4.3金屬的腐蝕與防護(hù)同步練習(xí)題一、選擇題1．下列關(guān)于電化學(xué)原理及其應(yīng)用的說(shuō)法正確的是A．電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極附近溶液升高B．通過(guò)電解溶液可以實(shí)現(xiàn)鎂的再生C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極保護(hù)法D．電解精煉銅時(shí)，粗銅做陰極，精銅作陽(yáng)極2．下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是A．在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層B．鍍鋅鐵表面有劃損時(shí)，仍然能阻止鐵被氧化C．紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層D．鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，用鋅粉代替鋅塊可使反應(yīng)加快3．下列對(duì)文物修復(fù)和保護(hù)方法正確的是ABCD在鐵質(zhì)沉船的船體連接鋅塊用熱NaOH溶液清洗瑪瑙表面的油污用稀鹽酸清洗陶兵馬俑表面污泥用硝酸清洗生銹的銅錢(qián)A．A B．B C．C D．D4．化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作、儀器選擇及相關(guān)敘述正確的是A．圖1表示堿式滴定管排氣泡B．圖2表示測(cè)定中和熱C．圖3表示用硝酸鋁溶液直接蒸發(fā)結(jié)晶獲得無(wú)水硝酸鋁D．圖4表示閘門(mén)應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連被保護(hù)該方法叫做犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法5．我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na﹣CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，向鎳網(wǎng)一極移動(dòng)B．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2+4e﹣═2+CC．放電時(shí)，鈉失去的電子通過(guò)電解液移向正極，構(gòu)成閉合回路D．充電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Na++e﹣═Na6．以石墨電極電解200mLCuSO4溶液，電解過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量n(e-)與產(chǎn)生氣體體積V(g)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)移0.8mole-時(shí)停止電解。下列說(shuō)法中正確的是A．電解前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol/LB．電解后所得溶液中c(H+)=1mol/LC．當(dāng)n(e-)=0.6mol時(shí)，V(H2)：V(O2)=2：3D．向電解后的溶液中加入16gCuO，則溶液可恢復(fù)為電解前的濃度7．下列應(yīng)用不涉及氧化還原反應(yīng)的是A．為預(yù)防新冠肺炎用ClO2對(duì)環(huán)境消毒B．工業(yè)上利用合成氨實(shí)現(xiàn)人工固氮C．工業(yè)上將NH3和CO2通入飽和食鹽水制備小蘇打D．為防止鋼鐵銹蝕在鐵上鍍鋅8．下列各圖所示裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．圖甲裝置用于驗(yàn)證鋼鐵的吸氧腐蝕B．圖乙裝置用于電解精煉銅C．圖丙裝置用于在鐵制品表面鍍鋅D．圖丁裝置中鋼閘門(mén)應(yīng)與外接電源的正極相連獲得保護(hù)二、填空題9．通過(guò)控制開(kāi)關(guān)可使同一裝置發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。(1)研究模擬鋼鐵的電化學(xué)防護(hù)裝置如圖所示：①若X為Zn，開(kāi)關(guān)K置于a處，一段時(shí)間后，取適量Fe電極周?chē)娜芤河谠嚬苤?，滴加_______(填化學(xué)式)溶液未出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，證明鐵未被腐蝕。②若X為石墨，開(kāi)關(guān)K置于b處，一段時(shí)間后，F(xiàn)e電極周?chē)芤旱膒H_______(填“變大”或"變小”)；該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)______。(2)模擬氯堿工業(yè)的電化學(xué)裝置如圖(II)所示：①開(kāi)關(guān)K置于a處時(shí)，兩極試管內(nèi)均有氣泡產(chǎn)生，則Fe電極為_(kāi)______(填“陰”或“陽(yáng)”)極。②一段時(shí)間后，使開(kāi)關(guān)K與a斷開(kāi)，再將K置于b處時(shí)，觀察到兩極試管內(nèi)的氣體逐漸減少，此時(shí)的裝置稱(chēng)為_(kāi)______(填“電解池”或“原電池”)，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。(3)利用太陽(yáng)能光伏電池電解水制高純氫的工作原理如圖所示，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)連接a或b，可交替得到和。①制時(shí)，K置于_______處(填“a”或“b”)。②制時(shí)，電極3的電極反應(yīng)式為_(kāi)______。10．如圖所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞的濾紙，C、D為電解槽，其電極材料及電解質(zhì)溶液如圖所示。(1)閉合K1，斷開(kāi)K2，通電后，d端顯紅色，則電源a端為_(kāi)_____極，若c、d為惰性電極，c端的電極反應(yīng)是______；檢驗(yàn)c端產(chǎn)物的方法______。(2)已知C裝置中溶液的溶質(zhì)為Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均為0.lmol，斷開(kāi)K1，閉合K2通電一段時(shí)間后，陰極析出固體質(zhì)量m(g)與通過(guò)電子的物質(zhì)的量n(mol)關(guān)系如圖所示，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是______。(3)D裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式______。11．A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。(1)A中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。(2)B中Sn極為_(kāi)__________極，電極反應(yīng)式為_(kāi)__________；Sn極附近溶液的酸性___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。B中Fe極為_(kāi)__________極，電極反應(yīng)式為_(kāi)__________。(3)C中被腐蝕的金屬是___________，總反應(yīng)式為_(kāi)__________；比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是___________。12．能源與材料、信息一起被稱(chēng)為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱。面對(duì)能源枯竭的危機(jī)，提高能源利用率和開(kāi)辟新能源是解決這一問(wèn)題的兩個(gè)主要方向。(1)化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，這是化學(xué)學(xué)科關(guān)注的方面之一。某同學(xué)為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的速率變化，在400mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值):時(shí)間/min12345氫氣體積/mL(標(biāo)況)100240464576620①哪一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大：____min(填“0～1”或“1～2”或“2～3”或“3～4”或“4～5”)。②另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)過(guò)快難以測(cè)量氫氣體積。他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應(yīng)速率但不影響生成氫氣的量。你認(rèn)為可行的是____(填字母序號(hào))。A．KCl溶液B．濃鹽酸C．蒸餾水D．CuSO4溶液(2)如圖為原電池裝置示意圖：①若A為鋁，B為鎂，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，則負(fù)極材料是_______(填“鋁片”或“鎂片”)。②若A為Cu，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，工作時(shí)的總反應(yīng)為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。寫(xiě)出銅電極的電極反應(yīng)式：____；若該電池反應(yīng)消耗了0.1molFeCl3，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_(kāi)____。13．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。請(qǐng)回答鋼鐵在腐蝕、防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。（1）在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖所示。請(qǐng)回答：①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是___________________(寫(xiě)元素名稱(chēng))，B電極的電極反應(yīng)式是_______________。②鍍層破損后，鍍銅鐵和鍍鋅鐵更容易被腐蝕的是___________。（2）下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕________________（3）利用右圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。①若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于___________處。假設(shè)海水中只有NaCl溶質(zhì)，寫(xiě)出此時(shí)總離子反應(yīng)方程式：_______________②若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)________________，寫(xiě)出鐵電極處的電極反應(yīng)式：_______________【參考答案】一、選擇題1．C解析：A．電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極附近氯離子放電生成氯氣，陰極水放電生成氫氣同時(shí)生成氫氧根離子，故陰極附近溶液升高，A錯(cuò)誤；B．通過(guò)電解熔融生成鎂單質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)鎂的再生，B錯(cuò)誤；C．鋅比鐵活潑，海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，C正確；D．電解精煉銅時(shí)，粗銅做陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅作陰極發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤；故選C。2．B解析：A．金屬鋁為活潑金屬，在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成致密氧化薄膜，阻礙內(nèi)部鋁不被氧化，該反應(yīng)是發(fā)生的化學(xué)腐蝕，不是原電池反應(yīng)，故A不符合題意；B．鋅比鐵活潑，鍍鋅鐵表面破損后形成原電池反應(yīng)，鋅做負(fù)極，鐵被保護(hù)，鐵表面有劃損時(shí)，仍然能阻止鐵被氧化，故B符合題意；C．紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層是發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，故C不符合題意；D．鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，鋅粉和稀硫酸接觸面積大于鋅塊的接觸面積，用鋅粉代替鋅塊可使反應(yīng)加快，和原電池反應(yīng)無(wú)關(guān)，故D不符合題意；答案為B。3．A解析：A．采用“犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法”，用比鐵活潑的金屬鋅塊連接船體，鋅作負(fù)極把船體保護(hù)起來(lái)，A項(xiàng)正確；B．瑪瑙的主要成分為二氧化硅，溶液易與瑪瑙中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，從而腐蝕瑪瑙，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．兵馬俑為陶俑，主要成分為硅酸鹽，能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．銅綠和銅均能被硝酸溶解，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選A。4．A解析：A．圖1擠壓乳膠管斜向上約45°趕走氣泡，表示堿式滴定管排氣泡，A正確；B．圖2測(cè)定中和熱裝置，內(nèi)外燒杯口應(yīng)相平，減少熱量散失，B錯(cuò)誤；C．硝酸鋁溶液中存在Al(NO3)3+3H2OAl(OH)3+3HNO3，加熱促進(jìn)水解，硝酸易揮發(fā)、分解，因此蒸發(fā)結(jié)晶無(wú)法獲得硝酸鋁，最終得到氧化鋁，C錯(cuò)誤；D．圖4表示閘門(mén)應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連被保護(hù)該方法叫做外加電流的陰極保護(hù)法，D錯(cuò)誤；故選A。5．C【分析】根據(jù)電池總反應(yīng)可知放電時(shí)Na被氧化，CO2被還原，所以放電時(shí)Na為負(fù)極，反應(yīng)式為Na-e-=Na+，Ni為正極吸收CO2，反應(yīng)式為3CO2+4e-═2+C；充電時(shí)Na為陰極，Ni為陽(yáng)極釋放CO2。解析：A．充電時(shí)，Ni與正極相連為陽(yáng)極，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以向Ni移動(dòng)，故A正確；B．放電時(shí)為原電池，Na作負(fù)極、Ni作正極，正極上CO2得到電子，正極反應(yīng)式為：3CO2+4e-═2+C，故B正確；C．電子不能通過(guò)溶液，鈉失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連，作陰極，陰極上鈉離子得電子，電極反應(yīng)為：Na++e-═Na，故D正確；故選：C。6．C【分析】根據(jù)產(chǎn)生的氣體可知電解過(guò)程中分為兩個(gè)階段，開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，當(dāng)n(e－)=0.4mol時(shí)，Cu2＋消耗完，之后陰極反應(yīng)變?yōu)?H＋＋2e－=H2↑。解析：A．根據(jù)分析可知當(dāng)n(e－)=0.4mol時(shí)，Cu2＋消耗完，因而Cu2＋的物質(zhì)的量為0.2mol，電解前其濃度為=1mol/L，A錯(cuò)誤；B．通過(guò)電子由0至0.4mol時(shí)間段內(nèi)電解了0.4molOH－，同時(shí)產(chǎn)生了0.4molH+，隨后電解的是水，溶液的體積已經(jīng)不在為200ml，故電解后所得溶液中c(H+)無(wú)法計(jì)算，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)n(e－)=0.6mol時(shí)，得到0.15molO2，而H2只在第二階段產(chǎn)生，該階段電子轉(zhuǎn)移0.2mol，得到0.1molH2，所以V(H2)：V(O2)=2：3，C正確；D．電解過(guò)程除了有銅及氧氣析出外，還電解了水，故單純的向電解后的溶液中加入16gCuO，并不能使溶液恢復(fù)為電解前的濃度，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為C。7．C解析：A．ClO2殺菌消毒，利用了其強(qiáng)氧化性，故涉及氧化還原反應(yīng)，A不符合題意；B．N2與H2生成NH3，有元素化合價(jià)改變，屬于氧化還原反應(yīng)，B不符合題意；C．飽和NaCl溶液中通NH3與CO2發(fā)生如下反應(yīng)：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，無(wú)元素化合價(jià)改變，不涉及氧化還原反應(yīng)，C符合題意；D．鋼鐵表面鍍鋅，此時(shí)鋅失電子被腐蝕，涉及氧化還原反應(yīng)，D不符合題意；故答案選C。8．A解析：A.圖甲裝置在中學(xué)溶液中通過(guò)導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱，說(shuō)明鋼鐵的吸氧腐蝕，故A符合題意；B.圖乙裝置用于電解精煉銅，應(yīng)該粗銅作陽(yáng)極，故B不符合題意；C.圖丙裝置用于在鐵制品表面鍍鋅，電解液應(yīng)該是硫酸鋅溶液，故C不符合題意；D.圖丁裝置中鋼閘門(mén)應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連獲得保護(hù)，叫外加電流的陰極保護(hù)法，故D不符合題意。綜上所述，答案為A。二、填空題9．(1)變大外加電流法(2)陰原電池(3)a解析：（1）①若X為Zn，開(kāi)關(guān)K置于a處，裝置是原電池，Zn電極做負(fù)極，F(xiàn)e電極做正極，鐵若被腐蝕，應(yīng)該做負(fù)極，當(dāng)?shù)渭尤芤簳?huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，依此證明鐵被腐蝕，若未出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，證明鐵未被腐蝕；②若X為石墨，開(kāi)關(guān)K置于b處，裝置是電解池，F(xiàn)e電極與電源負(fù)極相連做陰極被保護(hù)，電極反應(yīng)為，溶液中周?chē)芤旱膒H變大；該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為外加電流法；故答案為：；變大；外加電流法。（2）①開(kāi)關(guān)K置于a處時(shí)，裝置是電解池，兩極試管內(nèi)均有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為，則Fe電極發(fā)生電極反應(yīng)：，故Fe電極為陰極；②一段時(shí)間后，使開(kāi)關(guān)K與a斷開(kāi)，再將K置于b處時(shí)，裝置為原電池，觀察到兩極試管內(nèi)的氣體逐漸減少，則Fe電極上產(chǎn)生的氫氣在放電，電極反應(yīng)式為；故答案為：陰；原電池；。（3）①制時(shí)，電極1發(fā)生的反應(yīng)：，則電極1做陰極，和電源負(fù)極相連，故K置于a；②制時(shí)，電極2發(fā)生的反應(yīng)：，則電極3做陰極，得電子，電極反應(yīng)式為；故答案為：a；。10．(1)正2Cl－?2e－＝Cl2↑用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近，試紙變藍(lán)，說(shuō)明生成了氯氣，反之則無(wú)(2)Cu2+＞H+＞X3+(3)Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑解析：根據(jù)d處溶液變紅，說(shuō)明此處有氫氧根生成，則氫離子被消耗，氫離子在陰極反應(yīng)，則d為陰極，b為負(fù)極，a為正極。(1)閉合K1，斷開(kāi)K2，通電后，d端顯紅色，說(shuō)明d處有大量氫氧根生成即氫離子消耗，氫離子在陰極消耗，b電極為負(fù)極，則電源a端為正極，若c、d為惰性電極，c端的電極反應(yīng)是2Cl－?2e－＝Cl2↑；檢驗(yàn)c端產(chǎn)物的方法用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近，試紙變藍(lán)，說(shuō)明生成了氯氣，反之則無(wú)；故答案為：正；2Cl－?2e－＝Cl2↑；用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙靠近，試紙變藍(lán)，說(shuō)明生成了氯氣，反之則無(wú)。(2)根據(jù)圖中信息，轉(zhuǎn)移0.2mol電子說(shuō)明生成的固體為0.1mol銅，再轉(zhuǎn)移電子，固體質(zhì)量不變，說(shuō)明產(chǎn)生氫氣，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是Cu2+＞H+＞X3+；故答案為：Cu2+＞H+＞X3+。(3)D裝置中陽(yáng)極是銅失去電子變?yōu)殂~離子，陰極是氫離子得到電子變?yōu)闅錃?，其反?yīng)的化學(xué)方程式Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑；故答案為：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑。11．正減小負(fù)ZnB＞A＞C解析：(1)由圖示可知Fe與反應(yīng)生成和，則A中反應(yīng)的離子方程式為：，故答案為：；(2)Fe比Sn活潑，所以在裝置B中Fe為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Sn為正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以Sn為正極；其電極反應(yīng)式為：，則Sn極附近的酸性減?。籉e為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為：，故答案為：正；；負(fù)；；(3)由金屬活動(dòng)性順序可知Zn較Fe活潑，所以在硫酸溶液中Zn與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，則鋅與硫酸反應(yīng)的總反應(yīng)為：；由圖示可知A為Fe的化學(xué)腐蝕，B為Fe的電化學(xué)腐蝕，C雖然為電化學(xué)腐蝕，但Fe為正極被腐蝕的速率最慢，故答案為：Zn；；B＞A＞C。12．2～3AC鎂片Cu-2e-=Cu2+0.1NA【分析】(1)①反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)收集的氫氣越多；②要降低反應(yīng)速率，可以采用降低氫離子濃度的方法實(shí)現(xiàn)；(2)①將鋁片和鎂片用導(dǎo)線相連，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，鎂比鋁活潑，鎂作負(fù)極；②若A為銅片，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，Cu失電子作負(fù)極、石墨作正極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子、使金屬Cu的質(zhì)量減小，正極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，結(jié)合電極反應(yīng)式分析轉(zhuǎn)移電子數(shù)目。解析：(1)①相同條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越多，0～1min收集氣體100mL、1～2min收集氣體140mL、2～3min收集氣體224mL、3～4min收集氣體112mL、4～5min收集氣體44mL，由此可見(jiàn)在2～3min收集氣體體積最多，故2～3min時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大；②A．加入KCl溶液，使溶液中c(H+)降低，反應(yīng)速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，A符合題意；B．加入濃鹽酸溶液，使溶液中c(H+)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大，且氫離子總物質(zhì)的量增加，使生成氫氣總量增大，B不符合題意；C．加入蒸餾水，使溶液中c(H+)減小，反應(yīng)速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，C符合題意；D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，Zn與置換產(chǎn)生的Cu及稀鹽酸構(gòu)成了原電池而加快反應(yīng)速率，D不符合題意；故合理選項(xiàng)是AC；(2)①