高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护测试题

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[基础过关练]
1．(2021·广东南海区月考)下列有关金属腐蚀和防护的说法，正确的是( )
A．金属发生的化学腐蚀比电化学腐蚀要普遍得多
B．因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都比较差
C．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D [金属发生的电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，金属中一般含有杂质易形成原电池反应，发生电化学腐蚀，A错误；不锈钢耐腐蚀，所以合金不一定耐腐蚀性都比较差，B错误；钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，则负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，C错误；在钢铁上连接锌块，构成原电池时Fe 为正极被保护，锌为负极被腐蚀，所以在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法，D正确。]
2．如图所示，为防止铁管道腐蚀分别采取了如下甲、乙两种方法，下列有关说法错误的是( )
甲 乙
A．方法甲叫作牺牲阳极的阴极保护法，R可以选择Zn、Cu等金属
B．方法乙叫作外加电流阴极保护法
C．两种方法的实质均是阻止铁发生氧化反应而腐蚀
D．在潮湿的酸性土壤中，铁管道主要发生析氢腐蚀
A [方法甲叫作牺牲阳极的阴极保护法，Fe作正极，R为负极，R可以选择活泼性比Fe活泼的金属，如Zn等，不能用Cu,A错误；乙方法中形成电解池，Fe作阴极，则方法乙叫作外加电流阴极保护法，B正确；防止铁管道腐蚀，即防止Fe发生氧化反应，所以两种方法的实质均是阻止铁发生氧化反应而腐蚀，C正确；酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，则在潮湿的酸性土壤中，铁管道主要发生析氢腐蚀，D正确。]
3．如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉，撒入内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试管中，打开止水夹片刻后，下列有关该实验的说法合理的是( )
甲 乙
A．甲装置导管口有气泡，乙装置导管内出现一段液柱
B．甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
C．乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．乙装置导管口有气泡冒出
D [甲图中的电解质溶液呈中性，所以发生的是吸氧腐蚀，A、B两项均错；乙图中的电解质溶液呈酸性，发生的是析氢腐蚀，有气体产生，C项错，D项正确。]
4．(2021·上海徐汇区校级月考)铜板上铁铆钉若较长时间地没泡在海水中会生锈甚至腐烂，其腐蚀原理如图所示。下列有关此过程的说法不正确的是( )
A．正极上的主要电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．此过程中铜并未被腐蚀
C．此过程中会有微小电流从Fe移向Cu
D．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C [铜板上铁铆钉腐蚀过程发生了原电池反应，Fe为负极，Cu为正极，O2在Cu表面得到电子生成OH－，正极电极方程式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A正确；此过程中Fe失去电子，O2得到电子，Cu并未失去或得到电子，因此Cu并未被腐蚀，B正确；铜板上铁铆钉腐蚀过程发生了原电池反应，Fe为负极，Cu为正极，微小电流从正极Cu移向负极Fe,C错误；负极Fe失去电子生成Fe2＋，正极O2得到电子生成OH－，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2不稳定、易被氧化成为Fe(OH)3，反应为4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，D正确。]
5．(2021·河北路南区校级月考)如图装置中久置后铁片会被腐蚀，有关此装置的叙述中正确的是( )
A．铁片为正极，碳棒为负极
B．铁被腐蚀，碳棒上有氯气放出
C．碳棒附近的溶液可使酚酞变红
D．导线上有电流通过，电流方向是由铁极流向碳极
C [铁做负极，碳做正极，A错误；铁做负极被腐蚀，在碳棒上放电的是氧气，无氯气生成，B错误；碳棒上氧气放电：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，有氢氧根离子生成，故能使酚酞变红，C正确；此原电池中，电子由铁流向碳，则电流由碳流向铁，D错误。]
6．(2021·广西桂林十八中校级月考)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。下列说法正确的是( )
A．铁闸主要发生的是吸氢腐蚀
B．将铁闸与石墨相连可保护铁闸
C．铁腐蚀时的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
D．图中生成铁锈最多的是乙区域
D [海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀，在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀，A错误；铁闸连接石墨形成原电池，铁闸门做负极被腐蚀，腐蚀速率加快，B错误； Fe作负极失电子生成亚铁离子，故铁腐蚀时的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，C错误；在乙处，海水与氧气接触，与Fe最易形成原电池，发生的吸氧腐蚀的程度最大，生成铁锈最多，D正确。]
7．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )
图1 图2
图3 图4
A．图1中，铁钉易被腐蚀
B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现
C．图3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4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极
C [A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。]
8．某市大桥出现桥面抖动现象，专家对桥墩的主体钢筋进行了全面检测，并确定了其安全性。以下说法正确的是( )
A．桥墩钢筋容易发生化学腐蚀
B．在海面与空气交界处的钢铁，比海底下的钢铁更容易被腐蚀
C．可以在桥墩钢铁上嵌附铜片，减慢其腐蚀速率
D．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法
B [钢铁在自然界中易发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀，A错误；在海面与空气交界处溶解的氧气比海底多，所以在海面与空气交界处的钢铁易形成原电池发生吸氧腐蚀，所以在海面与空气交界处的钢铁，比海底下的钢铁更容易被腐蚀，B正确； Fe、Cu形成原电池时，Fe的活泼性大于Cu，Fe失电子，则Fe作负极被腐蚀，所以在桥墩钢铁上嵌附铜片，不能减慢其腐蚀速率，C错误；将桥墩钢铁与外接电源负极相连构成电解池，钢铁作阴极被保护，该保护方法是外接电源的阴极保护法，D错误。]
9．利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
B [若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源正极作阳极被氧化，D项正确。]
[拓展培优练]
10．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的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
C [A对：外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流。B对：被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩。C错：高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极。D对：保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整。]
11．厌氧性硫酸盐还原菌(SRB)是导致金属微生物腐蚀最为普遍的菌种，腐蚀过程如图所示。图示过程可认为在缺氧条件下铁发生“析氢”腐蚀，但未生成H2而是吸附在阴极表面的原子态氢(H·)，H·会阻碍电极反应进行而使腐蚀速率越来越慢。下列说法正确的是( )
A．常温时，正极区溶液的pH为7
B．SRB催化SOeq \\al(2－,4)被H·(吸附)还原，其还原产物为S2－和H2O
C．腐蚀过程的总反应为3Fe＋SOeq \\al(2－,4)＋4H2O===FeS＋2Fe(OH)3
D．SRB依靠上述化学反应所释放的能量进行生存和繁殖，该细菌的存在会加快腐蚀速率
D [正极区消耗氢离子，溶液的pH增大，pH大于7,A错误； SOeq \\al(2－,4)对应产物为S2－，硫元素化合价降低，S2－为还原产物，H·转化生成H2O，氢元素化合价由0价变为＋1价，化合价升高，故为H2O氧化产物，B错误；由腐蚀原理示意图可知，正极H＋先变成H·，SOeq \\al(2－,4)再与8个H·在SRB作用下生成S2－和水，负极Fe失去电子生成Fe2＋，Fe2＋与S2－、OH－结合生成FeS、Fe(OH)2，由此可知该腐蚀过程的总反应为：4Fe＋4H2O＋SOeq \\al(2－,4)SRB,FeS＋3Fe(OH)2＋2OH－，C错误；由以上分析可知，SRB为金属铁腐蚀过程中的催化剂，可加快腐蚀速率，D正确。]
12．我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C [锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。]
13．(2021·龙泉驿区校级模拟)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响，下列有关说法正确的是( )
A．装置Ⅰ中的铁片均不会发生任何腐蚀
B．利用K3[Fe(CN)6]溶液可确定装置Ⅱ中的正、负极
C．铁片d上可能发生的电极反应为Fe－3e－===Fe3＋
D．铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等
B [装置Ⅰ中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，A错误；装置Ⅱ中负极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液确定装置Ⅱ中的正、负极，B正确；铁片d上Fe发生反应生成Fe2＋，则铁片d上可能发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；装置Ⅱ中明显产生了电流，c发生电化学腐蚀，a发生化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀速率不同，D错误。]
14．(情境素养题)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。
图1
(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_________________________________________________
_______________________________________________________________。
图2 图3
[解析] (1)本题采用“控制变量法”进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0 g；对比实验①和③可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。(2)当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
[答案] (1)②2.0 ③碳粉含量的影响 (2)吸氧 还原 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
装置
装置Ⅰ
装置Ⅱ
现象
电流计指针不发生偏转
电流计指针发生偏转
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