20202021学年高二化学重难点训练金属的电化学腐蚀与防护pdf含解析

2020-2021学年高二化学重难点训练：金属的电化学腐蚀与防护一、选择题（每小题只有一个正确选项，共10*6分）1．（2020江苏高考真题）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A．阴极的电极反应式为2Fe2eFeB．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【答案】C【解析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极。A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；故选：C。2．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（）A．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B．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式Fe-3e-=Fe3+D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案】B【解析】A、根据金属活动顺序表，铁比Sn活泼，镀层破损后，构成原电池，铁作负极，Sn为正极，加速铁制品腐蚀，故A错误；B、锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，铁被保护起来，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；C、钢铁发生吸氢腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故C错误；D、根据电解池的原理，如果活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，加速腐蚀，因此输油钢管与外加直流电源的负极相连，故D错误；答案选B。3．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()①Fe由＋2价转化成＋3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O⑤杂质C被氧化除去A．①②④B．③④C．①②③④D．①②③④⑤【答案】A【解析】钢铁的吸氧腐蚀化学变化为：负极：-2+Fe-2e=Fe，正极：--222HO+O+4e=4OH，总反应为：2222Fe+2HO+O=2FeOH，2FeOH迅速被空气中的氧气氧化：22234FeOH+O+2HO=4FeOH，3FeOH失水变成232FeOxHO，杂质碳做正极，不参与反应，故不能除去。答案选A。4．如下图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()A．①②③④⑤B．④③②①⑤C．④③①②⑤D．④②③①⑤【答案】C【解析】金属腐蚀快慢的比较规律：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极，结合题给装置选C。5．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器（含Cu、Sn等）在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极，被氧化B．正极发生的电极反应为O2+4e－+2H2O=4OH－C．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2(OH)3Cl↓D．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，则理论上消耗的O2体积为4.48L【答案】D【解析】A、根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是c，发生氧化反应，A正确；B、氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+4e－+2H2O=4OH－，B正确；C、多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl为固体，故生成Cu2（OH）3Cl的离子方程式为：2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2(OH)3Cl↓，C正确；D、不确定氧气是否在标准状况下，则不能计算氧气的体积，D错误，答案选D。6．2020年5月5日，广东省东莞虎门大桥出现桥面抖动现象，专家对桥墩的主体钢筋进行了全面检测，并确定了其安全性。以下说法正确的是A．桥墩钢筋容易发生化学腐蚀B．在海面与空气交界处的钢铁，比海底下的钢铁更容易被腐蚀C．可以在桥墩钢铁上嵌附铜片，减慢其腐蚀速率D．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【答案】B【解析】A．桥墩钢筋可与海水形成原电池，容易发生电化学腐蚀，A说法错误；B．在海面与空气交界处的钢铁，易发生吸氧腐蚀，海面下水中氧气的溶解度较小，海底下的钢铁腐蚀较慢，则在海面与空气交界处的钢铁比海底下的钢铁更容易被腐蚀，B说法正确；C．锌的活泼性大于铁，铁的活泼性大于铜，可以在桥墩钢铁上嵌附锌片，减慢其腐蚀速率，镶嵌铜，腐蚀速率加快，C说法错误；D．将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法，防止了铁被腐蚀，称为外加电源的阴极保护法，D说法错误；答案为B。7．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO2—下列说法正确的是A．随pH的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快B．pH4,发生析氢腐蚀C．pH为14，其负极反应为2H2O+Fe-3e-=FeO2-+4H+D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快【答案】B【解析】A项、由表可知，随pH的升高，碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，故A错误；B项、当pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故B正确；C项、在pH=14溶液中，碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为4OH-+Fe_3e-═FeO2-+2H2O，故C错误；D项、在煮沸除氧气后的碱性溶液中，正极上氧气生成氢氧根离子速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，故D错误。故选B。8．利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－=Fe2＋【答案】C【解析】A．U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀，故A正确；B．左边装置发生吸氧腐蚀，导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，一段时间后，a管液面高于b管液面，故B正确；C．a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，溶液的pH变大，故C错误；D．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负极上具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，故D正确；故选C。9．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+【答案】B【解析】A．根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，阴离子Cl-应由b区向a区迁移，A错误；B．O2在液滴外沿反应，正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，发生还原反应，B正确；C．液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C错误；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，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，D错误；故选B。10．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【答案】D【解析】A项，对比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]无明显变化，②Fe附近的溶液中不含Fe2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]产生蓝色沉淀，③Fe附近的溶液中含Fe2+，②中Fe被保护，A项正确；B项，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe2+，对比①②的异同，①可能是K3[Fe（CN）6]将Fe氧化成Fe2+，B项正确；C项，对比①②，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面产生蓝色沉淀，①也能检验出Fe2+，不能用①的方法验证Zn保护Fe，C项正确；D项，由实验可知K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化成Fe2+，将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误；答案选D。二、主观题（共3小题，共40分）11．（10分）（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择__________（填字母）。a.碳棒b.锌板c.铜板材料B需定期拆换，其是原因：________________。（2）图2中，钢闸门C作__________极。若用氯化钠溶液液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应为________________________，检测该电极反应产物的方法是______________________。【答案】（每空2分）（1）b锌作原电池的负极，(失电子，Zn−2e−═Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换（2）阴2Cl--2e−═Cl2↑湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气【解析】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强的作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌作原电池的负极，(失电子，Zn−2e−═Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；（2）Fe作阴极被保护，则钢闸门C做阴极；电解氯化钠溶液时阳极上氯离子失电子生成氯气；其电极反应为：2Cl--2e−═Cl2↑，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸，即用湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；故答案为：阴；2Cl--2e−═Cl2↑；湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；12．（12分）2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_______。(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。①下列说法不正确的是________。A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。下列说法正确的是________A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈B．