高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护练习 新人教版选修4

4.4金属的电化学腐蚀与防护
[学业水平层次（A）]
1．下列各变化中,属于原电池反应的是( )
A．在空气中,金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与水接触,表面形成蓝黑色的保护层
D．在空气中,金属银表面生成一层黑色物质
【解析】镀锌铁表面划损时,锌作原电池负极被氧化。

A、C、D属于化学腐蚀。

【答案】 B
2．下列关于钢铁锈蚀的叙述中,不正确的是 ( )
A．钢铁锈蚀时,铁原子失去电子成为Fe3＋,而后生成Fe(OH)3,再部分脱水成为氧化铁的水合物
B．镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·n H2O,为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块
D．酸雨能使钢铁更容易发生析氢腐蚀
【解析】钢铁锈蚀时铁作负极,失电子生成Fe2＋,Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2,而后Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3部分脱水成为氧化铁的水合物,A项错误；铁比银活泼,镀银铁制品破损后形成的原电池中铁为负极,腐蚀加快,B项正确；锌比铁活泼,形成原电池时锌为负极被腐蚀,保护铁,C项正确；酸性条件下钢铁易于发生析氢腐蚀,D项正确。

【答案】 A
3．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A．正极的电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程中电子从Fe移向Cu
【解析】该图表示为吸氧腐蚀,其中铁铆钉为负极,电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋,铜板作正极,电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－,当形成Fe(OH)2后,还有4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3这个反应,故A项错误,B、C、D三项均正确。

【答案】 A
4．如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。

下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
【解析】a为中性环境,发生吸氧腐蚀,氧气被消耗,气体压强减小；b中酸性较强,发生析氢腐蚀,有氢气放出,气体压强增大,所以红墨水柱两边的液面变为左高右低,故B项错。

【答案】 B
5．为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是( )
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
【解析】A、B中形成的原电池都是铁作负极,加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极,加速
腐蚀；C中锌比铁活泼,铁作正极。

【答案】 C
6．下列关于金属的防护方法的说法不正确的是 ( )
A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接
C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青
【解析】A项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中,搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；B项中利用的是外加电流的阴极保护法,从而保护铁不被腐蚀；C项是牺牲阳极的阴极保护法；D项是用沥青作涂层的涂层保护法。

【答案】 A
7．有关金属腐蚀的叙述,正确的是 ( )
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变,且被腐蚀的金属总是失电子
【解析】金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应,电子直接转移给氧化剂,无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀,其原理与原电池原理一致。

【答案】 D
8．下列叙述不正确的是 ( )
A．铁表面镀锌,铁作阳极
B．船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应；O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
【解析】本题考查电化学知识的应用。

选项A,在铁表面镀锌时,应该锌作阳极,含Zn2＋的溶液作电解液；选项B,Zn的活动性比Fe强,Zn失去电子而保护了船体；选项C,钢铁吸氧腐蚀时,O2在正极获得电子；选项D,Cl－失电子能力大于OH－,电解饱和食盐水时,Cl－在阳极失去电子变为Cl2。

【答案】 A
9．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)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为___________________________________________________________
______________________________________________________。

(2)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________(填写字母序号)。

A．铜B．钠C．锌D．石墨
(3)图乙所示的方案也可以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________极。

【解析】(1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失去电子,正极上O2得到电子。

(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属,如锌,则锌失去电子而溶解,Fe被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法。

(3)乙属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。

【答案】(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋,
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)C (3)负
[能力提升层次（B）]
10．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。

下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区,发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2＋由a区向b区迁移,与b区的OH －形成Fe(OH)
2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
【解析】由图可知外围腐蚀速率大于中心腐蚀速率,腐蚀区将逐渐变小,铁锈环逐渐向中心扩展,当水蒸发完时电化学腐蚀结束。

所以液滴中Na＋、Cl－都是随着腐蚀区的减小由b 区向a区移动,故A错；Fe被腐蚀时发生氧化反应,所以C错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板,铁仍为负极而被腐蚀,D错。

【答案】 B
11．根据下图,下列判断中正确的是( )
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯a中发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．烧杯b中发生还原反应
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
【解析】根据图中电子移动的方向判断,烧杯a为正极区,电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－,烧杯a中c(OH－)增大,pH升高,故A正确,B错误；烧杯b为负极区,电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋,为氧化反应,故C、D错误。

【答案】 A
12．关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( )
A．用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
【解析】A项,根据电流方向,a为阳极,b为阴极,粗铜作阳极。

B项,装置②的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋,错误。

C项,被保护的金属应作阴极。

D项,铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。

【答案】 B
13．(2012·海南高考)下列叙述错误的是( )
A．生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
【解析】A、B选项,都是原电池原理,铁做负极,使铁更易腐蚀；D是牺牲阳极的阴极
保护法。

【答案】 C
14．钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。

(1)抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈。

现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,当铁锈除尽后,可能发生的化合反应的化学方程式为______________________________________________________。

(2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于________处。

②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为
_____________________________________________________。

(3)上图中若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2 g时,X电极溶解的铜的质量________3.2 g(填“<”、“>”或“＝”)。

铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀,如果铁件部分未镀上铜,或镀层破损,镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀,请简要说明原因：___________________________________________________________
______________________________________________________。

【解析】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3·x H2O,与盐酸反应生成Fe3＋,Fe3＋会与Fe反应生成Fe2＋。

(2)若X为碳棒,则需将铁件接电源的负极,即开关K置于N处。

若X为Zn,则Zn—Fe—海水构成原电池,其中Zn作负极,Fe作正极。

此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。

(3)粗铜中含有杂质,转移电子共3.2 g
64 g/mol
×2＝0.1 mol。

故X电极溶解Cu的质量小于
3.2 g。

若镀层破损,Cu和Fe在电解质溶液中构成原电池,其中Fe作负极,会加快Fe的腐蚀。

【答案】(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(2)①N②牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)
(3)< 在潮湿的环境中构成原电池,铁是负极,加速腐蚀
15．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如图所示：
(1)A中反应的离子方程式是__________________________________________________________。

(2)B中Sn极的电极反应式为______________,Sn极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)C中被腐蚀的金属是________________________,总反应离子方程式是__________________________,比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________________________________。

【解析】(1)A中发生Fe与稀硫酸间的置换反应。

(2)B中Sn为正极,H＋放电生成H2：2H＋＋2e－===H2↑,导致Sn附近溶液中c(H＋)减小,pH 增大。

(3)C中Zn为负极被腐蚀。

【答案】(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑增大
(3)Zn Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑B>A>C
16．对金属制品进行腐蚀处理,可延长其使用寿命。

(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是______________________(用离子方程式表示)。

为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的______________。

a．NH3 b．CO2
c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极的电极反应式为___________________________________________________________
______________________________________________________。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是____________________________________________________
______________________________________________________。

(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于______处。

【解析】(1)①铝与碱反应产生H2,离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；通CO2气体,可以让溶液中的[Al(OH)4]－全部转化为Al(OH)3沉淀。

②阳极材料是铝,属于活泼金属电极,电极本身参与反应,反应过程中失去电子而生成Al2O3。

电解质溶液是稀硫酸,溶液中的水为金属铝提供了氧元素,所以电极反应式为2Al＋3H3O－6e－===Al2O3＋6H＋。

(2)电镀时,镀件做阴极,镀层金属做阳极,镀层金属的盐溶液做电解液。

(3)X为碳棒时,接M时,Fe做负极,被腐蚀；接N时,Fe做阴极,被保护。

【答案】(1)①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)补充溶液中的Cu2＋,保持溶液中Cu2＋的浓度恒定
(3)N
下方文件供学习参考
《化学与生活》测试
单项选择题（包括40小题,每小题2.5分,共100分）
1. 在盛有碘水的试管中,加入少量四氯化碳后振荡,静默片刻后,出现的实验
现象是（）
A. 整个溶液变紫色
B. 整个溶液变棕色
C.上层无色,下层紫红色
D. 下层无色,上层紫红色
2. 下列仪器不宜直接用来加热的是（）
A.试管
B.坩埚
C.蒸发皿
D.烧杯
3. 设阿伏加德罗常数为N A,下列说法正确的是（）
A. 标准状况下,22.4L水含有N A个水分子
B. 28g氮气含有N A个氮分子
C. 1mol氯气含有N A个氯原子
D. 1mol铝与足量稀盐酸反应生成N A个氢气分子
4. 在5L硫酸钠溶液中含有钠离子4.6g ,则溶液中的硫酸根离子的物质的是浓
度为（）
A. 0.2 mol/L
B. 0.04 mol/L
C. 0.08 mol/L
D. 0.02 mol/L
5. 蔗糖是常见的食用糖,蔗糖属于（）
A. 混合物
B. 化合物
C. 氧化物
D. 单质
6. 下列各组离子反应能用H+ + OH－＝H2O 表示的是（）
A. NaOH溶液与CO2的反应
B. Ba(OH)2溶液和稀H2SO4的反应
C. NaOH溶液和盐酸的反应
D. 氨水和稀H2SO4的反应
7. 已知某本性溶液中含有Ba2+、Fe3+,则下述离子组能与上述离子共存的是
（）
A. CO32－、Cl－
B. NO3－、Cl－
C. NO3－、SO42－
D. OH－、NO3－
8. 下列反应中,水作为还原剂的是（）
A. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
B. Cl2 + H2O HCl + HClO
C. 2F2 + 2H2O = 4HF + O2
D. SO2 + H2O H2SO3
9. 下列变化需要加入还原剂才能实现的是（）
A. MnO4－→Mn2+
B. HCl→Cl2
C. Fe→Fe3+
D. KClO3→O2
10.下列溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是（）
A. Na+、Ba2+、Cl－、SO42－
B. Ca2+、HCO3－、Cl－、K+
C. MnO4－、K+、I－、H+
D. H+、Cl－、Na+、CO32－
11.下列性质中,不属于大多数金属通性的是（）
A. 有银白色光泽
B. 有延展性
C. 有良好的导电性和导热性
D. 有很高的熔点和硬度
12.下列反应的离子方程式中,书写正确的是（）
A. 钠和冷水反应：Na + 2H2O = Na+ + 2OH－+H2↑
B. 铝溶于氢氧化钠溶液：Al + 2OH－= AlO2－+ H2↑
C. 金属铝溶于盐酸中：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
D. 铁跟稀硫酸反应：2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑
13.下列实验中,能观察到明显变化现象的是（）
A. 把KSCN溶液滴入FeCl3溶液中
B. 把铁片放入冷的浓硫酸中
C. 把盐酸滴入氢氧化钾溶液中
D. 把淀粉溶液滴入KI溶液中
14.氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药,这是利用了氢氧化铝的（）
A. 酸性
B. 碱性
C. 两性
D. 氧化性
15.下列物质不属于合金的是（）
A. 硬铝
B. 黄铜
C. 钢铁
D. 水银
16.下列对金属及其制品的防护措施中,错误的是（）
A. 铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置于潮湿处
B. 通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜
C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆
D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
17.下列说法中,正确的是（）
A. 水晶和陶瓷的主要成分都属于硅酸盐
B. 单质硅是制造光导纤维的材料
C. 硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料
D. 工业上用盐酸刻蚀玻璃
18.下列不属于传统硅酸盐产品的是（）
A. 玻璃
B. 水泥
C. 光导纤维 D . 陶瓷
19.用自来水养金鱼时,通常先将自来水经日晒一段时间后,再注入鱼缸,其目的
是（）
A. 利用紫外线杀死水中的细菌
B. 提高水温,有利于金鱼生长
C. 增加水中氧气的含量
D. 促使水中的次氯酸分解
20.下列气体中,既有颜色又有毒性的是（）
A. 氮气
B. 一氧化碳
C. 氯气
D. 二氧化碳
21.下列物质能使品红褪色的是（）
①活性炭②过氧化钠③氯水
④二氧化硫⑤臭氧
A. B. C. D.
22.酸雨给人类带来了种种灾祸,严重地威胁着地球生命生存的生态环境,下列
有关减少或者防止酸雨形成的措施中,可行的是（）
对燃煤进行脱硫飞机、汽车等交通工具采用天然气、甲醇等清洁燃料
人工收集雷电作用产生的氮氧化物
对含SO2、NO2等工业废气进行无害处理后再排放到大气中
A. B.
C. D.
23.对于硫酸和硝酸的比较中,不正确的是（）
A. 冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁投制容器盛装
B. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
C. 硫酸和硝酸都是重要的化工原料
D. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
24.据报道,月球上有大量的3He存在,以下关于的说法中,正确的是（）
A. 是4He的同素异形体
B. 比4He多一个中子
C. 是4He的同位素
D. 比4He少一质子
25.有短周期元素A、B、C,其中A和B同周期,B和C同主族,且最外层电子
数之和为17,核电荷数之和为31,则A、B、C是（）
A. C、N、Si
B. N、P、O
C. N、O、S
D. C、Si、S
26.下列各组性质比较中,完全正确的是（）
酸性：HClO4>HBrO4>HIO4碱性：Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2
稳定性：HCl>H2S>PH3还原性：F－>Cl－>Br－
A. B.
C. D.
27.下列各组分子中化学键类型有明显差异的是（）
A. H2O、CO2
B. MgF2、H2O2
C. NaOH 、Ba(OH)2
D. NaCl 、KCl
28.下列反应中,属于吸热反应的是（）
A. 活泼金属与酸反应
B. 制造水煤气
C. 酸碱中和反应
D. 镁条燃烧
29.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源,如水能、地热、
天然气、电能等。

下列能源属于绿色能源的是（）
太阳能风能石油煤潮汐能⑥木材
A. B. C. ⑥ D.
30.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议
事日程,其首要原因是（）
A. 利用电池外壳的金属材料
B.回收其中石墨电极
C.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
D. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
31.石墨－锌电池的电极反应为：锌片：Zn + 2OH－-2 e – = ZnO + H2O
石墨：O2 + 2H2O +4 e – = 4OH－,据此判断,锌片是（）
A. 负极,并被氧化
B. 负极,并被还原
C. 正极,并被氧化
D. 正极,并被还原
32.对于100mL 1mol/L盐酸与锌粒的反应,下列措施能使反应速率加快的是：
升高温度改用100mL 3mol/L盐酸改用300mL 1mol/L盐酸
用等量锌粉代替锌粒 A.
B.
C.
D.
33.反应A(g) + 3B(g) =2C(g) +2D(g) 在不同情况下测得化学反应速率,其中表
示该反应速率最快的是（ ）
A.)/(4.0D S L mol •）＝（υ
B. )/(6.0B S L mol •）＝（υ
C.)/(5.0C S L mol •）＝（υ
D. )/(15.0A S L mol •）＝（υ 34.可逆反应达到平衡的重要特征是（ ）
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率均为0
C.正逆反应都还在进行
D.正反应速率等于逆反应速率 35.正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是（ ）
A.具有相似的化学性质
B.具有相同的物理性质
C.分子具有相同的空间结构
D.分子式相同,但分子内碳原子的连结方式不同 36.下列物质中不属于烃类的是（ ）
A.C 6H 6
B.CO(NH 2)2
C.C 2H 4
D.C 4H 10 37.酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是（ ）
A.酯化反应的反应物之一肯定是醇
B.酯化反应一般不需要加热
C.酯化反应是有限度的
D.酯化反应一般需要催化剂
38.下列叙述中,不正确的是（ ）
A.用银氨溶液检验某病人是否患糖尿病
B.在植物油中滴入溴水,溴水褪色
C.酶不属于蛋白质
D.在鸡蛋白溶液中滴入浓硝酸,微热会产生黄色物质 39.下列说法中,正确的是（ ）
A.公交车使用天然气代替汽油主要是为了改善空气质量
B.航天器外层的抗氧化陶瓷复合材料属于有机高分子化合物
C.煤矿井爆炸事故是因为矿井内大量氢气遇明火发生爆炸
D.制造通讯光纤光缆需要使用大量的高纯硅
40.2000年度诺贝尔化学奖授予日本和美国的三位化学家,他们发明了导电塑
料,如在聚乙炔合成过程中接触某些物质,其导电能力提高了1000万倍。

这类聚合物将在21世纪制成可折叠的电视机屏幕、可穿在身上的计算机、会发光的墙纸等。

由乙炔生成聚乙炔的反应属于（ ） A.取代反应 B.消去反应 C.加聚反应 D.缩聚反应
参考答案
每题2.5分,共100分。