2022届高三化学每天练习20分钟——金属的腐蚀和防护专题

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高三化学每天练习20分钟——金属的腐蚀和防护专题秀你连（有答案和详细解析） 一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是(　　)A．正极反应：SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2OD．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀解析　原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，B正确；由图示可知，Fe腐蚀生成Fe2＋且在HS－环境中不易生成Fe3＋，C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn­Fe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。答案　C 2、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pH平均值为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不正确的是(　　)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，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋答案　B解析　金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。/3.用饱和氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断错误的是(　　)A．甲是原电池，乙是电解池B．甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀C．d电极上的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋D．b电极上的电极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析　据原电池和电解池的构成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，A正确；甲中铁为原电池的负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，乙中Fe为电解池阴极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，Fe被保护，B正确，C错误；甲中铁发生吸氧腐蚀，b为正极，正极上电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D正确。答案　C4．钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(　　)A．b为电源负极B．该方法是牺牲阳极的阴极保护法C．电子流向：a→钢铁闸门→辅助电极→b→aD．电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应解析　从图示可知，由于有外加电源，故此为外加电流的阴极保护法，B错误；A项，在外加电流的阴极保护法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，故A错误；C项，在电解池中，电子由电解池的阳极→电源的正极，电源的负极→电解池的阴极，溶液中通过离子导电而不是电子，故C错误；D项，电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，故D正确。答案　D 5为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是(　　)A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．将石墨电极改成镁电极，难以观察到铁锈生成C．若向自来水中加入少量的氯化钠固体，可较快地看到铁锈D．分别向铁、石墨电极附近吹入氧气，前者铁锈出现得快答案　D解析　铁是负极，失电子被氧化成Fe2＋，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH－，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误；向自来水中加入少量的氯化钠固体，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确；若将石墨电极换成镁电极，负极为镁，铁被保护，难以看到铁生锈，B项正确。6.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeO下列说法错误的是(　　)A．当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀B．当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．当pH>14时，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析　C项正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。答案　C 7.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　)A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑答案　D解析　若X为碳棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，铁作原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，开关K置于A处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于B处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。8.验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是(　　)A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼解析　②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确；①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案　D 二、非选择题9.如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a““或“b”或“c”)；(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_______________________________________。解析　在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子发生氧化反应为原电池的负极。②负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O2获得电子生成的OH－，Cu2＋、OH－、Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀：2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。答案　(1)c　(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓10.如图所示3套实验装置，分别回答下列问题。(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液出现蓝色沉淀，表明铁被________(填“氧化”或“还原”)；向插入石墨的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到石墨附近的溶液变红，该电极反应式为________________________________。(2)装置2中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该装置发生的总反应的离子方程式为______________________________________________________。(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L－1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨附近溶液首先变红。①电源的M端为________极；甲烧杯中铁极的电极反应式为____________________________________________________________。②乙烧杯中电解反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________。③停止通电后，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为________ mL。解析　(1)铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2＋，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)铜可被Fe3＋氧化，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，形成原电池时，铜为负极，发生氧化反应，石墨为正极。(3)由题意知，甲池中石墨极为阴极，则铁极为阳极，乙池中铜作阴极，石墨作阳极。①铁极为阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，则M端为正极；②乙烧杯中用铜作阴极、石墨作阳极来电解硫酸铜溶液，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电析出铜，电解方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋；③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，则生成Cu的物质的量为＝0.01 mol，转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生氢气，2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑     2 mol        22.4 L  0.02 mol          VV＝＝0.224 L，即224 mL。答案　(1)氧化　O2＋4e－＋2H2O===4OH－(2)正　Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(3)①正　Fe－2e－===Fe2＋　②2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋　③224