2024届高三化学一轮复习培优-金属的防护训练

2024届高三化学一轮复习培优-金属的防护训练

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

一、单选题

1．化学与生活紧密相联。下列有关说法不正确的是

A．氯水和食盐水消毒杀菌的原理不同

B．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法

C．合成氨采用高温、高压和催化剂主要是提高氢气平衡转化率

D．侯氏制碱法工艺流程中利用了物质溶解度的差异

2．“山东舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是

A．航母使用的燃料重油属于纯净物

B．制造舰体所用的耐腐蚀低磁钢，其熔点高于纯铁

C．航母下水前要进行刷漆工作，目的为防止金属腐蚀

D．相控阵雷达使用的碳化硅属于新型的有机材料

3．化学与生产、生活、科技等密切相关。下列说法错误的是

A．制作电饭锅内胆的304不锈钢属于合金

B．制作亚克力浴缸的聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子材料

C．大力实施矿物燃料的脱硫脱硝，可以减少、的排放

D．喷油漆、涂油脂、电镀或金属表面钝化，都是金属防护的物理方法

4．下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是

A．(2)>(4)>(3)>(1) B．(4)>(2)>(1)>(3)

C．(2)>(1)>(3)>(4) D．(3)>(2)>(4)>(1)

5．下列说法正确的是

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强

B．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿

C．电解精炼铜时，粗铜作阴极

D．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

6．从2月4日开幕到2月20日闭幕，为期17天的精彩冬奥， “中国之美”与“五环之美”交相辉映，中国式浪漫拨动了全世界的心弦。下列冬奥会有关物品所用材料属于合金的是

A．A B．B C．C D．D

7．对金属腐蚀及防护的表述正确的是    (        )

A．金属表面涂油漆：可避免金属与电解质溶液接触

B．金属腐蚀的本质：金属失电子发生还原反应

C．外加电流阴极保护法；被保护的金属应与电源正极相连

D．牺牲阳极的阴极保护法：被保护的金属应做负极

8．化学与生产、生活、科技密切相关。下列有关说法不正确的是

A．2022北京冬奥会上碲化镉(CdTe)发电玻璃用于一体化项目，其中碲(Te)属于半导体

B．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为牺牲阳极的阴极保护法

C．植树造林有利于实现 “碳中和”，其捕获和储存大气中的CO2过程中涉及了氧化还原反应

D．“绿氢”燃料电池客车投入“冰丝带”：光伏电解水制氢可作为“绿氢”的主要来源

9．下列实验操作不能达到实验目的的是

A．用装置甲测定硫酸与锌反应的化学反应速率

B．用装置乙制取无水氯化镁

C．用装置丙电解精炼铜，a为粗铜，b为精铜

D．用装置丁保护钢闸门，其中钢闸门与电源的负极相连

10．下列说法不正确的是

A．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应生成1mol 时对应的

B．需要加热才能发生的反应可能是放热反应

C．0.1mol氮气和0.3mol氢气，在密闭容器中充分反应生成氨气，转移的电子数小于0.6

D．水中的钢闸门连接电源的负极来防腐是采用了外加电流的阴极保护法

11．铁制管材在生活中有广泛的用途。下列做法不能防止铁管生锈的是

A．保持铁管表面干燥 B．在铁管表面镀锌

C．擦去铁管表面的铁锈 D．在铁管表面喷油漆

12．下列说法正确的是

A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程

B．将水库中的水闸(钢板)与外加直接电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀

C．由原电池原理知所有的合金都比纯金属更易被腐蚀

D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生：，从而形成铁锈，但此过程铜不被腐蚀

13．下列有关电化学装置完全正确的是

A．A B．B C．C D．D

14．化学与科学、技术、社会、环境关系密切，下列说法正确的是

A．明矾既能沉降水中的悬浮物，又能杀菌消毒

B．NH4Cl溶液可用作焊接时的除锈剂

C．轮船船底四周镶嵌铜块以保护船体

D．电解熔融氯化铝可以得到铝

15．验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。

下列说法不正确的是

A．对比①②，可能将Fe氧化

B．对比②③，可以判定Zn保护了Fe

C．用酸性溶液代替溶液，也可验证牺牲阳极法

D．将Zn换成Cu，用①的方法无法判断Fe比Cu活泼

二、实验题

16．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”)。

17．下图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：

（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_____。

（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________（填“高”或“低”）钢铁越易腐蚀。

（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为__________________________。

18．某实验小组欲探究牺牲阳极保护法的原理，设计了如图所示实验装置：

实验I：向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计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流计指针发生偏转。

（1）锌棒上发生的电极反应为___，铁棒上发生的电极反应为___。

（2）向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无___产生。

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计连接。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试液。

（3）实验Ⅱ中电流计指针的偏转方向与实验I___（填“相同”或“相反”）

（4）在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是__、___。

（5）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__（填“活泼”或“不活泼”）的金属被保护。

19．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①②③三种不同的环境中

请回答:

（1）金属腐蚀主要分为__________腐蚀和_____________腐蚀两种。

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

（3）①中正极的电极反应式为_________________________________________________，②中负极的电极反应式为_________________________________________。

（4）据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有__________(填序号)。

①健身器材刷油漆                      ②自行车钢圈镀铬

③将钢管用导线与铜条连接              ④将钢管用导线与碳棒连接

参考答案：

1．C

【详解】A．氯水中的次氯酸有强氧化性，食盐水能使细菌病毒脱水，它们消毒杀菌的原理不同，故A正确；

B．镁比铁活泼，易形成原电池负极，可防止电热水器内胆腐蚀,这是利用了栖牲阳极的阴极保护法，故B正确；

C．合成氨的反应是放热反应，采用高温并不利于反应正向移动，不能提高氢气平衡转化率，采用高温是为了提高化学反应速率，使用催化剂只能加快反应速率，不能提高氢气平衡转化率，故C不正确；

D．侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和的氯化钠溶液中，发生以下的反应：NH3 +CO2 +H2O = NH4HCO3，NH4HCO3 + NaCl = NH4Cl + NaHCO3其中NaHCO3溶解度最小，故有NaHCO3的晶体析出，利用了物质溶解度的差异，故D正确；

故选C。

2．C

【详解】A．重油含有多种物质，属于混合物，A错误；

B．耐腐蚀低磁钢属于铁合金，合金熔点低于成分金属熔点，B错误；

C．刷漆工作，目的是形成一层保护层，防止金属腐蚀，C正确；

D．碳化硅属于新型的无机非金属材料，D错误；

故选C。

3．D

【详解】A．合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质；304不锈钢属于合金，A正确；

B．聚甲基丙烯酸甲酯属于有机合成高分子材料，B正确；

C．矿物燃料的脱硫脱硝，可以减少、的排放，减少污染物的污染，C正确；  

D．金属表面钝化的过程生成新物质，属于化学方法，D错误；

故选D。

4．B

【详解】(1)中为铁的化学腐蚀；(2)为原电池，铁比锡活泼，铁做负极，铁被腐蚀，腐蚀速率大于(1)；(3)为原电池，锌比铁活泼，铁做正极被保护，因此腐蚀速率大于 ；(4)为电解池，铁做阳极，加速腐蚀，速率最快，即腐蚀速率大于 ；

故选B。

5．B

【详解】A．生铁中含有C，与电解质溶液接触时会形成原电池，铁作原电池负极而容易被腐蚀，纯铁比生铁更耐腐蚀，故A错误；

B．铜锌合金中锌更活泼，因此锌作负极，铜作正极，铜不易腐蚀，故B正确；

C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液为含铜离子的盐溶液，常见为硫酸铜，故C错误；

D．镀锡铁制品镀层破损后会形成原电池，铁比锡活泼，因此铁作负极，容易被腐蚀，故D错误。

综上所述，答案为B。

6．C

【详解】A．冰墩墩外壳是硅胶材质，是无机非金属材料，A不符合题意；

B．冰壶主体用花岗岩做成的，不是合金，B不符合题意；

C．冬奥会金牌不是纯金的，只是表面镀了一层金衣，内里都是金属混合物，属于合金，C符合题意；

D．雪地滑板的主要材料是塑料，属于高分子材料，D不符合题意；

故选C。

7．A

【详解】A选项，金属表面涂油漆即可避免金属与电解质溶液接触，起到防护的作用，故A正确；

B选项，金属腐蚀的本质是金属失电子发生氧化反应，故B错误；

C选项，外加电流阴极保护法，应该是被保护的金属应与电源负极相连，作电解池的阴极，起保护的作用，故C错误；

D选项，牺牲阳极的阴极保护法，被保护的金属应做正极，让一个比保护的金属活泼性强的金属作负极，故D错误；

综上所述，答案为A。

【点睛】金属腐蚀的防护主要是通过涂上油漆物理方法，利用电化学方法是牺牲阳极的阴极保护法，外加电流的阴极保护法。

8．B

【详解】A．碲(Te)在金属与非金属交界处，属于半导体，A正确；

B．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，称为外接电源的阴极保护法，B错误；

C．植物光合作用将二氧化碳转化为氧气和有机物，其捕获和储存大气中的CO2过程中涉及了氧化还原反应，C正确；

D．光伏电解水制氢，将太阳能转化为氢能，可作为“绿氢”的主要来源，D正确；

故选B。

9．B

【详解】A．用装置甲通过测定生成一定体积的氢气所用时间，测定硫酸与锌反应的化学反应速率，故不选A；

B．直接加热蒸发氯化镁溶液，得到氢氧化镁沉淀，应该在通入氯化氢气流的情况下，加热蒸干得到氯化镁，故选B ；

C．a是阳极、b是阴极，用装置丙电解精炼铜，粗铜阳极，精铜阴极，电解质溶液为硫酸铜，故不选C；

D．用装置丁保护钢闸门，钢闸门与电源的负极相连，属于外加电流阴极保护法，故不选D；

选B。

10．A

【详解】A．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和水，生成硫酸钡沉淀时还要放出热量，则反应生成1mol水时的反应热△H＜—57.3 kJ/mol，故A错误；

B．需要加热才能发生的反应可能是放热反应，如铝热反应是放热反应，反应时需要高温才能进行，故B正确；

C．合成氨反应为可逆反应， 0.1mol氮气和0.3mol氢气不可能完全反应，则在密闭容器中充分反应生成氨气，转移的电子数小于0.6，故C正确；

D．水中的钢闸门连接电源的负极来防腐的方法是外加电流的阴极保护法，故D正确；

故选A。

11．C

【详解】A．铁生锈的主要条件是与空气和水(或水蒸气)直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止铁生锈，则保持铁管表面干燥能防止钢铁生锈，故A正确；

B．在金属铁的表面镀上一层比金属铁活泼的金属锌，形成原电池，铁作正极被保护，可以防止铁被腐蚀，故B正确；

C．擦去铁管表面的铁锈，不能隔绝了空气和水，则不能防止钢铁生锈，故C错误；

D．铁生锈的主要条件是与空气和水(或水蒸气)直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止铁生锈，在钢铁表面刷一层油漆能防止钢铁生锈，故D正确；

故答案为C。

12．B

【详解】A．金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程，选项A错误；

B．将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连接，作电解池的阴极被保护，可防止水闸被腐蚀，选项B正确；

C．有些合金由于金属的内部组织结构被改变而比纯金属更难被腐蚀，选项C错误；

D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中形成原电池，发生吸氧腐蚀，负极电极反应为Fe-2e-=Fe2+，选项D错误；

答案选B。

13．A

【详解】A．Fe连接电源负极作阴极，Fe上有许多电子堆积而得到保护，因此可防止Fe被腐蚀，A正确；

B．电解质溶液放颠倒了，应该将Zn放入ZnSO4溶液中，将Cu放入CuSO4溶液中，B错误；

C．要实现铁上镀银，应该Fe为阴极，连接电源负极；Ag为阳极，连接电源正极，C错误；

D．在铜的精炼时，粗铜作阳极，连接电源正极，纯铜作阴极，连接电源负极，D错误；

故合理选项是A。

14．B

【详解】A. 明矾能沉降水中的悬浮物，但其不能杀菌消毒，A不正确；B. NH4Cl溶液显酸性，故其可用作焊接时的除锈剂，B正确；C. 轮船船底四周镶嵌锌块可以保护船体，若换作铜块则会加快船体腐蚀，C不正确；D. 氯化铝是共价化合物，其在熔融状态下不能电离，故不能通过电解熔融氯化铝来冶炼铝，D不正确。本题选B。

15．C

【详解】A．①②相比较，可知铁棒表面被氧化，但溶液中没有亚铁离子，可能的原因为K3[Fe（CN）6]将Fe氧化，A正确；

B．②中铁没有被腐蚀，而③铁腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，B正确；

C．由于电解质溶液中含有Cl-，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故用KMnO4酸性溶液代替K3[Fe(CN)6]溶液，即使溶液褪色也不能说明生成了Fe2+，且酸性高锰酸钾溶液本身也能氧化Fe，故不可验证牺牲阳极法， C错误；

D．实验①可说明铁被氧化，说明方法存在缺陷，不能比较金属的活泼性，则换成铜，也不能证明金属的活泼性，D正确；

故答案为：C。

16．(1)析氢

(2)     吸氧     O2+2H2O+4e-=4OH-

(3)     H+     OH-     增大

【分析】生铁浸在雨水中形成原电池，原电池原理发生金属腐蚀时，极弱酸性、中性和碱性环境发生吸氧腐蚀，酸性较强时发生析氢腐蚀；

【详解】（1）导管内液面下降时，说明容器内产生气体、气体压强有所增大，因为溶液酸性较强，生铁发生析氢腐蚀。

（2）墨水回升时，说明容器内消耗了气体、气体压强有所减小，发生吸氧腐蚀，正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。

（3）析氢腐蚀正极上H2+2e-=H2↑，消耗H+，吸氧腐蚀产生OH-，具支试管中溶液pH逐渐增大。

17．     乙     高     2H2O+O2+4e―=4OH―

【分析】（1）乙形成了原电池，丙浸没在非电解质溶液中，故腐蚀速率乙>甲>丙；

（2）含碳量越高，容易形成原电池，所以越易腐蚀；

（3）乙发生吸氧腐蚀，发生电化学腐蚀时正极氧气得到电子生成氢氧根离子。

【详解】（1）甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙>甲>丙，故过一段时间后液面最高的是乙，故答案为：乙；

（2）甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，故答案为：高；

（3）乙装置中发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-。

18．     Zn-2e-=Zn2+     2H2O+O2+4e-=4OH-     Fe2+     相反     产生蓝色沉淀     溶液变红色     不活泼

【分析】实验I：锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的是吸氧腐蚀，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护；

实验Ⅱ：铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时，发生的也是吸氧腐蚀，铜作正极被保护，铁作负极被腐蚀；

由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流计指针的偏转方向也相反，依此解答。

【详解】（1）实验I锌作负极被腐蚀，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；铁作正极被保护，氧气在正极参与反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-；

（2）Fe失去电子生成，可与反应生成蓝色沉淀，该实验中无明显现象，则说明溶液中无生成；

（3）由于两次实验中原电池的电子流向相反，所以电流计指针的偏转方向也相反；

（4）铁作负极，Fe失去电子生成，可与反应生成蓝色沉淀；铜作正极，电极反应式为，故滴有几滴酚酞试液的铜棒附近溶液变红色；

（5）对比两个实验可知，一般情况下，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，活泼金属被腐蚀，不活泼金属被保护。

19．     化学     电化学     ①>③>②     2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－     Zn － 2e－ = Zn2+     ①②

【详解】试题分析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子；（4）根据金属防护方法分析。

解析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；所以铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①>③>②；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－；②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子，电极反应式为Zn － 2e－ = Zn2+；（4）①健身器材刷油漆，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故①正确； ②自行车钢圈镀铬，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故②正确；③将钢管用导线与铜条连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故③错误； ④将钢管用导线与碳棒连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故④错误。

点睛：构成原电池时，一般活泼性强的金属为负极，负极失电子生成阳离子，负极质量减小，所以负极金属被腐蚀；活泼性弱的金属作正极，正极得电子发生还原反应，质量增大或有气体放出，正极被保护。