专题24金属腐蚀与防护教师版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题24金属腐蚀与防护1．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是（）A．反应①②中电子转移数目相等B．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀C．反应①中氧化剂是氧气和水D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀【答案】A【解析】A.分析反应前后元素化合价变化知，反应①、②中均转移4mole-，A项正确；B.铜、钢及水溶液构成原电池，铁做负极，铜做正极，加速了铁的腐蚀，B项错误；C.反应①中Fe元素化合价升高，氧气中氧元素化合价降低，故Fe失电子作还原剂，氧气得电子做氧化剂；水中氢氧元素化合价不变，故水既不是氧化剂也不是还原剂，C项错误；D.钢铁在潮湿的空气中极易发生吸氧腐蚀，它属于电化学腐蚀，D项错误。2．下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA．全部B．①③④⑤C．①③⑤D．②④【答案】B【解析】①锌能够置换出硫酸铜中的铜单质，从而构成锌铜原电池，加快化学反应速率，①项正确；②锌比铁活泼，铁比锡活泼，所以镀层破坏后，马口铁比白口铁易腐蚀，②项错误；③电镀是电解池原理，因此电镀时应把镀件置于电解槽的阴极，电解质溶液中镀层金属的阳离子得电子还原成金属单质附着在镀件表面，③项正确；④冶炼铝时，液态冰晶石可以降低氧化铝的熔点，④项正确；⑤钢铁易发生电化学腐蚀，铁失去电子生成亚铁离子，与氢氧根离子结合为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，失水后生成氧化铁的水合物，⑤项正确；综上所述，B项正确，答案选B。3．研究生铁的锈蚀，下列分析不正确．．．的是序号①②③实验现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀B．②中，生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2OC．③中正极反应：O2+4e−+2H2O==4OH−D．对比①②③，说明苯能隔绝O2【答案】D【解析】A.根据实验现象，③中1小时观察到明显锈蚀，说明NaCl溶液中溶解有O2，只是苯不能隔绝空气中的氧气进入氯化钠溶液，而①中由于是密闭体系，溶解的O2较少，不足以使生铁片明显锈蚀，故A正确；B.苯属于非电解质，②中无电解质溶液，不满足电化学腐蚀的条件，故B正确；C.根据现象，铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极反应：O2+4e−+2H2O==4OH−，电极反应式合理，故C正确；D.根据现象，③中发生吸氧腐蚀，①③溶液中均溶解由氧气，③中观察到明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故D错误。4．为使埋在地下的钢管不被腐蚀，所采取的下列措施错误．．的是A．向钢管外填埋干燥土壤，避开电解质溶液B．在钢管外镀上一层锌皮，此锌皮会作负极C．将钢管连接在直流电源的负极上，作阴极D．在钢管外涂上油漆、沥青等使与土壤隔绝【答案】A【解析】A.土壤对材料的腐蚀主要源于土壤中的水、氧气和一些电解质，向钢管外填埋干燥土壤，避开电解质溶液措施并不能防止钢管被腐蚀，故A错误；B.与锌板相连，锌比铁活泼，为原电池的负极，失电子被腐蚀，钢管作正极被保护，故B正确；C.外加电流阴极保护法：把金属连接在电源的负极上，这样就能消除引起金属腐蚀的原电池反应，故C正确；D.在钢管外涂上油漆、沥青等使与土壤隔绝，防止腐蚀，故D正确。5．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=2Fe2＋＋4OH－，以下说法不正确的是A．负极发生的反应为：Fe－2e－=Fe2＋B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．铁在上述情况下发生的腐蚀称之为电化学腐蚀D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】D【解析】A、铁作负极，发生氧化反应，负极的反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A正确；B、碳作正极，氧气在正极上发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－，故B正确；C、钢铁在潮湿的空气中腐蚀时发生了原电池反应，属于电化学腐蚀，而且属于吸氧腐蚀，故C正确；D、氧气在水中的溶解度较小，在水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀，故D错误。6．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A．钢铁闸门接在电源的负极上，此方法称为牺牲阳极的阴极保护法B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【答案】D【解析】A.钢铁闸门接在电源的负极上，钢铁闸门为阴极，钢铁就不会失去电子，因而得到保护，此方法称为外接电流的阴极保护法，A错误；B.电化学腐蚀指在不纯金属与周围接触的电解质溶液构成原电池，而发生化学反应而损耗的过程，B错误；C.由于通常情况下电解质溶液为中性或弱酸性，钢铁腐蚀发生的最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，产物最终转化为铁锈，C错误；D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属失去电子被氧化而引起的腐蚀，因此本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生，而化学腐蚀没有电流产生，D正确。7．下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有A．在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油B．在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新C．相同条件下，马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比，马口铁更为耐用D．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构起到保护作用【答案】C【解析】A.在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油，阻止了铁与氧气和水接触，所以能防止铁被腐蚀，故不选A；B.在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新，铁、锌和海水构成原电池且锌作负极材料，所以能阻止铁被腐蚀，故不选B；C.相同条件下，马口铁中的铁作原电池负极，加快铁被腐蚀，白铁中的铁作原电池正极，能防止铁被腐蚀，所以白铁更为耐用，故选C；D.在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构起到保护作用，故不选D。8．利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是（）A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于M处B．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法C．若X为碳棒，K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小D．若X为锌，K与N连接时，X电极产生气泡【答案】B【解析】A.若X为碳棒，开关K置于M处构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀，故A错误；B.当X为锌，K置于M处时，构成原电池，铁作正极被保护，故B正确；C.当X为碳棒，K置于M处时，仍构成原电池，铁作负极，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2↓，溶液的pH不会减小，故C错误；D.若X为锌，当K置于N处时，构成电解池，Zn作阳极，电极反应Zn-2e-=Zn2+，故D错误。9．下列实验装置或操作设计正确、且能达到目的的是()A．实验①，设计铜银双液原电池B．实验②，将钢闸门与外接电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀C．实验③，准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液D．实验④，蒸干氯化镁溶液制MgCl2·6H2O【答案】B【解析】A.含有盐桥的原电池中，电极材料与其相对应的电解质具有相同的金属元素，所以要使该装置构成原电池，则两个电极应该互换，否则不能构成原电池，也就是Ag电极插入硝酸银溶液中构成正半电池，铜插入硫酸铜溶液，构成负半电池，故A错误；B.将钢闸门与外加电源负极相连，阴极上电解质溶液中阳离子得电子发生还原反应，此方法叫外加电源的阴极保护法，可防止钢闸门腐蚀，故B正确；C.K2Cr2O7具有强氧化性，可氧化橡胶管，应选酸式滴定管，故C错误；D.加热蒸干MgCl2饱和溶液，会促进氯化镁水解，生成的盐酸易挥发，不能得到氯化镁，所以应在HCl气流中蒸发，故D错误。10．有关下图装置的说法中正确的是A．若两电极直接连接，a是食盐水，则发生析氢腐蚀B．若两电极直接连接，a是食盐水，则负极反应是：Fe-2e-=Fe2＋C．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧电极上析出的气泡比右侧电极上的多D．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁上有气泡【答案】B【解析】A、中性或弱碱性条件下，发生吸氧腐蚀，因此若两电极直接连接，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀，A错误；B、活泼金属铁做负极，铁失去电子，则负极反应是：Fe-2e-＝Fe2＋，B正确；C、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，因此石墨阳极，氯离子放电生成氯气，铁电极是阴极，氢离子放电生成氢气，气体的体积为1:1，C错误；D、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，相当于惰性电极电解氯化铜，铁为阴极，生成铜，石墨电极产生氯气，D错误。11．下列关于金属保护的说法不正确的是()A．图1是牺牲阳极阴极保护法，图2是外加电流阴极保护法B．钢闸门均为电子输入的一端C．锌和高硅铸铁的电板反应均为氧化反应D．两图所示原理均发生了反应:【答案】D【解析】A项：图1将被保护的钢闸门与较活泼金属锌构成原电池，是牺牲阳极阴极保护法。图2将被保护的钢闸门、惰性电极分别与电源负极、正极相连构成电解池，是外加电流阴极保护，A项正确；B项：图1中，电子从锌经外电路转移向钢闸门。图2中，电子从电源负极转移向钢闸门，B项正确；C项：锌是原电池负极，本身发生失电子反应。高硅铸铁是电解池辅助阳极，其它物质在其表面发生失电子反应，C项正确；D项：图1中原电池正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-、图2中电解池阴极反应或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D项错误。12．某同学做了如下实验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转下列说法中正确的是A．加热铁片Ⅰ所在烧杯，电流表指针会发生偏转B．用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极C．铁片Ⅰ、Ⅲ的腐蚀速率相等D．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀【答案】A【解析】A.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，加热铁片I失电子的速率加快，会有电子通过电流表，电流表指针会发生偏转，A正确；B.Fe发生电化学腐蚀时，Fe在负极失电子生成亚铁离子，加KSCN溶液无现象，无法检验，是否有亚铁离子生成，则不能判断正负极，B错误；C.形成原电池会加快反应速率，由于铁片III电解质溶液浓度大，所以铁片Ⅲ的腐蚀速率比铁片I快，C错误；D.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，所以铁片I、铁片Ⅱ都发生了腐蚀，由于电解质溶液的浓度相同，所以铁片I、II腐蚀的速率相同，D错误。13．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等金属腐蚀现象。下列说法不正确的是A．图1中，铁钉不易被腐蚀B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成C．铝制品表面出现白斑可以通过图3装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，负极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑D．图3装置的总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑【答案】C【解析】A.题图1中，由于浓硫酸具有吸水性，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀，A正确；B.图2中Fe、Cu及3%的NaCl溶液构成原电池，金属活动性FeCu，所以Fe为负极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与溶液中[Fe(CN)6]3-反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀，B正确；C.根据Cl-的迁移方向可判断出，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，C错误；D.图3装置中C为正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，Al为负极，负极反应式为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3，故总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成Al2O3，产生白斑，D正