2022届高三化学每天练习20分钟——金属的腐蚀和防护专题

高三化学每天练习20分钟——金属的腐蚀和防护专题秀你连（有答案和详细解析）

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是(　　)

A．正极反应：SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－

B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀

C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O

D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀

解析　原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，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，B正确；由图示可知，Fe腐蚀生成Fe2＋且在HS－环境中不易生成Fe3＋，C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn­Fe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。

答案　C

2、我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(　　)

A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀

B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生

D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

答案　B

解析　金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===

Fe2＋，故D正确。/3.用饱和氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断错误的是(　　)

A．甲是原电池，乙是电解池

B．甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀

C．d电极上的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋

D．b电极上的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－

解析　据原电池和电解池的构成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，A正确；甲中铁为原电池的负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，乙中Fe为电解池阴极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，Fe被保护，B正确，C错误；甲中铁发生吸氧腐蚀，b为正极，正极上电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D正确。

答案　C

4．钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(　　)

A．b为电源负极

B．该方法是牺牲阳极的阴极保护法

C．电子流向：a→钢铁闸门→辅助电极→b→a

D．电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应

解析　从图示可知，由于有外加电源，故此为外加电流的阴极保护法，B错误；A项，在外加电流的阴极保护法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，故A错误；C项，在电解池中，电子由电解池的阳极→电源的正极，电源的负极→电解池的阴极，溶液中通过离子导电而不是电子，故C错误；D项，电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，故D正确。

答案　D

5为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是(　　)

A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．将石墨电极改成镁电极，难以观察到铁锈生成

C．若向自来水中加入少量的氯化钠固体，可较快地看到铁锈

D．分别向铁、石墨电极附近吹入氧气，前者铁锈出现得快

答案　D

解析　铁是负极，失电子被氧化成Fe2＋，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH－，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误；向自来水中加入少量的氯化钠固体，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确；若将石墨电极换成镁电极，负极为镁，铁被保护，难以看到铁生锈，B项正确。

6.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：

下列说法错误的是(　　)

A．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀

B．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C．当pH>14时，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O

D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

解析　C项正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

答案　C

7.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A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，为牺牲阳极的阴极保护法

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↑

答案　D

解析　若X为碳棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A项正确；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，属外加电流的阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于B处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。

8.验证牺牲阳极的阴极保护法，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

解析　②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。

答案　D

二、非选择题

9.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Cl－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Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_______________________________________。

解析　在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子发生氧化反应为原电池的负极。②负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O2获得电子生成的OH－，Cu2＋、OH－、Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀：2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。

答案　(1)c　

(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓

10.如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。

(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀，表明铁被________(填“氧化”或“还原”)；向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应式为________________________________。

(2)装置2中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该装置发生的总反应的离子方程式为______________________________________________________。

(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨附近溶液首先变红。

①电源的M端为________极；甲烧杯中铁极的电极反应式为____________________________________________________________。

②乙烧杯中电解反应的离子方程式为___________________________

________________________________________________________。

③停止通电后，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为________ mL。

解析　(1)铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2＋，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)铜可被Fe3＋氧化，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，形成原电池时，铜为负极，发生氧化反应，石墨为正极。(3)由题意知，甲池中石墨极为阴极，则铁极为阳极，乙池中铜作阴极，石墨作阳极。①铁极为阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，则M端为正极；②乙烧杯中用铜作阴极、石墨作阳极来电解硫酸铜溶液，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电析出铜，电解方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋；③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，则生成Cu的物质的量为＝0.01 mol，转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生氢气，

2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑

     2 mol        22.4 L

  0.02 mol          V

V＝＝0.224 L，即224 mL。

答案　(1)氧化　O2＋4e－＋2H2O===4OH－

(2)正　Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋

(3)①正　Fe－2e－===Fe2＋　②2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋　③224