2023版新教材高考化学微专题小练习专练29金属的腐蚀与防护

这是一份2023版新教材高考化学微专题小练习专练29金属的腐蚀与防护，共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1．[2022·广东卷]为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
2．[2020·江苏卷]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
3．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )
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
4．[2022·福建永安三中月考]铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。下列说法不正确的是( )
A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：
2H＋＋2e－===H2↑
B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀
C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀
D．若将该铜板与直流负极相连，则铁铜均难被腐蚀
5．[2022·吉林实验中学摸底]下列有关下图所示的说法正确的是( )
A．图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率增大
B．图乙中接通开关时，锌腐蚀的速率增大，锌上放出气体的速率增大
C．图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀，属于牺牲阳极保护法
D．图丙中接通K1时，石墨棒周围溶液的pH增大
6．[角度创新]在潮湿的深层土壤中钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论认为厌氧细菌可促使SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) 与H或H2反应生成S2－，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示：
下列说法正确的是( )
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．钢管腐蚀的产物中含有FeS、Fe(OH)2等
C．SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) 与H2反应可表示为
4H2＋SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) －8e－ eq \(=====,\s\up7(厌氧细菌)) S2－＋4H2O
D．向钢中加入Cu制成合金可减缓钢管的腐蚀
7．[2022·辽宁五校联考]高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，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
8．[2022·河北石家庄月考]点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是( )
A．为防止孔蚀发生，可以将外接电源正极与金属相连
B．蚀孔外每吸收2.24 L O2，可氧化0.2 ml Fe
C．由于孔蚀中Fe3＋水解导致电解质酸性增强
D．孔隙中可以发生析氢腐蚀
二、不定项选择题
9．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
10．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时可用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
11．[2022·山东济宁一中高三测试]下列说法不正确的是( )
A．钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀
B．钢铁表面水膜酸性较强，发生析氢腐蚀
C．钢闸门作为阴极而受到保护
D．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好
12．金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”(如图所示)，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是( )
A．纯铁的腐蚀属于化学腐蚀
B．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
C．在海轮浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀的作用
D．在图示氧浓差腐蚀中，M极处发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
13．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法错误的是( )
A．正极的电极反应式为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成
C．若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈
D．分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快
三、非选择题
14．钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答下列问题：
(1)钢铁的电化学腐蚀原理：在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀。
①分别写出图1中铁电极和石墨电极的电极反应式：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图1虚线框内所示位置做出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)工业上常用盐酸除去铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，溶液中可能发生反应的化学方程式有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在实际生产中，可在铁制品的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图2所示：
①A电极对应的金属是________(填元素名称)，B电极的电极反应式为________________________________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为________ml。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
专练34 金属的腐蚀与防护
1．D 若铁片被腐蚀，则溶液中含有Fe2＋，在溶液中加入K3[Fe（CN）6]溶液，反应生成蓝色的Fe3[Fe（CN）6]2沉淀，D项正确；A项只能检验溶液中含有Cl－，B项只能检验溶液中无强氧化性物质，C项只能检验溶液中无Fe3＋，三者均不能说明铁片没有被腐蚀。
2．C 本题考查金属的腐蚀与防护，考查的化学学科核心素养是科学态度与社会责任。该装置中阴极发生还原反应，A项错误；金属M被氧化，即金属活动性：M>Fe，B项错误；钢铁设施为原电池的正极，表面积累大量电子而被保护，C项正确；海水中含有大量的NaCl等电解质，而河水中电解质较少，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，D项错误。
3．C A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与[Fe（CN）6]3－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。
4．A 根据图示可知左侧Cu上发生吸氧腐蚀，右侧Cu上发生析氢腐蚀，则两个铜极上的反应是2H＋＋2e－===H2↑，O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故A错误；若水膜中溶有食盐，增加吸氧腐蚀介质的电导性，将加快铁铆钉的腐蚀，故B正确；在金属表面涂一层油脂，能使金属与氧气隔离，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，故C正确；若将该铜板与直流负极相连，相当于外界电子由铜电极强制转送给铁，从而抑制铁失电子而不易腐蚀，故D正确。
5．D A错，图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率减小；B错，图乙中接通开关时，锌腐蚀的速率增大，金属铂上放出气体的速率增大；C错，图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法。
6．B 根据题中所给信息，潮湿的深层土壤中钢管发生厌氧腐蚀，则正极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项错误；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，厌氧细菌促使SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) 与H或H2反应生成S2－，S2－及正极上生成的OH－与Fe2＋可分别生成FeS、Fe（OH）2，B项正确；SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) 与H2反应可表示为4H2＋SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) eq \(=====,\s\up7(厌氧细菌)) S2－＋4H2O，C项错误；向钢中加入铜，发生电化学腐蚀时，铜作正极，Fe作负极，从而加速钢管的腐蚀，D项错误。
7．C 通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。
8．D 为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A项错误；没有指明O2所处的温度与压强，无法计算其物质的量，B项错误；封闭环境中由于Fe2＋水解导致电解质酸性增强，C项错误；由于孔隙中有HCl存在，介质的酸性增强，可发生析氢腐蚀，D项正确。
9．C 外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀，因此钢管桩表面腐蚀电流接近于零，故A项正确；被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，故B项正确；由题意，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其作用是传递电流，但不被消耗，故C项错误；保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应该根据环境条件变化进行调整，故D项正确。
10．CD ②中试管内无明显变化，说明Fe附近溶液中无Fe2＋，③中生成蓝色沉淀，说明存在Fe2＋，对比可说明Zn的存在保护了Fe，A正确；①中加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，说明Fe表面产生了Fe2＋，对比①②的异同，①中可能是K3[Fe（CN）6]将Fe氧化成Fe2＋，B正确；由于存在Fe被K3[Fe（CN）6]氧化的可能性，不能用①来验证Zn保护Fe，C错误；将Zn换成Cu，若产生蓝色沉淀，则可能是因为Fe比Cu活泼，形成原电池产生Fe2＋，也可能是因为K3[Fe（CN）6]氧化Fe生成Fe2＋，因此不能作为判断Fe比Cu活泼的依据，D错误。
11．D 当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，A正确；当钢铁表面的水膜显酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，B正确；在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门做电解池的阴极，C正确；在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜做正极被保护，钢闸门做负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故D错误。
12．AD 纯铁发生腐蚀时，没有正极材料，不能构成原电池，所以发生化学腐蚀，A项正确；钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B项错误；铜不如铁活泼，铜、铁在海水中形成原电池，Fe作负极，加快了海轮的腐蚀，C项错误；因氧浓度低的部位是原电池的负极，由图示可知，M处O2浓度高，该处O2得到电子，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项正确。
13．D 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－，故将氧气吹向石墨电极，铁锈出现得更快，A项正确，D项错误；若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈，B项正确；向自来水中加入NaCl（s），可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确。
14．答案：（1）①Fe－2e－===Fe2＋ O2＋4e－＋2H2O===4OH－
②
③2Cl－－2e－===Cl2↑
（2）Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl3＋Fe===3FeCl2
（3）①铜 Cu2＋＋2e－===Cu
②0.08
③镀铜铁中铁比铜活泼，镀层破损后在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀；而镀锌铁中，锌比铁活泼，镀层破损后在潮湿环境中形成原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护
解析：（1）①图1为原电池，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，石墨作正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。②利用外加电流的阴极保护法，在虚线框内添加外接电源，使铁作阴极，电子流动方向与电流方向相反。③修改后石墨为阳极，氯离子放电：2Cl－－2e－===Cl2↑。
（2）铁锈成分为Fe2O3，可与盐酸反应Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，FeCl3与Fe反应2FeCl3＋Fe===3FeCl2，铁与盐酸反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
（3）①铁制品表面镀铜，则铁作阴极，铜作阳极，A电极是阳极，应为铜，B电极上Cu2＋得电子被还原为Cu。②二者质量差为5.12 g，说明阳极上有2.56 g铜被氧化，阴极上生成2.56 g 铜，转移电子的物质的量为 eq \f(2.56 g,64 g·ml－1) ×2＝0.08 ml。①
在Fe表面生成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀