2018届高考化学大一轮复习检测：第一部分 考点通关练 考点21　金属的电化学腐蚀与防护a Word版含解析.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 考点21　金属的电化学腐蚀与防护 ‎[题组一　基础小题]‎ ‎1．下列叙述正确的是(　　)‎ 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)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀 C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强 D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe－3e－===Fe3＋，继而形成铁锈 答案　B 解析　金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程，A错误；将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，水闸会受到保护，B正确；合金的熔点都低于它的成分金属，C错误；铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，D错误。‎ ‎2．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)‎ ‎　　　　‎ Ⅰ　　　　　　　　　　Ⅱ A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋‎ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀 答案　A 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 解析　A项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护；B项，Ⅰ中的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋；C项，Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑；D项，由于Ⅰ中负极反应产生Zn2＋，不会与K3[Fe(CN)6]溶液作用产生蓝色沉淀。‎ ‎3．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．钢铁在碱性条件下腐蚀生成铁锈，而在酸性条件下不生成铁锈 B．反应①中的氧化剂是氧气和水 C．上述反应表示钢铁发生的是吸氧腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 答案　C 解析　A项，酸性条件下发生析氢腐蚀，最终能形成铁锈，不正确；B项，氧化剂只有氧气，没有水，不正确；D项，钢铁在潮湿的空气中更易发生电化学腐蚀，不正确。‎ ‎4．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　)‎ 答案　C 解析　‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。‎ ‎5．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是(　　)‎ A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 答案　D 解析　铝活动性强，易与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步反应，具有很强的抗腐蚀能力。‎ ‎6．下列关于电化学的叙述正确的是(　　)‎ A．图①两极均有气泡产生，滴加酚酞溶液时石墨一极变红 B．图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法 C．图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀，碳棒一极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．分别给上述4个装置的铁电极附近滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，②④出现蓝色沉淀 答案　C 解析　A项，石墨作阳极，Cl－放电，滴加酚酞不变红，错误；B项，为外加电流的阴极保护法，错误；D项，只有③会出现蓝色沉淀，错误。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎7．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　)‎ A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－3e－===Fe3＋‎ C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)‎ 答案　D 解析　由“其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同”知，脱氧过程中铁作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，正极上氧气发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，原电池反应是自发的氧化还原反应，反应放热，故A、B、C项错误。1.12 g铁粉的物质的量为0.02 mol,0.02 mol Fe参与反应最终生成三价铁离子，失去电子0.06 mol，理论上可吸收氧气0.015 mol，标准状况下的氧气体积为336 mL，D项正确。‎ ‎8．用下列装置能达到预期目的的是(　　)‎ A．甲图装置可用于电解精炼铝 B．乙图装置可得到持续、稳定的电流 C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的 D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的 答案　D 解析　AlCl3溶液中存在Al3＋、H＋‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；乙图对应的这种原电池中，电流会迅速衰减，B不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，C不能达到预期目的。‎ ‎9．下图装置中，U型管内为红墨水，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 答案　B 解析　铁与碳及电解质溶液形成原电池，铁是负极：Fe－2e－===Fe2＋，碳是正极；在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小；b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水水柱液面是左高右低。‎ ‎10. 全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是(　　)‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属 C．金属棒M上发生反应：M－ne－===Mn＋‎ D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 答案　B 解析　金属棒M只要比铁活泼即可，太活泼的金属易与水反应，B选项错误。‎ ‎[题组二　高考小题]‎ ‎11．[2015·上海高考] 研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 答案　D 解析　A项，铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的腐蚀速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。‎ ‎12．[2015·江苏高考]下列说法正确的是(　　)‎ A．若H2O2分解产生1 mol O2，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)‎ 答案　C 解析　A项，由2H2O2===2H2O＋O2↑可知，每生成1 mol O2转移的电子数约为2×6.02×1023；B项，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后形成的应为CH3COONa和CH3COOH两物质的混合溶液，pHC>A ‎(4)酒精(或苯、四氯化碳等)‎ 解析　(1)B中Pt极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。‎ ‎(2)C中Cu极是正极，发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Cu极附近溶液的pH增大。‎ ‎(3)由于Fe与Pt的活动性差距比Fe与Cu大，故B中反应速率快，而A中物质是苯，铁不易被腐蚀，故腐蚀速率由快到慢的顺序是B>C>A。‎ ‎(4)要使B中的铁难被腐蚀，可将B中的稀硫酸改为非电解质溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。‎ ‎[题组二　高考大题]‎ ‎22．[2015·重庆高考]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。‎ 如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(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4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。‎ 答案　(1)c ‎(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓‎ ‎(3)0.448‎ 解析　(1)铜作负极失电子，产物是Cu2＋。‎ ‎(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl中含有0.04 mol Cu2＋，Cu－2e－===Cu2＋，则转移0.08 mol电子，需耗氧0.02 mol，标准状况下为0.448 L。‎ ‎23．[2014·安徽高考] 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。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(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：___________________________________；‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎……‎ ‎(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。‎ 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(多孔橡皮塞增加进、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，合理答案均可)‎ 解析　(1)由表格数据知：①组实验作参照，②组实验探究醋酸浓度的影响，所以铁粉质量不变；③组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变，碳粉质量减少，所以实验目的是碳粉含量的影响。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎(2)由图2知，t2时瓶内压强明显小于起始压强，所以瓶内压强减小，发生了吸氧腐蚀；Fe和碳构成了原电池的两极，电子由负极Fe流向正极碳，碳粉表面发生了还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。‎ ‎(3)由图2知，0～t1时瓶内压强增大，假设二可以为Fe与醋酸反应放热使气体受热体积膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。‎ ‎(4)由题意知，检验收集的气体中是否含有H2，可根据H2的性质设计实验方案，如实验步骤：收集一试管刚反应的气体，迅速插入一根表面变黑的灼热铜丝，若铜丝表面的黑色变红，则可验证有H2生成。‎ ‎[题组三　模拟大题]‎ ‎24. [2017·莆田质检]铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。‎ ‎(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_______，左侧烧杯中的c(Cl－)__________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。‎ ‎(3)装置丙中，易生锈的是__________点(填“a”或“b”)。装置丁中可观察到的实验现象是________________。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 甲 乙 丙 丁 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　增大 ‎(2)甲池中：左—Fe，右—C，乙池中：左—Fe，右—C ‎(3)a　铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升 解析　(1)原电池反应中Fe作负极，石墨棒作正极，右侧烧杯中电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎－向负极迁移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。‎ ‎(2)装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。‎ ‎(3)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，生成的离子继续反应：Fe2＋＋2OH－=== Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费