專題43 金屬的腐蝕與防護(hù) 十年（2015-2024）高考化學(xué)真題分類匯編(解析版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題43金屬的腐蝕與防護(hù)考點(diǎn)十年考情（2015-2024）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1金屬的腐蝕2024·浙江1月卷、2023?廣東卷、2019?江蘇卷、2015·重慶卷“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界性的異常棘手的科技難題。金屬的腐蝕與防護(hù)，是電化學(xué)的重要組成部分，從近三年高考試題來看，雖然考查力度沒有新型電源和電解應(yīng)用頻率高，但作為考點(diǎn)知識(shí)輪換，在近幾年的考題中時(shí)有出現(xiàn)?？键c(diǎn)2金屬的防護(hù)2024·浙江6月卷、2022?廣東選擇性卷、2020?江蘇卷、2018?北京卷、2017?新課標(biāo)Ⅰ卷、2017?新課標(biāo)Ⅱ卷考點(diǎn)1金屬的腐蝕1．(2024·浙江1月卷，13，3分)破損的鍍鋅鐵皮在氨水中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列說法不正確的是()A．氨水濃度越大，腐蝕趨勢(shì)越大B．隨著腐蝕的進(jìn)行，溶液pH變大C．鐵電極上的電極反應(yīng)式為：2NH3+2e-=H2↑＋2NH2-D．每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4mLH2，消耗0.010molZn【答案】C【解析】A項(xiàng)，氨水濃度越大，越容易生成[Zn(NH3)4]2+，腐蝕趨勢(shì)越大，A正確；B項(xiàng)，腐蝕的總反應(yīng)為Zn+4NH3?H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2H2O+2OH-，有OH-離子生成，溶液pH變大，B正確；C項(xiàng)，該電化學(xué)腐蝕中Zn作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，鐵電極上的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)得失電子守恒，每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4mLH2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為，消耗0.010molZn，D正確；故選C。2．(2023?廣東卷，6)負(fù)載有和的活性炭，可選擇性去除實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是（）A．Ag作原電池正極B．電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC．Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，最多去除1molCl-【答案】B【解析】O2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極。A項(xiàng)，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；C項(xiàng)，溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移電子2mol，而2molCl-失去2mol電子，故最多去除2molCl-，D錯(cuò)誤。故選B。3．(2019?江蘇卷，10)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe?3e?=Fe3+B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【答案】C【解析】A．該裝置中發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e作負(fù)極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe﹣2e﹣═Fe2+，故A錯(cuò)誤；B．鐵腐蝕過程發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，放熱，所以還存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的變化，故B錯(cuò)誤；C．Fe、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e易失電子被腐蝕，加速Fe的腐蝕，故C正確；D．弱酸性或中性條件下鐵腐蝕吸氧腐蝕，水代替NaCl溶液，溶液仍然呈中性，F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯(cuò)誤；故選C。4．(2015·重慶卷，30)我國(guó)古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值，但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。(1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第周期。(2)某青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119g、20.7g，則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為。(3)研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴(yán)重的青銅器表面大都存在CuCl。關(guān)于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用，下列敘述正確的是。A．降低了反應(yīng)的活化能B．增大了反應(yīng)的速率C．降低了反應(yīng)的焓變D．增大了反應(yīng)的平衡常數(shù)(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位，Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為。(5)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負(fù)極是(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；②環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為

；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，則理論上耗氧體積為L(zhǎng)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！敬鸢浮?1)4(2)10∶1(3)A、B(4)Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O(5)①c②2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓③0.448【解析】(1)銅為29號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)則可知，銅元素位于元素周期表中第4周期。(2)根據(jù)N=mM×NA，青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119g、20.7g，則該青銅器中Sn和Pb原子數(shù)目之比為(119g÷119g·mol-1)∶(20.7g÷207g·mol-1)=10∶1。(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率，但是催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，也不能改變反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，選A、B。(4)Ag2O與CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，沒有化合價(jià)的升降，則化學(xué)方程式為Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O。(5)①根據(jù)圖示，腐蝕過程中，銅失電子生成Cu2+，則負(fù)極是銅，選c；②根據(jù)上述分析，正極產(chǎn)物是OH-，負(fù)極產(chǎn)物為Cu2+，環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口，與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，則離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓；③4.29gCu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為4.29/214.5=0.02(mol)，根據(jù)銅原子守恒，Cu2+的物質(zhì)的量為0.04mol，負(fù)極反應(yīng)為2Cu-4e-=2Cu2+，正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-，根據(jù)正、負(fù)極放電量相等，則理論上耗氧體積為0.02mol×22.4L·mol-1=0.448L考點(diǎn)2金屬的防護(hù)1．(2024·浙江6月卷，13，3分)金屬腐蝕會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種對(duì)海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：下列說法正確的是()A．圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子B．圖2中，外加電壓偏高時(shí)，鋼閘門表面可發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-C．圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對(duì)鋼閘門的防護(hù)效果D．圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，鋼閘門、陽極均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【答案】B【解析】A項(xiàng)，圖1為犧牲陽極的陰極甕中保護(hù)法，犧牲陽極一般為較活潑金屬，其作為原電池的負(fù)極，其失去電子被氧化；圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，陽極材料為輔助陽極，其通常是惰性電極，其本身不失去電子，電解質(zhì)溶液中的陰離子在其表面失去電子，如海水中的Cl-，A不正確；B項(xiàng)，圖2中，外加電壓偏高時(shí)，鋼閘門表面積累的電子很多，除了海水中的H+放電外，海水中溶解的O2也會(huì)競(jìng)爭(zhēng)放電，故可發(fā)生O2+2H2O+4e-=4OH-，B正確；C項(xiàng)，圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，理論上只要能對(duì)抗鋼閘門表面的腐蝕電流即可，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)保護(hù)效果最好；腐蝕電流會(huì)隨著環(huán)境的變化而變化，若外加電壓保持恒定不變，則不能保證抵消腐蝕電流，不利于提高對(duì)鋼閘門的防護(hù)效果，C不正確；D項(xiàng)，圖1、圖2中，當(dāng)鋼閘門表面的腐蝕電流為零時(shí)，說明從犧牲陽極或外加電源傳遞過來的電子阻止了Fe-2e-=Fe2+的發(fā)生，鋼閘門不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是犧牲陽極和發(fā)生了氧化反應(yīng)，輔助陽極上也發(fā)生了氧化反應(yīng)，D不正確；故選B。2．(2022?廣東選擇性卷，11)為檢驗(yàn)犧牲陽極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說明鐵片沒有被腐蝕的是()A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀 B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn)C．加入KSCN溶液無紅色出現(xiàn) D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無藍(lán)色沉淀生成【答案】D【解析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會(huì)構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會(huì)變大，鐵也會(huì)繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會(huì)有亞鐵離子生成。A項(xiàng)，氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；B項(xiàng)，淀粉碘化鉀溶液可檢測(cè)氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)可碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不符合題意；C項(xiàng)，KSCN溶液可檢測(cè)鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會(huì)出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；D項(xiàng)，K3[Fe(CN)6]是用于檢測(cè)Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會(huì)生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，故D符合題意。故選D。3．(2020?江蘇卷，11)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()

A．陰極的電極反應(yīng)式為B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快【答案】C【解析】A項(xiàng)，陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，陽極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；D項(xiàng)，海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤；故選C。4．(2018?北京卷，12)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是()A．對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了FeB．對(duì)比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑【答案】D【解析】A項(xiàng)，對(duì)比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]無明顯變化，②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+，②中Fe被保護(hù)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e表面產(chǎn)生了Fe2+，對(duì)比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2+，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，對(duì)比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，①也能檢驗(yàn)出Fe2+，不能用①的方法驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，由實(shí)驗(yàn)可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2017?新課標(biāo)Ⅰ卷，11)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整【答案】C【解析】A．外加強(qiáng)大的電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，A正確；B．通電后，被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；C．高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯(cuò)誤；D．外加電流要抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，D正確。故選C。6．(2017?新課標(biāo)Ⅱ卷