化学选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护同步练习题

这是一份化学选择性必修1第4节 金属的腐蚀与防护同步练习题，共14页。
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．在自行车的钢圈上镀上一层铬来防锈
2.如图所示，将拴有金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到靠近金属条的溶液出现粉红色。则该金属条可能是( )
A．铜 B．镁 C．铝 D．锌
3.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稀醋酸溶液，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为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－3e－===Fe3＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
4．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
5．支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
6.铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )
A．正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及的反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜被腐蚀
D．此过程中电子从Fe流向Cu
7.下列防腐措施中，属于电化学保护法的是( )
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或镍制成金属合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌锭
D．金属表面喷漆
8.随着全球经济的不断发展，汽车的使用越来越普及，已经成为现代社会重要的交通工具。但是汽车腐蚀已经成为当今社会不可避免的问题，汽车腐蚀不仅造成巨大的经济损失、物质和能源浪费，而且还会造成环境污染和交通事故。汽车腐蚀主要是构成汽车的钢材的腐蚀。
在空气中，如图所示的四种情况里，铁的腐蚀速率最快的是( )
9.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于B处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为：2H＋＋2e－===H2↑
10．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
11.根据如图装置，回答下列问题。
(1)C中Fe极的电极反应式为__________________________________。
(2)B中Fe极的电极反应式为_____________________________，
Cu极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
__________________________________。
素养训练
1.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
2.验证牺牲阳极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的 3% NaCl 溶液)。
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
3.用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下。分析图象，以下结论错误的是( )
A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋
4.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，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1)。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。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了__________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________________________。
(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二。
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：____________________________。
5.某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
1.下列关于金属防护的方法不正确的是( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．在自行车的钢圈上镀上一层铬来防锈
分析：选B。“机械转动部位”应涂油脂防锈，不宜刷油漆。
2.如图所示，将拴有金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到靠近金属条的溶液出现粉红色。则该金属条可能是( )
A．铜 B．镁 C．铝 D．锌
分析：选A。由题给现象可知，该金属条上发生反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－，则该金属条为正极，负极为Fe，故正极为比铁活泼性弱的金属。
3.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稀醋酸溶液，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为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－3e－===Fe3＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
分析：选B、C。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错；两试管中铁均为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故C项错误。
4．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是( )
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
分析：选B。a、b均构成原电池，a中Fe为负极，铜丝为正极，发生O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故a中铜丝处变红，b中Al为负极，Fe为正极，附近有OH－生成，故B项正确。
5．支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( )
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
分析：选C。通过外加电流阴极保护法可以有效防止钢管桩的腐蚀，从而使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，A项正确；通电后高硅铸铁为阳极，发生氧化反应，电子流出通过外电路流向钢管桩，B项正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，阳极反应的实质是海水中Cl－的电解，高硅铸铁并不是损耗阳极材料，只起传递电流的作用，C项错误；可以根据发生腐蚀的趋势不同调整通入的保护电流，D项正确。
6.铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )
A．正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及的反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜被腐蚀
D．此过程中电子从Fe流向Cu
分析：选A、C。吸氧腐蚀的电极反应：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液中发生反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，Fe(OH)2继续被氧化：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水形成铁锈。
7.下列防腐措施中，属于电化学保护法的是( )
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或镍制成金属合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌锭
D．金属表面喷漆
分析：选C。金属的电化学保护法包括两种：一是牺牲阳极保护法(利用原电池原理)；二是外加电流阴极保护法(利用电解池原理)。
8.随着全球经济的不断发展，汽车的使用越来越普及，已经成为现代社会重要的交通工具。但是汽车腐蚀已经成为当今社会不可避免的问题，汽车腐蚀不仅造成巨大的经济损失、物质和能源浪费，而且还会造成环境污染和交通事故。汽车腐蚀主要是构成汽车的钢材的腐蚀。
在空气中，如图所示的四种情况里，铁的腐蚀速率最快的是( )
分析：选D。A是原电池，铁是负极；B也是原电池，锌是负极，铁被保护；C是电解池，铁是阴极，被保护；D也是电解池，铁是阳极。根据防腐效果由好到差的顺序为：外加电流阴极保护法防腐＞牺牲阳极保护法防腐＞有一般防护条件的防腐＞无防护条件的防腐可知，答案选D。
9.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是( )
A．若X为碳棒，开关K置于B处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为：2H＋＋2e－===H2↑
分析：选A、D。若X为碳棒，开关K置于B处，铁作原电池的负极，能加快铁的腐蚀，A项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，铁作原电池的负极，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属于外加电流阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于B处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极保护法，B项和C项均正确。
10．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
分析：选C。A项，该装置为原电池，阴极处为正极，参与电极反应的可能是O2或是溶液中的H＋，错误；B项，M比Fe活泼，M将电子转移至Fe处，错误；C项，Fe表面有M传过来的电子，则O2或H＋得到的电子不是Fe失去的电子，故Fe被保护，正确；D项，海水中存在电解质溶液，所以更容易发生电化学腐蚀，错误。
11.根据如图装置，回答下列问题。
(1)C中Fe极的电极反应式为__________________________________。
(2)B中Fe极的电极反应式为_____________________________，
Cu极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是
__________________________________。
分析：(1)装置C中Zn­Fe­稀硫酸构成原电池，其中Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)装置B中，Cu­Fe­海水构成原电池，其中负极(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极(Cu)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。该装置本质上是发生的吸氧腐蚀，故Cu极附近c(OH－)增大，pH增大。铁被腐蚀的快慢顺序为B＞A＞C。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)2Fe－4e－===2Fe2＋ 增大 B＞A＞C
素养训练
1.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
分析：选B、D。由题中信息可知，液滴边缘应为正极区，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，液滴下的铁构成了负极区，发生氧化反应，Cl－向负极区即a区移动，故A、C两项错误、B项正确；铁、铜、NaCl溶液构成原电池，铁为负极发生氧化反应而被腐蚀，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，故D项正确。
2.验证牺牲阳极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的 3% NaCl 溶液)。
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
分析：选D。根据实验②的现象可知，在酸化的3%NaCl溶液中Fe电极未溶解，根据实验③的现象可知，Fe在酸化的3%NaCl溶液生成了Fe2＋，两者对照，可以判定Zn保护了Fe，A正确；根据实验②取出Fe附近的溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显变化，可知Fe电极附近未生成Fe2＋，而实验①中Fe表面变蓝，说明K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化，B、C正确；将Zn换成Cu，用①的方法K3[Fe(CN)6]可将Fe氧化，Fe表面也会生成蓝色沉淀，不能根据电化学原理判断Fe比Cu活泼。
3.用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下。分析图象，以下结论错误的是( )
A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋
分析：选C。根据pH＝2时锥形瓶中气体压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置中发生了析氢腐蚀，可推知溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A项正确；pH＝4时锥形瓶中气体压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生了吸氧腐蚀，故B项正确；根据压强与时间的关系图知，pH＝2的溶液和pH＝4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C项错误；两溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，故D项正确。
4.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，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1)。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。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了__________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________________________。
(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二。
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：____________________________。
分析：(1)对比编号①，编号②中碳粉的质量与编号①相同，醋酸的浓度与编号①不同，所以铁粉的质量应与编号①相同，即2.0 g；编号③中碳粉质量与编号①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与编号①相同，显然编号③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁发生吸氧腐蚀的过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是此反应是放热反应，温度升高。
答案：(1)
(2)吸氧 如图
还原 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(3)反应放热，温度升高
5.某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
分析：(1)(Ⅰ)探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。(Ⅱ)探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。(Ⅲ)探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。(2)A项涂油漆保护铁门、铁窗，使铁门、铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在遮雨的地方、家用铁制厨具擦干放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。
答案：(1)
(2)AC
①
②
③
在Fe表面生
成蓝色沉淀
试管内无
明显变化
试管内生成
蓝色沉淀
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
实验编号
T/K
试管内取
用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
①
②
③
在Fe表面生
成蓝色沉淀
试管内无
明显变化
试管内生成
蓝色沉淀
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
实验编号
T/K
试管内取
用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
实验编号
T/K
试管内取
用液体
实验目的
①
(Ⅱ)③
(Ⅲ)④(只要与前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油