人教版（2019）化学选择性必修一 4.3 金属的腐蚀与防护 小节自测（A）卷（含解析）

2020—2021学年人教版（2019）选择性必修一章节自我强化训练第
四章化学反应与电能
第三节金属的腐蚀与防护小节自测（A）卷
1.下列说法中正确的是(???)
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同,引起的正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被还原
2.下列事实中,与电化学腐蚀无关的是(?? )
A.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B.在空气中,金属银的表面生成一层黑色物质
C.在电工操作中,铜导线和铁线不能放在一起使用
D.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
3.下列有关金属电化学腐蚀的说法中正确的是(???)
A.铜既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐蚀
B.铁只能发生析氢腐蚀
C.铜只能发生吸氧腐蚀
D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
4.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的腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn - MnO2干电池放电腐浊主要是因为MnO2的还原作用
5.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氢溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述中错误的是(???)
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.两试管中负极电极反应相同
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
6.下列与金属腐蚀有关的说法中,正确的是(???)
A.图甲中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图乙中,发生吸氧腐蚀
C.图丙中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
D.图丁中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀,镁作原电池的正极
7.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是(???)
A.金属棒的材料可能为铜
B.金属棒的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的可能会上升
D.这种方法称为外加电流的阴极保护法
8.下列装置图及有关说法正确的是(?? ?)
A.装置①中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中C(Cl-)增大
B.装置①中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a 点变红色
C.装置②中铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只闭合K1>只闭合K3>只闭合K2>都断开
D.装置③中当铁制品上析出1.6g铜时，电源负极输出的电子数为0.025NA
9.下列各种情况中,Fe片腐蚀速率由慢到快的顺序是(???)
A.⑤②①③④?????B.⑤①②④③?????C.④②①③⑤?????D.④③①②⑤
10.相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(???)
A.
B.
C.
D.
11.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
12.用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验,下列判断正确的是(???)
A.b、d两极附近均有气泡冒出
B.甲、乙中变红色的电极均发生了还原反应
C.a、d两极电极反应均为Fe -2e-Fe2+
D.乙中铁棒比甲中铁棒更易被腐蚀
13.某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图甲)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化(结果如图乙)。下列叙述中错误的是(???)
A.图乙中,t2s时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀
B.碳粉表面的电极反应式只有2H2O+O2+4e-4OH-
C.碳粉表面一定发生了还原反应
D.图丙中,发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示
14.我国科学家成功研制出新型铝一石墨烯可充电电池，电解质为阳离子与阴离子组成的离子液体，该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是( )

A.放电时电路中每转栘1mol电子，有被还原.
B.放电时正极的反应为
C.充电时石墨烯与电源的正极相连
D.充电时的总反应为
15.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( )

A.铁管道发生的是吸氧腐蚀
B.输送暖气的管道也易发生此类腐蚀
C.这种情况下，土壤的pH增大
D.管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀
16.关于铁生锈的机理有人提出有如下4个步骤:
① Fe-2e-Fe2+?
② H++e-H
③4H+O22H2O
④4Fe2++O2+(4+2x)H2O2Fe2O3·xH2O+8H+
试回答下列问题。
（1）.根据以上机理,判断下列说法正确的是(???)
A.以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀
B.从锈蚀反应的最终结果看,水既是氧化剂,又是还原剂
C.反应的实质是氧气被还原,金属铁被氧化
D.从反应机理看,锈蚀过程发生的是析氢腐蚀
（2）.某铁件需长期浸于水下,为了减少腐蚀,采取的下列措施正确的有(???)
A.给铁件铆上一些锌板
B.给铁件通入直流电,把铁件与电源正极连接
C.在制造铁件时,在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青
（3）.质量为1000g的某铁件已在水下生锈,若已知整个锈蚀过程中有6mol电子发生转移,则参加反应的O2在标准状况下的体积为__________L,生锈后铁件的质量为__________g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x的值为1)。
17.对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。
（1）.以下为铝材表面处理的一种方法:
以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为__________。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是__________
（2）.镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是__________
（3）.利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于__________处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学保护法称为__________。
18.如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放100g 5% NaOH溶液、足量溶液和100g 10% 溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，一段时间后，测得丙中溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。则
①电源的N端为 极；
②电极b上发生的电极反应为 ；
③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为 L；
④电解前后丙中溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行 （填“能”或“不能”），原因是 。
19.历史上铝制皇冠曾被法国皇帝当作自己富有的象征炫耀过，但现在各种铝制品已走进寻常百姓家，这得益于电解法冶炼铝技术的发明。
（1）现代工业在1273K的温度下电解熔融氧化铝（熔点为2323K）与冰晶石的混合物，可得到金属铝与氧气。阴极上的电极反应为 ，其中冰晶石的作用可能是 。
a.作催化剂
b.作熔剂以降低氧化铝的熔化温度
c.作电解质增强导电性
（2）为使铝制品经久耐用，现代工业生产中常对铝材进行表面处理，具体过程通常为：
①铝材脱脂：先用碱液洗涤，然后水洗，以除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗过程中常有气泡产生，原因是 （用离子方程式表示）。
②电解氧化：以铝材为阳极，在稀硫酸中进行电解，铝材表面形成氧化膜，则阳极的电极反应为 ，电解过程中必须使电解质溶液的pH保持相对稳定的原因是 。
20.如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
（1）腐蚀过程中,负极是_________(填图中字母”a”或”b”或”c”)。
（2）.环境中的扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈,其离子方程式为_______________________________________。
（3）.若生成,则理论上耗氧体积为__________L(标准状况)。
参考答案
1.答案：C
解析：钢铁中因含杂质,容易形成原电池,发生电化学腐蚀,但并不是所有合金都不耐腐蚀,如不锈钢,故A错误;
当金属作正极时,可以避免腐浊,故B错误;
钢铁电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,主要区别在于水膜的酸性不同.故C正确;
金属被腐蚀,化合价升高,被氧化,故D错误
2.答案：B
解析：埋在潮湿土壤里的铁管更易形成原电池而发生腐蚀,A 不符合题意;
纯银久置表面变黑是由于金属银和空气中的氧气发生反应生成氧化银,属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关,B符合题意;
铜导线和铁线放在一起使用容易形成原电池而发生腐蚀,C不符合题意;
镀银的铁制品,镀层部分受损后,易形成铁银原电池,使铁被腐蚀,D不符合题意。
3.答案：C
解析：在金属活动性顺序中,铜排在氢之后,铜不能将氢气置换出来,所以不能发生析氢腐浊,只能发生吸氧腐浊,故A项错误,C项正确;铁既可以发生析氢腐蚀又可以发生吸氧腐浊,故B项错误;在自然界中,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,故D项错误。
4.答案：B
解析：图a中,铁棒靠近底端的部分与氧气接触少,腐浊程度较轻,A项错误;
图b中开关S于M时,Cu-Zn合金作负极,由M改置于N时,Cu -Zn合金作正极,腐蚀速率减小,B项正确;
图c中接通开关时Zn作负极,腐浊速率增大,但氢气在Pt极上产生,C项错误;
图d中Zn-MnO2干电池放电腐蚀主要是因为Zn发生氧化反应,D项错误:
5.答案：B
解析：a、b试管内分别盛有食盐水和氯化氢溶液,各加入生铁块,a、b中均构成原电池,a中发生铁的吸氧腐蚀,气体减少;b中发生铁的析氢腐蚀,气体增多。生铁块中的碳是原电池的正极,故A正确;
红墨水柱两边的液面变为左高右低,故B错误;
两试管中都是铁作负极,负极电极反应相同,故C正确;
a试管中发生了吸氧腐蚀, b试管中发生了析氢腐蚀,故D正确。
6.答案：C
解析：钢铁发生吸氧腐蚀的条件为电解质溶液和氧气,故插入海水中的铁棒,越靠近底端,氧气的浓度越小,腐蚀程度越小,故A 错误;
图乙中,电解质溶液为酸化的氯化钠溶液,发生析氢腐蚀,故B 错误;
燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀,故C正确;
用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀,镁失电子发生氧化反应,作原电池的负极,故D错误。
7.答案：C
解析：A项, 必须是比活泼的较活泼金属,错误;B项, 太活泼.错误;C项.钢管是原电池的正极,所以电极反应为,正确;D项,这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法,错误。
8.答案：B
解析：A项,K闭合时,左边Zn电极为负极,则Cl-移向ZnSO4溶液,A项错误。
B项,a为阴极,b为阳极,在阴极上发生反应,则a点附近溶液呈碱性,溶液变红,B项正确。
C项,只闭合K1铁作阳极,加速腐浊,只闭合K2铁作阴极,被保护,只闭合K3铁作负极,加速腐蚀,则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是:只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2,C项错误.
D项,根据电子守恒可知,负极输出的电子数为,D项错误。
9.答案：D
解析：根据装置图知,②③装置是原电池,在②中金属铁作负极被腐蚀,在③中金属铁作正极被保护,所以铁的腐蚀速率:②>③;④⑤装置是电解池,④中金属铁为阴极被保护,⑤中金属铁为阳极被腐蚀,即铁的腐蚀速率：⑤>④,根据电解原理引起的腐蚀 >原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐浊,并且原电池的正极金属腐蚀速率大于电解池的阴极金属腐蚀速率,可知铁腐蚀速率由慢到快的顺序为④③①②⑤。
10.答案：C
解析：A、铁做负极、合金中的碳等材料做正极,食盐水为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,故A不选;
B、铁做负极、铜做正极,食醋为电解质溶液,形成原电池,铁发生电化学腐蚀,故B不选;
C、铁被均匀的铜镀层保护，不易被腐蚀，故C正确；
D、铁做负极、铜做正极，酸雨为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，故D不选．
故选C．
考点：
金属的化学腐蚀与防护
11.答案：A
解析：形成电解池,被保护的金属作阴极,与电源的负极相连,A选项正确。
12.答案：B
解析：甲为原电池,发生铁的吸氧腐蚀,a(Fe)为负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+;b(C)为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-。乙为电解池,c(C)为阳极,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑;d(Fe)为阴极,d电极的电极反应式为2H++2e-H2↑;
A项,b极附近没有气泡冒出,错误;
B项,甲中变红色的是正极，乙中变红色的是阴极,原电池中的正极和电解池中的阴极都发生得电子的还原反应,正确;
C项,d电极的电极反应为2H++2e-H2↑错误;
D项,甲中铁棒为原电池的负极,被腐蚀,乙中铁棒为电解池的阴极,被保护,甲中铁棒比乙中铁棒更易被腐蚀,错误。
13.答案：B
解析：t2s时容器中的压强小于起始压强,原因是当醋酸中的氢离子放电结束后,电解质溶液呈弱酸性,此时发生吸氧腐蚀,故A正确;
根据图乙,开始时气体的压强增大,发生了析氢腐蚀,故B错误;
铁粉和碳粉构成的原电池中,碳是正极,发生还原反应,故C正确;
铁粉和碳粉构成的原电池中,铁是负极,失去电子,故D正确。
14.答案：B
解析：放电时，正极反应为，则电路中每转移1mol电子，有被还原，A正确，B错误；充电时，石墨烯为阳极，与电源的正极相连，C正确；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为，阴极发生还原反应，电极反应为，则充电时的总反应为，D正确。
15.答案：C
解析：由题图可知，负极反应为，正极反应为。铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参与反应，所以不是吸氧腐蚀，故A错误；硫酸盐还原菌在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B错误；由正、负极的电极反应可知，铁管道腐蚀过程中，浓度增大，土壤pH增大，故C正确；管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作负极，会加快管道的腐蚀，故D错误。
16.答案：1.C; 2.AD; 3.33.6; 1066
解析：1.根据反应机理,将方程式进行以下加和:①×4+②×8+③×2+④可得,4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O,为吸氧腐蚀.
2.保护铁不被腐蚀,可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法等.
3.由4Fe+3O2+2H2O2Fe2O3·H2O得关系式如下:
3O2??? ∽???? 12e-???? ∽???? 增加质量
3×22.4L????? 12mol?????????? 132g
V(O2)???????????6mol?????????????? Δm
,Δm=,
生锈后铁件的质量为1000g+66g=1066g.
17.答案：（1）.2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+?? ?HCO与Al3+发生双水解反应,产生Al(OH)3沉淀和CO2气体
（2）.用铜作阳极可补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定
（3）.N; 牺牲阳极的阴极保护法
解析：（1）.活泼金属作阳极,阳极材料本身失电子被氧化, 其氣化产物为Al2O3,由此可得阳极的电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+.加入NaHCO3溶液后,Al3+与HCO3-发生双水解反应,离子方程式可表示为Al3++3HCO3-AI(OH)3↓+ 3CO2↑
（3）.若X为碳棒,则只能用外加电流的阴极保护法,此时开关K应置于N处.若X为Zn,K置于M处,其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法
18.答案：（1）①正 ② ③2.8 ④不变
（2）能；溶液变为，可继续电解溶液，相当于电解水
解析： （1）①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu，则该电极为阴极，从而推知M端为电源的负极，N端为电源的正极。②电极b为阳极，用惰性电极电解NaOH溶液，阳极上放电生成，电极反应为。③用惰性电极电解溶液相当于电解水，设电解过程中消耗水的质量为，据电解前后溶质的质量不变可得，解得，则电解过程中消耗水的物质的量为，转移电子的物质的量为0.5mol，故电极b上生成的在标准状况下的体积为。④丙中用情性电极电解溶液相当于电解水，电解过程中增大，但溶液的pH不变。
（2）当电解过程中铜全部析出时，溶液变为溶液，继续电解则为电解溶液，相当于电解水。
19.答案：（1）；b
（2）①
②；铝、均是两性物质，pH过大或过小均会导致它们溶解
解析：（1）因电解温度远低于氧化铝的熔点，故冰晶石的作用是降氧化铝的熔化温度；电解过程中在阴极上得到电子转化为Al。
（2）①碱洗过程中，有少量的铝单质与碱液反应而生成；②电解过程中，铝失去电子转化为由此可知有参加电极反应，则还有生成。
20.答案：（1）.c
（2）.
（3）.0.448
解析：（1）.在图中铜被腐蚀,由单质变为,可知铜为负极。
（2）.在铜的吸氧腐蚀中,负极反应产物为,正极反应产物为,二者与反应的离子方程式为。
（3）.4.29g的物质的量为,则铜被腐蚀失去电子的物质的量为;根据电子守恒可知,耗氧的物质的量为,则标准状况下。