高考化学复习 考点21 金属的腐蚀与防护练习.docx
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高考化学复习考点21金属的腐蚀与防护练习
考点21 金属的腐蚀与防护
1．（2015·江苏化学，11）下列说法正确的是（ ）
A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023
B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH＞7
C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀
D．一定条件下反应N2＋3H2
2NH3达到平衡时，3v正（H2）＝2v逆（NH3）
2．（2015·重庆理综，11）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。
但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。
（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第________周期。
（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。
（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。
关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。
A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率
C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数
（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。
如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_______________________________________。
（5）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________________________________________________________________________；
③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为________L（标准状况）。
1．（2013·北京理综，7）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（ ）
A．水中的钢闸门连接电源的负极
B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子
D．地下钢管连接镁块
2．[2014·广东理综，32（5）]石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。
3．[2014·福建理综，24
（1）]铁及其化合物与生产、生活关系密切。
下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
（1）该电化腐蚀称为________。
（2）图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是______（填字母）。
4．[2013·广东理综，33
（2）（3）]
（1）能量之间可相互转化：
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：
ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见右图），并作相应标注，要求：
在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是__________________________________________。
（2）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在
（1）的材料中应选__________作阳极。
5．（2014·安徽理综，28）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
图1
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）:
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是________________________________________________________________________。
（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：
发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：
________；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。
1．（2014·广西南宁质检，1）关于金属的腐蚀的叙述中，正确的是（ ）
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M（OH）n＋
H2↑
B．马口铁（镀锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
2．（2015·贵阳调研，4）在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：
一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。
坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？
事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。
下列对此调查结论的理解正确的是（ ）
A．精铜砂装载过多导致沉船
B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力
C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀
D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
3．（2014·石家庄一次质检，11）烧过菜的铁锅未及时洗涤，会出现红棕色锈斑。
整个过程中，不可能发生的变化为（ ）
A．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．Fe－3e－===Fe3＋
C．Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
D．4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
4．（2015·山东烟台期末，6）下列金属防护的方法不正确的是（ ）
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
5．（2014·杭州市第一次高考科目教学质量检测）图中实验为研究金属腐蚀的实验。
下列相关说法正确的是（ ）
A．食盐水中有气泡逸出
B．铁表面的反应为Fe－3e－===Fe3＋
C．红色首先在食盐水滴的中心出现
D．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
6．（2014·河北衡水质检，12）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：
2Fe＋2H2O＋O2===2Fe（OH）2。
以下说法正确的是（ ）
A．负极发生的反应为：
Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为：
2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
7．（2014·海口调研，4）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
8．（2014·大连质检，7）关于铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀的下列说法中，不正确的是（ ）
A．正极电极反应式为：
2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及到反应：
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
9．（2014·云南大理期末，8）图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是（ ）
A．⑤>②>①>③>④B．③>②>①>⑤>④
C．⑤>②>③>④>①D．③>④>⑤>②>①
10．（2014·北京西城区期末，14）食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。
下列分析不正确的是（ ）
A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用
B．“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应
C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极
D．炭粉上发生的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
11．（2014·江西吉安二模）下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（ ）
A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀
C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的阴极
12．（2014·河南名校阶段测试，10）镀锌钢管具有广泛的用途，镀锌钢管有冷镀锌管和热镀锌管，冷镀即电镀，热镀是指熔融状态的锌与铁生成合金层。
下列说法正确的是（ ）
A．铁锌形成的合金层是纯净物，耐酸碱腐蚀
B．钢管镀锌的目的是使铁与锌形成原电池，消耗锌而保护钢管免受腐蚀
C．钢管冷镀时，钢管作阴极，锌棒作阳极，锌盐溶液作电解质溶液
D．镀锌钢管破损后，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
13．（2014·重庆万州区调研，6）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
14．（2015·南京期末，17）如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察（假设水不蒸发）。
（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________（填“化学”或“电化学”）腐蚀。
（2）若试管中液面上升，发生的是________腐蚀，则正极反应式为________，负极反应式为______________________________。
要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是________。
（3）若试管中液面下降，发生的是________腐蚀，正极反应式为________________________________________________________________________。
负极反应式为____________________________________。
要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是________。
15．（2014·河南开封期末，17）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁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减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
（4）在海洋工程上，通常用铝合金（AlZnCd）保护海底钢铁设施，其原理如图丙所示：
其中负极发生的电极反应为______________________________；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是______________________________________。
16．（2014·广东揭阳质检，18）
某学生在A、B、C、D四个小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝（并使铁丝完全浸没在食盐水中）。
然后组装成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）所示：
时间/小时
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
A瓶（盛干燥的铁丝）
0
0
0
0
0
0
0
B瓶（盛浸过食盐水的铁丝）
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶（盛浸过清水的铁丝）
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝）
0
0
0
0
0
0
0
（1）为什么有的导管中水面会上升？
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填小烧瓶的字母编号）___________________________________________。
（3）影响铁生锈的因素除氧气外还有________________________________________________________________________。
（4）日常生活中常见的铁制品生成铁锈，试写出铁制品生成铁锈（Fe2O3·xH2O）的化学方程式_____________________________
________________________________________________________________________。
（5）通过上面的研究，你认为在日常生活中应该如何保护铁锅等铁制品_________________________________________________。
17．（2015·河北石家庄调研，16）某校化学实验小组对电化学问题进行了如下图所示实验探究。
探究一：
探究金属腐蚀的防护措施
利用图1装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。
（1）写出负极的电极反应式：
____________________________。
某同学认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：
假设1：
铁参与反应，被氧化生成Fe2＋
假设2：
铁参与反应，被氧化生成Fe3＋
假设3：
铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋
（2）为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0.01mol·L－1FeCl3溶液2mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，未见蓝色沉淀生成；
④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变血红色。
据②、③、④现象得出的结论是_____________________________。
探究二：
探究电解现象
利用图2装置做电解50mL0.5mol·L－1CuCl2溶液的实验。
实验记录：
A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：
Cl2氧化性大于IO
）；
B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。
（3）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：
①_______________________________________________；
②______________________________________________________。
（4）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是________（写化学式）。
考点专练21 金属的腐蚀与防护
【三年高考真题演练】
[2015年高考真题]
1．C [A项，
，生成1molO2，理论转移2mol电子，错误；B项，醋酸是弱酸，两者等体积混合后，醋酸过量较多，溶液呈酸性，pH<7，错误；D项，达到平衡时，
＝
，错误。
]
2．解析
（1）铜的原子序数为29，介于18和36之间，所以在周期表第四周期。
（2）N（Sn）∶N（Pb）＝
∶
＝10∶1。
（3）催化剂是降低了反应的活化能，使更多分子成为活化分子，增大了反应的速率。
（4）“复分解反应”说明相互之间交换成分，所以生成物为AgCl、Cu2O。
（5）①“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气发生吸氧腐蚀生成OH－。
②正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋与Cl－作用生成Cu2（OH）3Cl。
③n[Cu2（OH）3Cl]＝
＝0.02mol，所以有0.04molCu被氧化，根据电子得失守恒n（O2）＝
＝0.02mol，标准状况下V（O2）＝0.02mol×22.4L·mol－1＝0.448L。
答案
（1）四
（2）10∶1
（3）A、B
（4）Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O
（5）①c ②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2（OH）3Cl↓ ③0.448
[两年经典高考真题]
1．A [A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；B项和C项都属于外加防护层的防腐方法，B、C两项不符合题意，错误；D项，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误。
]
2．解析 用石墨保护铜，应使用外加电流的阴极保护法，铜作阴极，石墨作阳极，如下图。
答案
3．解析
（1）海水接近于中性，则铁闸发生的是吸氧腐蚀。
（2）表面海水中O2浓度较大，腐蚀的较快，故B点产生的铁锈最多。
答案
（1）吸氧腐蚀
（2）B
4．解析
（1）①根据题给条件和原电池的构成条件可得：
a．若用Zn、Cu、CuSO4（aq）、ZnSO4（aq）组成原电池，Zn作负极，Cu作正极，Zn插入到ZnSO4（aq）中，Cu插入到CuSO4（aq）中。
b．若用Fe、Cu、FeSO4（aq）、CuSO4（aq）组成原电池，Fe作负极，Cu作正极，Fe插入到FeSO4（aq）中，Cu插入到CuSO4（aq）中。
c．注意，画图时要注意电极名称，电极材料，电解质溶液名称（或化学式），并形成闭合回路。
②由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu，锌片或铁片作负极，由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触，工作一段时间后，负极本身被腐蚀或氧化，失去金属光泽，质量减轻，蓝色变浅。
③带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。
（2）由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极（阴极）时被保护，作负极（阳极）时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极（阳极）才能有效地保护铁不被腐蚀。
答案
（1）①
（或其他合理答案）
②失去金属光泽，被腐蚀或氧化，溶液蓝色变浅
③甲 在甲装置中，两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的，锌与Cu2＋不直接发生反应，这样可以更彻底地将反应所释放的能量转化为电能
（2）锌片
5．解析
（1）根据控制变量法可知，在探究影响铁粉腐蚀的因素时，需控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对铁粉腐蚀的影响。
②探究醋酸浓度的影响时，要控制碳粉、铁粉的质量与参照实验①相同改变醋酸的浓度；③中碳粉的质量与参照实验①不同，而其他条件相同，故③的实验目的为探究碳粉含量的影响。
（2）根据图2知，0～t1压强增大，则发生析氢腐蚀，t1后压强减小，则发生吸氧腐蚀。
发生电化学腐蚀时，Fe失去电子，电子沿导体由Fe流向C，碳作正极，碳粉表面发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
（3）使密闭容器内气压增大的原因有：
一是通过化学反应生成了气体；二是化学反应过程中放出了热量，使容器内温度升高，气体膨胀，压强增大。
答案
（1）
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
（2）吸氧
还原 2H2O＋O2＋4e－===4OH－（或4H＋＋O2＋4e－===2H2O）
（3）反应放热，温度升高
（4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）：
①药品用量和操作同编号①实验（增加多孔橡皮塞进、出导管）；
②通入氩气排净瓶内空气；
③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化、检验Fe2＋等）。
如果瓶内压强增大，假设一成立。
否则假设一不成立。
（本题属于开放性试题，合理答案均给分）
【两年模拟试题精练】
1．C [金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，A中金属腐蚀的本质，均为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的区别在于是否形成原电池，产生微电流。
常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂（Cl2、S）等直接反应，发生化学腐蚀。
]
2．C [精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢，但当它与铁、水膜（溶解有O2）形成原电池时会加快反应速率，使得作为负极的船体加速被腐蚀。
]
3．B [铁锅是铁碳合金材料，烧过菜，未洗涤铁锅时，水膜中含有少量食盐，覆盖在铁锅表面，容易形成铁碳原电池，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Fe2＋与OH－结合生成Fe（OH）2，Fe（OH）2易被氧化为Fe（OH）3，同时部分Fe（OH）3发生分解，得到的红棕色锈斑是Fe（OH）3和Fe2O3的混合物。
综上所述，本题选B。
]
4．B [B项中应选用润滑油来达到防锈的目的。
]
5．D [由于电解质溶液为中性，故发生吸氧腐蚀，D项正确；铁为负极，发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，B项错误；正极为碳，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，即碳附近溶液显碱性，先变红，C项错误；在整个反应过程中没有气体生成，因此A项错误。
]
6．A [由原电池反应式知负极为Fe－2e－===Fe2＋，正极为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以A项对B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；根据原电池原理钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D项错。
]
7．C [生铁中含有碳，构成原电池加快了腐蚀速率，A项正确；用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，因为构成的原电池中Fe作负极，加快了腐蚀速率，B项正确；在铁制品上镀铜时，镀件应为阴极，镀层金属铜作阳极，C项错误；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中Fe作正极，受到保护，D项正确。
]
8．A [铁铆钉发生吸氧腐蚀时，负极为铁，反应为：
2Fe－4e－===2Fe2＋，正极为铜，反应为：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2，生成的Fe（OH）2继续被空
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