第四章 第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù) 測試題2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

選擇性必修1第四章第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)測試題榆次一中李金虎一、選擇題（每小題只有一個正確選項(xiàng)，每小題4分，共40分）1．港珠澳大橋設(shè)計(jì)壽命120年，對橋體鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯誤的是()A．防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2B．鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池C．采用外加電流法時需外接鎂、鋅等作輔助陽極D．鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕2．下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是()A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是M＋nH2O=M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑B．金屬化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是M－ne－=Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕3．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是()A．圖1，鐵釘易被腐蝕B．圖2，加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)C．圖3，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕D．圖4，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極4．下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是()A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①5．將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，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．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕6．結(jié)合如圖判斷，下列敘述正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B．Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍(lán)色沉淀7．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流法進(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8．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Fe－2e－=Fe2＋B．金屬M(fèi)的活動性比Fe的活動性弱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9．在潮濕的深層中性土壤中，鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，有關(guān)厭氧腐蝕的機(jī)理有多種，其中一種理論為厭氧細(xì)菌可促使SOeq\o\al(2－,4)與H2反應(yīng)生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反應(yīng)原理如圖Ⅰ所示，因此埋在地下的鋼管常需要加以保護(hù)，使其免受腐蝕，所用裝置如圖Ⅱ所示。下列說法正確的是()A．圖Ⅱ中鋼管附近土壤的pH可能會上升B．圖Ⅰ中鋼管腐蝕的含鐵產(chǎn)物只有FeSC．圖Ⅱ中金屬棒X可能為銅，可使鋼管表面腐蝕電流接近于零D．圖Ⅱ中金屬棒X的作用是作為損耗正極材料和傳遞電流10．考古發(fā)掘出的古代青銅器(含銅、錫等金屬)表面經(jīng)常出現(xiàn)小孔腐蝕，這是一種電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。小孔腐蝕的過程及銅腐蝕產(chǎn)物(銅銹)的成分如圖所示。已知：2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl。下列分析不正確的是()A．氧氣是正極反應(yīng)物B．銅銹的成分與氧氣濃度、pH有關(guān)C．圖乙中，Cl－從小孔內(nèi)向小孔外移動D．青銅中的錫也會發(fā)生電化學(xué)腐蝕二、填空題（本題包括5個小題，共60分）11．（12分）(1)遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的____腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______（填“正”或“負(fù)”）極相連。（2）若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝NaClO溶液會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀，溶液會失去漂白、殺菌消毒功效。該電化腐蝕過程中的正極反應(yīng)式為。（3）鐵器深埋地下，也會發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，原因是一種硫酸鹽還原菌的細(xì)菌成為正極反應(yīng)的催化劑，將土壤中的SO42-還原為S2-，試寫出該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)。（4）利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_____處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為。12．（12分）鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護(hù)方法具有重要意義，對鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長其使用壽命。（1）抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為________________。（3）圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2g時，X電極溶解的銅的質(zhì)量________3.2g(填“<”“>”或“＝”)。（4）圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，銅電極發(fā)生的反應(yīng)，若將開關(guān)K置于N處，發(fā)生的總反應(yīng)式________________________________。13．（10分）下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(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（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。14．（12分）某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹（1）生鐵片發(fā)生________腐蝕，中心區(qū)的電極反應(yīng)式為___________________________。（2）邊緣處的電極反應(yīng)式為________________________________________________。（3）交界處發(fā)生的反應(yīng)為________________________________________________。15:（14分）金屬腐蝕現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中普遍存在,依據(jù)下列兩種腐蝕現(xiàn)象回答下列問題:

（1）圖1種被腐蝕的金屬為,其腐蝕類型屬于(填字母)。圖2中金屬腐蝕類型屬于(填字母)。

A．化學(xué)腐蝕B．電化學(xué)腐蝕C．析氫腐蝕D．吸氧腐蝕（2）圖1中Cu的作用是，結(jié)合電極反應(yīng)、電子移動、離子移動等，分析金屬被腐蝕的原理：。

（3）圖2中鐵的生銹過程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O，將Fe轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)2的反應(yīng)補(bǔ)充完整：正極反應(yīng)式為，負(fù)極反應(yīng)式為，總反應(yīng)為。

1．答案C解析：鋼構(gòu)為活潑金屬，在潮濕的空氣中容易發(fā)生吸氧腐蝕，發(fā)生的主要反應(yīng)有2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3等，A正確；鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，可以隔絕空氣、水等防止形成原電池，防止鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，B正確；外接鎂、鋅等作輔助陽極屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，采用外加電流的陰極保護(hù)時需外接電源，C錯誤；不銹鋼具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，采用不銹鋼材料做鋼構(gòu)件可以防止或減緩電化學(xué)腐蝕，D正確。2．答案B解析：金屬與接觸的化學(xué)物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程為化學(xué)腐蝕，金屬失去的電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑；金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，在中性或弱酸性環(huán)境中，主要發(fā)生吸氧腐蝕，電子由金屬轉(zhuǎn)移到不活潑的正極材料上被氧化劑得到。3．答案C解析：A項(xiàng)，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，F(xiàn)e2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀；D項(xiàng)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。4．答案A解析：鐵在海水中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，當(dāng)鐵與比它活潑性差的Sn相連時，F(xiàn)e被腐蝕的速率增大(比①大)，與活潑性比其強(qiáng)的鋅相連時，鋅作負(fù)極，被腐蝕，鐵被保護(hù)，其腐蝕的速率要比①??；④為電解裝置，F(xiàn)e為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵腐蝕的速率最快。5．答案C解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)所給條件可知，本題鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，據(jù)此解題。在鐵的電化學(xué)腐蝕中，鐵單質(zhì)失去電子轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，即負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A錯誤；鐵的腐蝕過程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能，還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，故B錯誤；活性炭與鐵混合，在氯化鈉溶液中構(gòu)成了許多微小的原電池，加速了鐵的腐蝕，故C正確；以水代替氯化鈉溶液，水也呈中性，鐵在中性條件下易發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯誤。6．答案A解析：兩個裝置均為原電池，負(fù)極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池的正極金屬受到保護(hù)，A項(xiàng)正確；Ⅰ中負(fù)極為活潑金屬Zn，B項(xiàng)錯誤；Ⅱ中是酸性溶液，電極反應(yīng)中不能有OH－生成，C項(xiàng)錯誤；Ⅰ中無Fe2＋生成，不能生成鐵氰化亞鐵沉淀，D項(xiàng)錯誤。7．答案C解析：鋼管樁接電源的負(fù)極，高硅鑄鐵接電源的正極，通電后，外電路中的電子從高硅鑄鐵(陽極)流向正極，從負(fù)極流向鋼管樁(陰極)，A、B正確；題給信息高硅鑄鐵為“惰性輔助陽極”不損耗，C錯誤。8．答案C解析：陰極得電子，A錯誤；金屬M(fèi)失電子，其活動性應(yīng)比鐵強(qiáng)，B錯誤；M失去的電子流入鋼鐵設(shè)施表面，因積累大量電子而被保護(hù)，C正確；海水中所含電解質(zhì)的濃度遠(yuǎn)大于河水中的，因此鋼鐵設(shè)施在海水中腐蝕的速率快，D錯誤。9．答案A解析：選A題圖Ⅱ中沒有外加電源，采用的是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，根據(jù)原電池原理，金屬棒X應(yīng)作負(fù)極，金屬棒X的活潑性應(yīng)大于鐵，才能保護(hù)鋼管，使其免受腐蝕，若金屬棒X是銅，則形成Fe-Cu原電池，會加速鐵的腐蝕；題圖Ⅱ中鋼管作正極，正極上H2O發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，故鋼管附近土壤中的c(OH－)會增大，pH可能會上升，A正確，C錯誤。題圖Ⅰ鋼管腐蝕的過程中，負(fù)極上Fe失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成的Fe2＋與正極周圍的S2－和OH－反應(yīng)分別生成FeS和Fe(OH)2，B錯誤。由上述分析可知，金屬棒X應(yīng)作負(fù)極，D錯誤。0．答案C解析：青銅器中含銅、錫等金屬，也含有其他金屬及非金屬雜質(zhì)，由于物質(zhì)金屬性不同，周圍存在電解質(zhì)溶液，形成了原電池，由于電解質(zhì)溶液顯中性，發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成OH－，因此氧氣是正極反應(yīng)物，A正確；根據(jù)圖乙可知，在銹蝕小孔外銅銹成分為Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl，Cu元素化合價為＋2價，在小孔附近銅銹是Cu2O，小孔內(nèi)壁銅銹成分是CuCl，Cu元素化合價為＋1價，小孔外氧氣濃度大，Cu元素價態(tài)高，小孔內(nèi)氧氣濃度小，Cu元素價態(tài)低，銅銹成分與氧氣濃度有關(guān)，在溶液酸性較強(qiáng)時可逆反應(yīng)2CuCl＋H2OCu2O＋2HCl的平衡逆向移動，銅銹成分主要是CuCl，若溶液酸性弱，平衡正向移動，銅銹成分主要是Cu2O，可見銅銹成分也與溶液的pH有關(guān)，B正確；由CuCl是在小孔內(nèi)壁生成，可知Cl－會從小孔外向小孔內(nèi)移動，C錯誤；由于Sn的金屬性比Cu強(qiáng)，與Cu構(gòu)成原電池時，Sn作負(fù)極，被氧化而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，D正確。11．答案：（1）吸氧腐蝕負(fù)（2）ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－（3）SOeq\o\al(2－,4)＋8e－＋4H2O=S2－＋8OH－（4）N犧牲陽極的陰極保護(hù)法解析：（1）海水呈弱堿性，故輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生吸氧腐蝕，鋼鐵與外接電源負(fù)極相連，充當(dāng)電解池的陰極，得到保護(hù)。（2）ClO－在正極得電子生成Cl－和OH－，故正極電極反應(yīng)式為ClO－＋H2O＋2e－=2OH－＋Cl－。（3）硫酸根在陰極的電子的方程式為SOeq\o\al(2－,4)＋8e－＋4H2O=S2－＋8OH－（4）若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此時K應(yīng)置于N處。若X為Zn，K置于M處，其保護(hù)原理稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。12.答案(1)Fe＋2FeCl3=3FeCl2(2)①N②犧牲陽極的陰極保護(hù)法(3)<(4)2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋解析：(1)鐵銹的成分為Fe2O3，能和鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和水，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe＋2FeCl3=3FeCl2。(2)①若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應(yīng)使Fe為電解池的陰極即連接電源的負(fù)極，故K連接N處。②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，Zn為陽極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護(hù)，該防護(hù)法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2g時，由于粗銅中有雜質(zhì)參加反應(yīng)，所以X電極溶解的銅的質(zhì)量<3.2g。(4)若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開