4.3金属的腐蚀与防护同步练习题
一、选择题
1．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A．钢柱在水下部分比在与水面交界处产生的铁锈多
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不被腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D．可将地下输油管道与外加直流电源的正极相连以保护它不被腐蚀
2．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验，下列有关该实验的说法错误的是
A．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．以水代替NaCl溶液，铁会发生吸氧腐蚀
D．铁被氧化的电极反应式为
3．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A．图甲装置验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙装置可在待镀铁件表面镀铜
C．图丙测定盐酸的浓度 D．图丁是牺牲阳极法防止钢闸门生锈
4．下列说法正确的是
A．将溶液蒸干灼烧至恒重，最终剩余固体是FeO
B．将铁闸与锌片连接防止铁腐蚀，是利用外加电流法
C．锅炉中沉积的可用饱和碳酸钠溶液浸泡，再用盐酸溶解而除去
D．在合成氨工业中，将液化并及时分离可增大正反应速率，提高原料转化率
5．化学与科技、生产、生活有密切的关系。下列叙述中不正确的是
A．石墨烯液冷散热技术是华为公司首创，石墨烯是一种有机高分子材料
B．我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)应用的氕、氘、氚互为同位素
C．射电望远镜所用的高性能碳化硅属于新型无机非金属材料
D．我国海洋开发走向“深蓝时代”，大型舰船的底部常镶嵌锌块做负极，防止船底腐蚀
6．化学与社会息息相关，下列物质在社会、生活中的应用及解释正确的是
A．高纯硅用于计算机芯片的材料，是由于硅晶体在自然界中能稳定存在
B．可用浸泡过KMnO4溶液的硅藻土来保鲜水果，因为KMnO4溶液能吸收水果释放的乙烯
C．高铁车厢采用铝合金材料，是因为铝与氧气不反应
D．船舶外壳上安装锌块防止船体被腐蚀，属于外加电流阴极保护法
7．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是
A．银质奖牌久置后表面变暗是因为发生了电化腐蚀
B．因为二氧化碳普遍存在， 所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主
C．无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀， 总是金属被氧化
D．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
8．关于下列各实验装置及药品的叙述中，正确的是
A．装置①可用于实验室制取少量
B．可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性
C．利用装置③验证铁的析氢腐蚀
D．装置④随关随停制氨气
9．下列有关金属的腐蚀与防护的说法错误的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应式为
B．钢铁在干燥环境中腐蚀相对缓慢
C．金属栏杆喷漆，能够减缓栏杆的腐蚀
D．埋在地下的金属管道与直流电源正极相连可减缓腐蚀
10．化学与科学、技术、社会与环境发展息息相关。下列说法错误的是
A．中国科学家实现了二氧化碳人工合成淀粉，该成果有利于碳中和
B．北京冬奥会颁奖礼服内添加了石墨烯发热材料，石墨烯和C60是同位素
C．“世界铜像之王”三星堆青铜大立人属于合金，其深埋于地下生锈是发生了吸氧腐蚀
D．北京冬奥会火炬在出火口格栅喷涂碱金属，目的是利用焰色反应让火焰可视化
11．电解法处理含有、的酸性废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．电极a接电源正极 B．处理1mol，电路中转移8mol
C．处理过程中浓度基本不变 D．处理后的酸性废水可用于漂白、杀菌、消毒
12．在一块表面无锈的钢片上滴食盐水，放置一段时间后看到钢片上有铁锈出现。钢片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式为，进一步被氧气氧化为，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．钢片发生还原反应而被腐蚀
B．钢片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀
C．钢片腐蚀过程中负极发生的电极反应：-
D．钢片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀
13．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A．图甲装置验证铁的析氢腐蚀 B．图乙装置可在待镀铁件表面镀铜
C．图丙用于中和反应反应热的测定 D．图丁是外加电流的阴极保护法防止钢闸门生锈
14．金属是现代工业非常重要的材料。下列说法错误的是
A．Al的表面易形成致密的氧化膜
B．生铁含碳量高，熔点比纯铁低
C．钢铁在潮湿的空气中生锈，主要发生化学腐蚀
D．铝热反应可以用来冶炼某些难熔的金属
15．糕点礼盒中经常放入食品脱氧剂。一种常见固体脱氧剂的组成为铁粉、炭粉、氯化钠等，脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同，下列分析不正确的是
A．脱氧剂中加入氯化钠，可以加快脱氧过程，效果更好
B．脱氧剂大面积由黑色转变为红棕色，说明已经失效
C．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收标准状况下氧气224mL
D．降低温度冷藏，也可以延长糕点保质期
二、填空题
16．金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列腐蚀类型中
①铜板在氯化铁溶液中被腐蚀②钢铁在空气中生锈而被腐蚀③化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀④铜铝电线接头处铝被腐蚀⑤高温下铁丝被氧气腐蚀⑥铜在空气中生成铜绿而被腐蚀
(1)属于化学腐蚀是_______________(填序号，下同)。
(2)属于电化学腐蚀的是_______________。
17．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
（1）丙池为________（填原电池、电解池或电镀池），通入甲醇电极的电极反应式为____________________。
（2）乙池中A电极为________（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池的总反应化学方程式为_________________________。
（3）当乙池中B极质量增重10.8g时，甲池中理论上消耗的体积为________mL（标准状况）。
（4）丙池中，C上的电极反应式为____________________。如果起始时盛有1000mL 的硫酸铜溶液（25℃，足量），一段时间后，若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入4g氧化铜，则加入氧化铜之前溶液的pH变为________。
18．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。
①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_______(填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。
②a试管中铁发生的是_______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，生铁中碳上发生的电极反应式为_______。
(2)如图两个图都是金属防护的例子。
①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_______ (填字母)，此方法叫做_______保护法。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
②图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_______ (填“正”或“负”)极。
③以上两种方法中，_______填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。
19．某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。
(1)同学们利用表中装置进行实验并记录。
装置 编号 电极A 溶液B 操作及现象
Ⅰ Fe pH=2 H2SO4 连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转
Ⅱ Cu pH=2 H2SO4 连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a
①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其负极反应式是___。
②针对实验Ⅱ现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是___；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是___。
(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
编号 溶液B 操作及现象
Ⅲ 经煮沸的pH=2的H2SO4 溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为b
Ⅳ pH=2的H2SO4 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为c
Ⅴ pH=12的NaOH 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d
①丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为：c＞a＞b，请解释原因是___。
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究___对O2氧化性的影响；实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是___。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．钢柱在水面的交界处与接触较多，产生的铁锈更多，A项错误；
B．镀层破损时，形成原电池，作负极，加快了的腐蚀，B项错误；
C．铁与锌块形成原电池，作负极，从而保护不被腐蚀，C项正确；
D．应用阴极电保护法时，应将钢管与外加直流电源的负极相连，D项错误；
答案选C。
2．B
解析：A．铁和活性炭在氯化钠溶液中构成原电池，原电池反应会加快反应速率，则活性炭的存在会加速铁的腐蚀，故A正确；
B．由图可知，铁腐蚀过程中发生吸氧腐蚀，化学能会转化为电能和热能，不能全部转化为电能，故B错误；
C．水和氯化钠溶液都为中性，铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．铁和活性炭在氯化钠溶液中构成原电池，铁做负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为，故D正确；
故选B。
3．A
解析：A．食盐水为中性溶液，易发生吸氧腐蚀，A正确；
B．电镀时，镀层应该在阳极，镀件在阴极，图中待镀件应该连在电源负极，B错误；
C．氢氧化钠为碱性溶液，应该放在碱式滴定管中，C错误；
D．要保护钢闸门，应该将其与外接电源负极相连，做阴极以实现外加电源的阴极保护，该方法为外加电流的阴极保护法，D错误；
故答案为：A。
4．C
解析：A．溶液加热过程中，水解生成和HCl，加热HCl挥发促进水解，被空气中氧气氧化为，蒸干灼烧至恒重，最终剩余固体是，A错误；
B．铁闸与锌片连接防止铁腐蚀，其原理是牺牲阳极的阴极保护法，B错误；
C．锅炉中沉积的可用饱和碳酸钠溶液浸泡，转化为难溶的，易溶于盐酸而除去，C正确；
D．合成氨反应中，将液化并及时分离，降低产物浓度，正、逆反应速率均降低，D错误；
故选C。
5．A
解析：A．石墨烯不是高分子材料，故A错误；
B．氕、氘、氚为H元素的同位素，故B正确；
C．碳化硅由碳元素和硅元素组成，属于新型无机非金属材料，故C正确；
D．船底镶嵌锌块，锌作负极，船体作正极，钢铁作原电池的正极被保护，所以能防止船体被腐蚀，故D正确；
故答案选A。
6．B
解析：A．虽然硅的化学性质很稳定，但在自然界中仍以化合态形式存在，如二氧化硅，硅酸盐等，A项错误；
B．乙烯具有催熟作用，为了延长水果的保鲜期，用高锰酸钾可以除掉乙烯，B项正确；
C．合金中的铝单质仍然可以与氧气发生化学反应生成氧化铝，C项错误；
D．船舶外壳上安装锌块防止船体被腐蚀，铁和锌在海水中形成原电池反应，锌做负极被氧化，发生电化学腐蚀，铁被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，D项错误；
答案选B。
7．C
解析：A．银质奖牌久置变暗是由于与空气中的硫化氢气体反应生成了黑色的硫化银，不是电化腐蚀，A错误；
B．钢铁在潮湿空气中的腐蚀以吸氧腐蚀为主，B错误；
C．金属腐蚀的实质是金属失电子，故总是金属被氧化，C正确；
D．钢铁吸氧腐蚀正极反应为：，D错误；
故选C。
8．A
解析：A．二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应，装置①可用于实验室制取少量，A正确；
B．右侧为敞口体系，不能检验装置②的气密性，B错误；
C．铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境，C错误；
D．碱石灰中氢氧化钠溶于水、氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙，隔板不起作用，D错误；
故选A。
9．D
解析：A．钢铁发生吸氧腐蚀时Fe为负极，电极反应式为，A项正确；
B．钢铁在干燥环境中不容易发生电化学腐蚀，因此其腐蚀相对缓慢，B项正确；
C．金属栏杆喷漆，能起到隔绝空气和水的作用，因此能够减缓栏杆的腐蚀，C项正确；
D．利用外加电流的阴极保护法保护金属时，应使金属管道与电源负极相连，D项错误；
答案选D。
10．B
解析：A．人工合成淀粉能减少二氧化碳的排放，有利于推进“碳中和”目标的实现，故A正确；
B．石墨烯和C60是同中元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B错误；
C．青铜中Cu和其它较不活泼金属、电解质水溶液构成原电池，所以能发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．焰色试验可以发出不同颜色的光，喷涂碱金属目的是利用焰色反应让火焰可视，故D正确；
故选：B。
11．C
【分析】a电极是氯离子变为次氯酸，b电极是硝酸根变为铵根离子，铵根离子被次氯酸氧化为氮气。
解析：A．根据图中a电极是氯离子变为HClO，Cl化合价升高，失去电子，因此电极a为阳极，连接电源正极，故A正确；
B．根据图中信息b电极是硝酸根变为铵根，化合价由+5价变为 3价，因此处理1mol，电路中转移8mol，故B正确；
C．a电极发生4Cl－ 8e－＋4H2O＝4HClO＋4H＋，b电极发生＋8e－＋9H＋＝＋3H2O，再根据HClO氧化的离子方程式2＋3HClO＝N2↑＋3Cl－＋5H＋＋3H2O，根据分析1mol硝酸根最终变为氮气，消耗了4mol氯离子，但生成的4molHClO中有1.5mol变为氯离子，还有2.5molHClO在溶液中，因此在处理过程中浓度不断减少，故C错误；
D．由于处理过程中HClO不断生成，则处理后的酸性废水可用于漂白、杀菌、消毒，故D正确。
综上所述，答案为C。
12．D
解析：A．结合题图知失电子，化合价升高，发生氧化反应，A项错误；
B．铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；
C．钢片腐蚀时，作负极，发生氧化反应，C项错误；
D．钢片上的溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确；
答案选D。
13．D
解析：A．水为中性溶液，易发生吸氧腐蚀，A错误；
B．电镀时，镀层应该在阳极，镀件在阴极，图中待镀件应该连在电源负极，B错误；
C．小烧杯上方的空隙太大，容易造成热量损失，误差较大，不能准确测定中和热，C错误；
D．要保护钢闸门，应该将其与外接电源负极相连，做阴极以实现外加电源的阴极保护，D正确；
故答案为：D。
14．C
解析：A．铝表面易形成致密的氧化铝，可保护铝进一步被氧化，故A正确；
B．合金的熔点低于其组分金属，生铁属于铁碳合金，则生铁的熔点比纯铁低，故B正确；
C．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，因此钢铁在潮湿的空气中发生的主要是电化学腐蚀，故C错误；
D．铝热反应放出大量的热，常用来冶炼一些难熔金属，故D正确；
故答案选C。
15．C
解析：A．脱氧剂中加入氯化钠的作用是使铁粉和碳粉在潮湿的环境中形成原电池，原电池反应可以加快脱氧过程的发生，效果更好，故A正确；
B．脱氧剂大面积由黑色转变为红棕色说明脱氧剂中的铁粉已经完全被氧化为红棕色的氧化铁，已经失效，不具备脱氧能力，故B正确；
C．脱氧剂中的铁粉发生吸氧腐蚀得到氧化铁，由得失电子数目守恒可知，理论上最多能吸收标准状况下氧气的体积为××22.4L/mol×103mL/L=336mL，故C错误；
D．降低温度冷藏，可以降低糕点的腐败速率，延长糕点保质期，故D正确；
故选C。
二、填空题
16．(1)①③⑤(2)②④⑥
【分析】金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程叫做化学腐蚀；电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池；
①铜板在氯化铁溶液中被腐蚀，铜与氯化铁发生氧化还原反应，生成氯化铜与铁，属于化学腐蚀；
②钢铁在空气中生锈而被腐蚀，钢铁在潮湿的空气中，会在钢铁的表面产生一层水膜，这层水膜导致钢铁表面产生电化学腐蚀，属于电化学腐蚀；
③化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀，铁与氯气直接反应而腐蚀会生成氯化铁，属于化学腐蚀；
④铜铝电线接头处铝被腐蚀，由于二者金属活泼性不同,产生电位差,形成原电池，属于电化学腐蚀；
⑤高温下铁丝被氧气腐蚀，铁和氧气在高温下生成四氧化三铁，属于化学腐蚀；
⑥铜在空气中生成铜绿而被腐蚀，铜在空气中的二氧化碳、氧气和水共同腐蚀下产生的一种被称作碱式碳酸铜的物质，属于电化学腐蚀。
解析：（1）据分析可知，①③⑤为化学腐蚀，故答案为①③⑤。
（2）据分析可知，②④⑥为电化学腐蚀，故答案为②④⑥。
17． 电解池 CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 阳 2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag 560mL 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 1
【分析】由图可知，甲池为原电池，是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，正极反应式为： O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，A极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，丙池为电解池，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答。
解析：由图可知，甲池为原电池，是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，正极反应式为： O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，A极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，丙池为电解池，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，
(1)丙池为电解池，通入甲醇的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，故答案为：电解池；CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；
(2)乙池为电解池，A极与原电池的正极相连，作阳极，阳极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，阴极反应式为Ag++e-=Ag，则该池的总反应化学方程式为2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag，故答案为：阳；2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag；
(3)乙池中，B极作阴极，阴极反应式为Ag++e-=Ag，B极质量增重10.8g，即B极生成0.1molAg，根据串联电路中转移电子数守恒，可得4Ag~，则甲池中理论上生成0.025mol，的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL，故答案为：560mL；
(4)丙池中，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电池总反应式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，溶液中相当于析出CuO，
已知一段时间后，若要使溶液恢复到起始浓度，可向溶液中加入4gCuO，CuO物质的量为0.05mol，根据方程式的比例关系可知，生成0.05molH2SO4，则溶液中氢离子浓度变为0.1mol/L，则加入氧化铜之前溶液的pH变为1，故答案为：2H2O-4e-= O2↑+4H+；1。
18．(1) b 析氢
(2) C 牺牲阳极的阴极 负 乙
解析：（1）①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛有食盐水，故答案为b。
②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为。b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳为正极，发生的电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-；铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
（2）①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠能够与水反应，不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故答案为C；牺牲阳极的阴极；
②电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为负。
③因为电解池的保护比原电池保护更好，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。
19．(1) Fe-2e-=Fe2+ 在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2 O2+4H++4e-=2H2O
(2) O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大 溶液的酸碱性 排除溶液中的Na+（或SO）对实验的可能干扰
解析：（1）①Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其负极发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；
②在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2，铜与氢离子不能发生自发的氧化还原反应；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极发生还原反应，氧气得电子生成氢氧根离子，其正极的电极反应式是：O2+4H++4e-=2H2O；
（2）①实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电解质相同，不同的是氧气的浓度不同，出现了电压表读数不同，根据数值的相对大小可知，氧气浓度越大，电压表的读数越高，所以O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；
②实验Ⅳ、Ⅴ是溶液的酸碱性不同，来判断电压表的指针偏转情况，所以Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究对O2氧化性的酸碱性的影响，实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是排除溶液中的Na+（或SO）对实验的可能干扰
