4.3金属的腐蚀与防护同步练习题
一、选择题
1．我国科学家开发了一种新型原电池，为综合利用NO2提供了新思路。电池总反应为2Li+NO2=Li2O+NO。下列说法错误的是
A．放电时，电子由a极流出经外电路流向b极
B．该装置将化学能转化成电能
C．可以用含乙二醇的溶液作电解质溶液
D．如果电路中转移1 mol电子，理论上b极净增15 g
2．化学能与电能的直接转化需要在一定的装置中才能实现。下列装置与对应叙述相符的是
A．装置①中的溶液浓度保持不变
B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施
C．装置③的正极电极反应式：
D．装置④的正极电极反应式：
3．下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是
A．健身器材刷油漆以防锈 B．衣架外面包上一层塑料层
C．地下钢铁管道连接镁块以防腐 D．自行车链条涂抹润滑油
4．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是
A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
C．钢管上的电极反应式：
D．也可以外接直流电源保护钢管，直流电源正极连接金属棒X
5．下列方程式不正确的是
A．用惰性电极电解氯化镁溶液：
B．利用制备：
C．钢铁发生吸氧腐蚀的总反应：
D．向AgI悬浊液中滴加溶液：
6．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是
A．I>II>III B．I>III>II C．II>I>III D．II>III>I
7．化学与生产、生活及环境密切相关，下列说法错误的是
A．推广使用新能源汽车可以减少尾气排放
B．含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳
C．BaSO4作为弱电解质难溶于水，在医学上用作钡餐
D．轮船上挂锌锭防止铁腐蚀，属于牺牲阳极保护法
8．将铁粉和活性炭的混合物用溶液润湿后，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．以自来水代替溶液，铁也能发生腐蚀
B．反应结束后，最终导管内水面上升
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．铁被氧化的电极反应式为
二、非选择题
9．原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：
①a和b不连接时，烧杯中现象是_________________________。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池___极(填“正”或“负”)，电极反应式为：____________；溶液中H+移向_____(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：__________________________。
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为____________g。
10．电化学是研究化学能与电能转换的装置、过程和效率的科学，应用极其广泛。回答下列问题：
(1)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______________(填序号)。
I．CaO(s)+H2O(l) = Ca(OH)2 ΔH <0
II．C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH >0
III．NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) ΔH <0
VI．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) ΔH <0
(2)下图容器中均盛有稀硫酸。
①装置A 中的能量转化方式是_____________________________ ，装置 C 电池总反应为____________________________________________________________。
②装置D中铜电极上观察到的现象 _____________________________，溶液中的 H+移向_____________(填“Cu”或“Fe”)极附近。
③四个装置中的铁被腐蚀时由快到慢的顺序是 ______________(填字母)。
【参考答案】
一、选择题
1．C
【分析】根据电池总反应2Li+NO2=Li2O+NO分析，Li化合价升高，失去电子，作电池的负极。
解析：A．根据前面分析Li为负极，放电时，电子由a极流出经外电路流向b极，故A蒸汽；
B．该装置是原电池，则是将化学能转化成电能，故B正确；
C．Li和乙二醇会直接反应，因此不可以用含乙二醇的溶液作电解质溶液，故C错误；
D．根据正极电极反应2Li＋+ 2e－+NO2=Li2O+NO，如果电路中转移1 mol电子，理论上b极有0.5mol Li2O生成即净增15 g，故D正确。
综上所述，答案为C。
2．D
解析：A．装置①阳极先是锌失去电子，再是铁失去电子，再是铜失去电子，而阴极铜离子得到电子，因此溶液中的浓度会降低，故A不符合题意；
B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施，则应该接一块活泼性比铁强的金属，比如金属锌，而不是能接活泼性比铁弱的金属，或则会加快铁的腐蚀，故B不符合题意；
C．装置③的正极是铁离子得到电子变为亚铁离子，其电极反应式：，故C不符合题意；
D．装置④是氢氧酸性燃料电池，则正极电极反应式：，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
3．C
解析：A．健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；
B．衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不选；
C．地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法，运用了电化学原理，故C选；
D．自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选；
故选：C。
4．D
解析：A．钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确；
B．原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2+2H2O+4e- ═ 4OH-，C正确；
D．用外加电源的负极保护法时，被保护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误；
故答案为：D。
5．A
解析：A．用惰性电极电解氯化镁溶液，阳极得到氯气，阴极得到氢气和氢氧化镁沉淀，离子方程式为：，故A错误；
B．利用水解制备：，故B正确；
C．钢铁发生吸氧腐蚀负极铁失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子和水生成氢氧根，其总反应：，故C正确；
D．利用难溶物的沉淀转化，向AgI悬浊液中滴加溶液：，故D正确。
综上所述，答案为A。
6．B
解析：Fe- C与水形成原电池，Fe发生吸氧腐蚀，Fe为负极，Fe腐蚀速率较快；Fe -Al与水形成原电池，Al为负极，Fe被保护；Fe在水中发生化学腐蚀，腐蚀速率较低，故腐蚀速率Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，B项正确；
故选B。
7．C
解析：A．新能源汽车主要是使用电能，推广使用新能源汽车可以减少化石燃料的燃烧，减少尾气排放，A正确；
B．维生素C具有还原性，可以防止FeSO4被氧化，含FeSO4的补血剂与维生素C配合使用效果更佳，B正确；
C．BaSO4虽然难溶于水，但溶于水的部分完全电离，为强电解质，C错误；
D．锌比铁活泼，发生电化学腐蚀时，锌为负极被氧化，铁被保护，属于牺牲阳极保护法，D正确；
综上所述答案为C。
8．D
【分析】铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液润湿，构成了原电池。铁为负极，活性炭为正极，NaCl溶液为电解质溶液，发生了铁的吸氧腐蚀。
解析：A．自来水中含有自由移动的离子，可以导电，用自来水代替NaCl溶液，也能构成原电池，铁也能发生腐蚀，故A正确；
B．在正极，空气中的氧气得到电子被消耗，试管内气体减少，压强降低，伸入水中的导管内水面会上升，故B正确；
C．活性炭作为原电池的正极加速了铁的腐蚀，故C正确；
D．铁在负极被氧化：Fe-2e-=Fe2+，故D错误；
故选D。
二、非选择题
9． 锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出 正 2H++2e-=H2↑ Cu Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ 21.6
解析：①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为：锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；
②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，总反应式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，故答案为：正；2H++2e-=H2↑；Cu；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为0.1mol64g/mol=6.4g。
10． VI 化学能转化为热能 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 铜片表面产生气泡 Cu C>D>A>B
解析：(1)在理论上只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，据此解题。
I．CaO(s)+H2O(l) = Ca(OH)2 ΔH <0，非氧化还原反应，I不合题意；
II．C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH >0，非自发进行的氧化还原反应，II不合题意；
III．NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) ΔH <0，非氧化还原反应，III不合题意；
VI．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) ΔH <0，自发进行的氧化还原反应，VI符合题意；
故答案为：VI；
(2)①装置A 中发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，反应放热，故能量转化方式是化学能转化为热能，装置 C 是电解池，Zn作阴极，Fe作阳极，故电池总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑，故答案为：化学能转化为热能；Fe+H2SO4FeSO4+H2↑；
②装置D中铜电极作正极发生还原反应，2H++2e-=H2↑，故可观察到的现象为铜片表面产生气泡，在原电池中溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，故 H+移向正极Cu，故答案为：铜片表面产生气泡；Cu；
③A装置只是发生化学腐蚀，B装置是电解池，Fe在阴极被保护，C装置为电解池，Fe在阳极，加快腐蚀，D装置是原电池，Fe作负极，加快腐蚀，故四个装置中的铁被腐蚀时由快到慢的顺序是C>D>A>B，故答案为：C>D>A>B
