼金属作负极，铝比铁活泼，铝作负极，C项错误；原电池中电子经外电路由负极流向正极
分析：本题考查金属的电化学腐蚀、原电池原理的应用，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
11.下列事实不能用电化学原理解释的是(　　)
A.铝片不需要特殊的保护方法
B.炒过菜的铁锅未清洗易生锈
C.轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌
D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀
答案：A
解析：
解答：铝在表面能生成一层氧化铝保护膜，与电化学知识无关；炒过菜的铁锅未清洗易生锈，是因为铁和内部的石墨与未清洗的菜汁形成了原电池，铁被腐蚀而生锈；轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌，是因为形成了原电池后，锌比铁活泼，作负极被腐蚀，船体被保护；镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，是因为镀锌铁与潮湿的空气形成了原电池后，锌比铁活泼，锌被腐蚀，铁被保护；镀锡铁与潮湿的空气形成了原电池后，铁比锡活泼，铁作负极被腐蚀。
分析：本题考查金属的腐蚀、原电池原理，题目难度中等，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
12.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为(　　)
A.Fe－2e－===Fe2＋
B.2H＋＋2e－===H2↑
C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D.Fe－3e－===Fe3＋
答案：C
解析：
解答：在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀，原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，故A、D两项应排除，在B、C两项中，B项是析氢腐蚀的电极反应式，所以C项符合题意。
分析：考查金属的电化学腐蚀的实质.钢铁中含有多种杂质，在考虑钢铁的电化学腐蚀时，为了简化问题，主要讨论碳杂质问题，也就是以Fe为负极，C为正极的原电池反应。
13.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B.铁遇冷浓HNO3表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
答案：B
解析：
解答：铁易失去电子，故钢管与电源正极相连时，更易使铁失电子，A错；铁遇冷浓硝酸表面形成致密的氧化物保护膜，B对；铁铜接触时，形成原电池，铁作负极被腐蚀，C错；铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D错.
分析：本题考查钢铁腐蚀和防护，熟练掌握钢铁腐蚀的原理和防护原理是解题的关键 。
14.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间.下列有关描述错误的是(　　)
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是:Fe－2e－===Fe2＋
D.a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
答案：B
解析：
解答：a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。
分析：本题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀，熟练掌握钢铁的腐蚀原理是解题的关键 。
15.如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是(　　)
A.两圈仍保持平衡
B.有气泡产生，两圈摇摆不定
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
答案：D
解析：
解答：银、铁两种活泼性不同的金属与硫酸铜溶液构成原电池，铁作负极，发生氧化反应，质量减轻，铜离子在正极银上得电子附着在银上，质量增加。
分析：本题考查原电池的组成和原电池原理，熟练掌握原电池的电极反应是解题的关键 。
16.下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是(　　)
A.镀锌铁板　　 B镀铜铁板
C.镀锡铁板 D.镀铅铁板
答案：A
解析：
解答：A项的镀锌铁板，镀层被破坏后，构成Zn Fe原电池，锌为负极被氧化，铁为正极，铁得以保护，故最耐腐蚀.B、C、D项中镀层被破坏后铁容易被腐蚀.因为铜、锡、铅的金属活动性比铁弱，形成原电池时，铁为负极，失去电子被氧化，故不耐腐蚀。
分析：本题考查金属的防护和金属的腐蚀，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
17.以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　)
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银质奖牌久置后表面变暗
答案：D
解析：
解答：黄铜形成原电池是Cu为正极受到保护；生铁(即C、Fe合金)形成原电池是Fe为负极，被氧化而腐蚀；Fe Cu形成原电池是Fe为负极，易被氧化而生锈；银被空气中的O2氧化而变暗，属化学腐蚀，而不是电化学腐蚀
分析：本题考查电化学腐蚀的原理，熟练掌握原电池对金属腐蚀的影响是解题的关键 。
18.铁是用途最广的金属材料之一.为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示).数天后，他观察到的现象是(　　)
A.铁屑不生锈，试管内液面上升
B.铁屑不生锈，试管内液面高度不变
C.铁屑生锈，试管内液面上升
D.铁屑生锈，试管内液面高度不变
答案：C
解析：
解答：装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，最终Fe(OH)3失水生成铁锈，A、B错误；因反应消耗氧气，使试管内气压减小，试管内液面上升，C正确，D错误
分析：本题考查铁的吸氧腐蚀，题目难度不大，熟练掌握铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀是解题的关键 。
19.下列叙述不正确的是(　　)
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．铁遇冷的浓硫酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
答案：A
解析：
解答：铁表面镀锌，铁应作阴极而锌作阳极，A项错误；锌比铁活泼，在船底镶嵌锌块，可有效防护船体被腐蚀；钢铁的吸氧腐蚀中正极上O2得到e－被还原；铁遇冷的浓硫酸表面钝化，形成了一层致密的氧化膜，可保护内部不被腐蚀；故B、C、D三项均正确。
分析：本题考查金属的电化学腐蚀与保护，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
20.为防止碳素钢菜刀生锈，在使用后特别是切过咸菜后，应将其(　　)
A．洗净、擦干B．浸泡在水中
C．浸泡在食醋中D．直接置于空气中
答案：A
解析：
解答：碳素钢菜刀切过咸菜后，在水中或空气中容易发生吸氧腐蚀，在食醋中容易发生析氢腐蚀，只有在干燥环境中不易腐蚀。
分析：本题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
二．非选择题
21.炒过菜的铁锅未及时洗净，在空气中放置不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答：
(1)铁锅的锈蚀是________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)。
答案：吸氧
(2)写出铁锅腐蚀时负极的电极反应式：___________。
答案：2Fe－4e－===2Fe2＋(或Fe－2e－===Fe2＋)
(3)写出铁锅在中性条件下正极的电极反应式：_________。
答案：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)写出电化学反应的总方程式：_______________________。
答案：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
解析：
解答：炒过菜的铁锅如果未及时洗净，表面会附有少量的氯化钠溶液，在该条件下铁会发生吸氧腐蚀。活泼的铁作负极，失电子，其电极反应式为：2Fe－4e－===2Fe2＋；铁锅在中性条件下发生的腐蚀就是吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；该过程中总反应方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。
分析：本题考查铁的吸氧腐蚀、原电池的电极反应是的书写等，题目难度不大，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
22.市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋使用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，袋内有大量铁锈存在。
(1)“热敷袋”放出的热量是利用了铁______放出的热量。
答案：氧化
(2)碳粉的主要作用是_____________________________________。
答案：与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑氧化
(3)氯化钠的主要作用是____________________________________________。
答案：溶于水形成电解质溶液
(4)写出电极反应，正极_____________________________________________________，
负极____________，若铁锈的主要成分为Fe2O3，写出产生Fe2O3的有关反应方程式
_____________________________________________________。
答案：2H2O＋O2＋4e－===4OH－|Fe－2e－===Fe2＋|
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
解析：
解答：首先铁应为负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极上必然为空气中的氧气得电子：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；使用过程中放出大量热必定为Fe被氧化而产生的，最后得到大量铁锈，O2在反应中得电子变为O2－与水生成OH－，结合Fe2＋生成Fe(OH)2转化为Fe(OH)3。加入碳粉自然是提供形成原电池的正极，而加入NaCl溶于水就是为了形成电解质溶液。
分析：此题为结合日常生活应用的实践题目，涉及原电池原理、电极反应方程式的书写等，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
23.现有①汽车；②机器上的齿轮；③门把手；④锯条；⑤铁制洗脸盆等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。(填序号)
(1)在表面喷漆　　　　；
答案：①
(2)在表面涂油　　　　；
答案：②
(3)在表面镀一层其他金属　　　　；
答案：③
(4)在表面烧制搪瓷　　　　；
答案：⑤
(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜　　　　。
答案：④
解析：
解答：防止金属被腐蚀主要采用:(1)表面上加保护层，如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等；(2)电化学方法，牺牲阳极的阴极保护法、外加电源的阴极保护法；(3)改变金属的内部结构等。
分析：本题考查金属防护的常用方法，熟练掌握金属腐蚀的原因和金属腐蚀的防护是解题的关键 。
24.铝具有密度小、导电性优良、易于成型、成本低廉等特点，在生产、生活中有着广泛应用。
(1)电工操作中规定，不宜把铜线和铝线拧在一起连接线路，其原因是　。
答案：在潮湿的空气中，导线表面易形成水膜，铜线与铝线接触处形成原电池，铝比铜活泼作负极，被腐蚀而断路
(2)铝制饭盒盛放醋，一段时间后饭盒被腐蚀，该腐蚀属　　　　腐蚀，相应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。如盛放烧碱等碱性溶液被腐蚀，有关的离子方程式为　　　　　　　　　　　。如盛放食盐(含少量CaCl2杂质)，一段时间后变得潮湿，原因是　　　　　　　　　　　　，而且铝饭盒也会被腐蚀，发生　　　　腐蚀，有关电极反应式为　　　　　　　　　　　。
答案：化学|2Al+6CH3COOH2(CH3COO)3Al+3H2↑|2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑|潮解
电化学(或吸氧)|负极:Al-3e-Al3+；正极:2H2O+O2+4e-4OH-
解析：
解答：(1)铜、铝在电解质溶液存在时接触，易发生原电池反应，铝比铜活泼，为原电池负极，很容易被腐蚀，故接线时不能将二者拧在一起。
(2)铝与浓度较大的酸、碱溶液接触时主要发生化学腐蚀；铝制饭盒盛放食盐，因杂质CaCl2易吸水潮解，一段时间后会变潮，铝制饭盒会发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，Al被氧化，空气中的O2被还原。
分析：本题考查金属的腐蚀原理，熟练掌握原电池原理和电极反应是解题的关键 。
25.每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失，因此如何更好地进行金属防护，一直是科学研究领域中的重要课题。
(1)钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于________，沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是________________________________________________________。
答案：电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)|沿海地区潮湿的空气中含电解质NaCl等加速金属腐蚀
(2)据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝3.5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是_____________________________。
答案：2H＋＋2e－===H2↑
(3)在工业上常用亚硫酸钠除去水中溶解的氧，防止输水管被腐蚀，请简要说明原因_________________________________________________。
答案：Na2SO3将水中的O2还原，防止输水管发生电化学腐蚀
解析：
解答：钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。在酸性环境下正极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。由于钢铁的腐蚀一般为吸氧腐蚀，氧气的浓度和水的多少是影响钢铁腐蚀的重要因素，因此减小氧气的浓度，可以减缓钢铁的腐蚀，Na2SO3可以除去水中的O2。
分析：本题考查金属的电化学腐蚀与保护，熟练掌握原电池原理是解题的关键 。
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