沪科技版（2020）选择性必修1金属的电化学防护同步测试题

4.4金属的电化学腐蚀与防护同步练习-沪科版高中化学选择性必修1

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．利用下列装置进行的实验能达到目的的是

A．A B．B C．C D．D

2．下列说法错误的是

A．非金属单质中一定不含离子键，一定只含共价键

B．化学键是相邻原子之间的强相互作用

C．酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀，日常铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀

D．电热水器有镁棒防止内胆腐蚀是牺牲阳极保护法

3．厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面促进钢铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是。

A．厌氧腐蚀属于化学腐蚀

B．负极的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+

C．每生成1molFeS，最终转移的电子数为8NA

D．镀锌钢管破损后仍能减缓钢管的腐蚀

4．化学用语是学习化学的工具和基础。下列化学用语错误的是

A．钢铁的吸氧腐蚀电极总反应：2Fe +O2 +2H2O= 2Fe(OH)2

B．醋酸铵的水解反应：CH3COO- ++ H2OCH3COOH + NH3·H2O

C．AgCl沉淀溶解平衡：AgCl(s)AgCl(aq) = Ag+ (aq)+C1-(aq)

D．氨在水中反应：NH3 + H2ONH3·H2O =+OH-

5．下列做法或措施与反应速率无关的是

A．船体上镶嵌锌块，避免船体遭受腐蚀

B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂

C．实验室利用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气

D．侯氏制碱法：向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳

6．化学与生活息息相关。下列有关说法错误的是

A．图1：外加电流法中被保护的设备为阴极

B．图2：“84”消毒液能杀菌消毒是因为其水溶液呈碱性

C．图3：暖宝贴利用了电化学原理

D．图4：利用氧焕焰切割金属时，化学能转化成热能

7．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平均为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错误的是

A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀

B．发生电化学腐蚀时的正极反应为

C．在化学腐蚀过程中有氢气产生

D．发生电化学腐蚀时的负极反应为

8．下列有关说法错误的是

A．图①实验能用于证明氨气极易溶于水

B．图②实验可用于收集SO2并吸收多余的SO2

C．由图③实验可知增大气体总压强化学平衡向左移动

D．利用图④实验可探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀

9．由下列实验现象一定能得出相应结论的是

A．A B．B C．C D．D

10．下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是

A．A B．B C．C D．D

二、填空题

11．根据下列四种电化学装置图，回答下列问题：

(1)装置名称：A    。

(2)装置A中Fe是    极；装置B中Fe是    极；装置D中Fe是    极。

(3)装置B、C相比较，其反应速率的大小关系是   。

12．钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。

(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的     腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与直流电源的     (填“正”或“负”)极相连。

(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于     处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为     。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图所示，请回答：

①应将铁件置于     极(填A或B)，另一电极材料应为     。

②若电镀前铁、铜两片金属的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者的质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为     mol。

13．填空。

(1)某课外活动小组同学用如图装置(M、N为外电源的两个电极)进行实验，试回答下列问题：

①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的     腐蚀。请写出正极反应式：    。

②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则铁电极为      极(填“阴”或“阳”)，该电极上发生的电极反应式为       ，总反应的离子方程式为       。

③当电路中转移0.2mol电子时，100ml溶液中，NaOH溶液的浓度是       mol/L

(2)该小组同学设想，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。

B出口导出的气体是       ，制得的氢氧化钠溶液从出口       (填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。通过阴离子交换膜的离子数       (填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数。

14．在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢         ？

15．

(1)关注营养平衡，合理使用药物，有利于身心健康。现有下列四种物质：

A．维生素C  B．油脂   C．青霉素  D．碘酸钾

请根据题意，选择恰当的选项用字母代号填空。

①在人体内起供能和储能作用的物质是                      ；

②为预防甲状腺肿大，常在食盐中加入的物质是                      ；

③能阻止多种细菌生长的重要抗生素是                          ；

④存在于蔬菜、水果中，具有还原性的物质是                      。

(2)随着工业的发展和社会的进步，人们日益关注环境污染问题。

①垃圾处理遵循无害化、减量化和资源化的原则，垃圾分类收集是实现上述原则的措施之一，贴有如图所示标志的垃圾箱收集的是        (填字母代号)；

A．可回收物  B．有害物质  C．其他垃圾

②我国城市发布的“空气质量日报”中，下列物质不列入首要污染物的是      (填字母代号)；

A．二氧化硫  B．二氧化碳  C．二氧化氮  D．可吸入颗粒

③使用Pb2＋含量超标的水，会严重危害人体健康，某冶炼厂产生了Pb2＋含量超标的废水，处理此废水的方法是加入适量Na2S，使Pb2＋沉淀而除去。请写出该反应的离子方程式：  。

(3)材料是人类生存和发展的物质基础，合理使用材料可以节约资源。

①下列生活中的常见物质，属于合金的是        (填字母代号)；

A．汽车轮胎  B．不锈钢  C．水泥

②我国航天员穿的航天服主要是由具有密度小、强度高、耐腐蚀、柔软等优良性能的特殊材料制成的，这些材料属于          (填字母代号)。

A．镁铝合金  B．合成纤维  C．天然纤维

(4)某同学取一颗光亮的铁钉按如图装置做吸氧腐蚀实验。几天后观察到试管内铁钉生锈，液面上升。此过程中，负极的反应式为Fe－2e－===Fe2＋，则正极的反应式为                                          。

16．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁的锈蚀，某同学做了探究实验，如下图所示，铁处于①、②、③三种不同的环境中。请回答：

(1)铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是                             （填序号）。

(2)铁处于①环境时，正极反应式                          

(3)请你为以下钢铁制品选择适当的防锈方法。

①自行车的链条、齿轮                  

②海水中的轮船                          

17．除少数金属外，大多数金属以       的形式存在于自然界。由金属矿物转变为金属，一般要经过       、       、       、       等阶段。

18．2021年年中，美国国会发表的一篇《中国海军现代化》的调查报告提及，目前我国国产新型航母的技术水平和美国最先进的“福特”级航空母舰为同一级别的对手。

已知：正常海水呈弱碱性。

(1)若经过长时间的海上作业，部分钢铁制成的舰体有可能被腐蚀。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为    。

(2)为了保护航母，工作人员对舰体进行了处理。

①工作人员贴在舰体上的材料块可以是    (填字母序号)。

A．铝锌合金     B．石墨    C．铅    D．铜

②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，水下舰体上正极的电极反应式为    。

(3)国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施防止文物继续被腐蚀。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：    。

19．将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再向其中加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热、煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5~6滴酚酞溶液和铁氰化钾溶液，混合均匀。取两个2~3cm长的铁钉，用砂纸擦光，除去表面氧化物。将裹有锌皮的铁钉放入上述培养皿中，如图1；将缠有铜丝的铁钉放入上述另一个培养皿中，如图2。

(1)图1中裸露的铁钉作           极，该电极的电极反应式为           ，其附近可观察到的颜色变化为           。

(2)图2中，在裸露的铁钉附近看到的颜色变化为           ，分析出现该颜色的原因：           ，靠近铜丝一端可观察到的颜色变化为           。

(3)另一个同学也进行了上述实验操作，在图1装置中没有看到上述实验现象，其原因可能是           (填一条)。

20．电化学与我们的生活有着密切的联系，请结合电化学知识回答下列有关问题。

(1)炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有NaCl），不久便会因腐蚀而出现红棕色锈斑。试回答：

铁锅的锈蚀应属于                （填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”），铁锅锈蚀的负极反应式为：                  ；正负极反应产物会继续发生反应，最终生成的红棕色锈斑的主要成分是                （填化学式）。

(2)下图是一个电化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

①甲池是       装置，通O2一极的电极反应式为                    。

②乙池中反应的化学方程式为                             。如果开始加入的CuSO4溶液足量，当乙池中A（Fe）极的质量增加3.2 g时，甲池中消耗O2         mL（标准状况下）。

三、实验题

21．请仔细观察下列两种装置的构造示意图，完成下列问题：

实验I：

向图1烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。

(1)铁棒上发生的电极反应为     。

实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。

(2)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验I      (填“相同”或“相反”)。

(3)在铁棒附近可观察到的现象是      。

(4)上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对不活泼的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为      。

实验Ⅲ：

(5)已知粗锌中含有的杂质有铝、铁和铜，图2若为电解精炼锌，则A极应接    (填“粗锌”或“纯锌”)，电解一段时间后，电解质溶液中含有的金属阳离子有      。

(6)图2若为铜上镀银装置，已知电镀前A、B电极质量相等，电镀完成后两电极质量差为6.48g时，则电路中通过的电子数为     。

(7)若图2使用的电源为一种高效耐用的新型可充电电池，其放电反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。写出该电池放电时正极电极方程式     。

22．已知铁生锈的过程为：Fe → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3·xH2O。又知草酸（H2C2O4）分解的化学方程式为H2C2O4CO↑ + CO2↑ + H2O。某化学小组为测定两种不同生锈铁片的组成（设只含有铁和Fe2O3·xH2O），进行了以下探究，请你参与并完成对有关问题的解答。

(1)甲同学利用草酸分解产生的混合气体和下图所示装置测定其中一种锈铁的组成。

主要操作为：取锈铁样品12.6 g置于装置C的硬质玻璃管中，加热完全反应后得到固体的质量为8.4 g，装置D增重8.4 g。

①钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，其负极的电极反应式为        。

②装置A的作用是         。装置B的作用是          。

③根据以上数据能否测定出锈铁的组成？答：       （填“能”或“不能”）。

④该装置还存在的一个明显的缺陷是                     。

(2)乙同学在甲同学装置的基础上将装置D换成装浓硫酸的洗气瓶（装置E，此装置图略），经改进后，重新按甲同学的操作和样品取用量进行实验，若完全反应后得到固体的质量仍为8.4 g，而装置E增重1.8 g，则x =      ；m(Fe)︰m (Fe2O3·xH2O) =           。

23．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。

(1)导管内液面下降时，发生           (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。

(2)墨水回升时，发生    (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，此时正极反应式为：     。

(3)析氢腐蚀消耗      (填“H+”或“OH-”，下同)，吸氧腐蚀产生      ，具支试管中溶液pH逐渐     (填“增大”或“减小”)。

参考答案：

1．C

2．A

3．A

4．D

5．D

6．B

7．B

8．C

9．D

10．D

11．(1)电解池

(2)     阴     阳     负

(3)B＞C

12．(1)     吸氧     负

(2)     N     牺牲阳极法

(3)     B     Cu     0.04

13．(1)     吸氧     O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-     阴     2H+ + 2e- = H2↑(或2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH-)     2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑     2

(2)     O2     D     <

14．（1）保持铁制品表面干燥和洁净

（2）在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、烧搪瓷、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等　

（3）制成合金钢，如不锈钢

（4）金属自我保护（氧化膜）

15．(1)     B     D     C     A

(2)     A     B     Pb2＋＋S2－=PbS↓

(3)     B     B

(4)O2＋4e－＋2H2O=4OH－

16．(1)①③②

(2)O2+2H2O+4e-=4OH-

(3)     涂油脂     外加电源的阴极保护法或牺牲阳极的阴极保护法

17．     化合物     探矿     开采     选矿     冶炼

18．(1)Fe-2e-=Fe2+

(2)     a     O2+4e-+2H2O=4OH-

(3)脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀

19．(1)     正          出现红色

(2)     出现蓝色     铁钉作负极，发生氧化反应得到，与反应生成蓝色沉淀     出现红色

(3)锌皮和铁钉接触不够紧密

20．(1)     吸氧腐蚀     Fe-2e-=Fe2+     Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）

(2)     原电池     O2 +2H2O+4e-=4OH-     2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4     560

21．(1)2H2O＋O2＋4e−＝4OH−

(2)相反

(3)溶液变红色；产生蓝色沉淀

(4)牺牲阳极的阴极保护法

(5)     粗锌     Al3＋、Zn2＋

(6)0.03NA

(7)FeO＋3e−＋4H2O＝Fe(OH)3＋5OH−

22．(1)     Fe－2e－＝Fe2+     除去混合气体中的CO2     除去混合气体中的H2O     能     缺少尾气处理装置(或其他合理答案)

(2)     2     2:7

23．(1)析氢

(2)     吸氧     O2+2H2O+4e-=4OH-

(3)     H+     OH-     增大