高考化学一轮复习 专题十二 电化学 考点3 金属的腐蚀与防护对点训练

1 金属的腐蚀与防护 1．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＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3) 答案 C 解析 2H2O2===2H2O＋O2↑，生成1 mol O2时转移2 mol e－，A项错误；pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，反应后醋酸过量，溶液显酸性，B项错误；当铁作原电池的正极或电解池的阴极时，铁均会受到保护，C项正确；由反应方程式的系数知，任何时候均存在2v正(H2)＝3v正(NH3)，只有达到平衡时，v正(NH3)＝v逆(NH3)，所以当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，表明反应已达平衡，D项错误。 2．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膜 D．地下钢管连接镁块 答案 A 解析 B、C为加保护层保护法；D为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法。 3．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 在脱氧过程中，由铁、碳作电极，氯化钠溶液作电解质溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应；在脱氧过程中，碳作正极，铁作负极，铁失电子发生氧化反应，生成Fe2＋；在脱氧过程中，Fe失电子被氧化为Fe2＋，Fe2＋最终还是被氧气氧化为Fe3＋，由

电子得失守恒知消耗氧气的体积(标准状况下)V(O2)＝22.4 L·mol－1×3×1.12 g56 g·mol－14＝336 mL。 4．化学与社会息息相关，下列物质在社会、生活中的应用及解释都正确的是( ) 选项 应用 解释 A 高纯硅作计算机芯片的材料 硅晶体在自然界中能稳定存在

B 在入海口的钢铁闸门上装一定数量的锌块防止闸门被腐蚀 利用外加电流的阴极保护法保护金属 2

C 高铁车厢采用铝合金材料 铝合金强度大，质量轻，不与氧气反应 D 用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 其作用是吸收水果释放出的乙烯 答案 D 解析 A错，硅晶体在自然界中不能稳定存在；B错，锌先被腐蚀，是牺牲阳极的阴极保护法；C错，铝合金耐腐蚀，不是不与氧气反应。 5．下列有关下图所示的说法正确的是( )

A．图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率增大 B．图乙中接通开关时，锌腐蚀的速率增大，锌上放出气体的速率增大 C．图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀，属于牺牲阳极保护法 D．图丙中接通K1时，石墨棒周围溶液的pH增大 答案 D 解析 A错，图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率减小；B错，图乙中接通开关时，锌腐蚀的速率增大，金属铂上放出气体的速率增大；C错，图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法。 6．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 3

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)在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子为原电池的负极。 (2)负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O2获得电子生成的OH－，Cu2＋、OH－、Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀：2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。

(3)4.29 g Cu2(OH)3Cl的物质的量n＝4.29 g214.5 g/mol＝0.02 mol，消耗0.04 mol Cu，转移0.08 mol e－，根据正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，消耗0.02 mol O2，其在标准状况下的体积为0.02 mol×22.4 L/mol＝0.448 L。 7．铁及其化合物与生产、生活关系密切。 如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)该电化学腐蚀称为________。 (2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。 答案 (1)吸氧腐蚀 (2)B 解析 海水的酸性弱，钢铁发生的是吸氧腐蚀；形成原电池，水中的O2得电子生成OH－，最终生成铁锈，符合条件的是B。

8. 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)。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。 4

(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甲。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，请在图乙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)该小组对图甲中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。 5

答案 (1)②2.0 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)

(本题属于开放性试题，合理答案即可) 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。 (2)由图甲知，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)由图甲知，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体积受热膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。 6

(4)排除吸氧腐蚀的方法为将反应装置中的氧气排出，再滴入醋酸，若压强增大，则假设正确。

如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放100 g溶质的质量分数为5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g溶质的质量分数为10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为10.47%，乙中c电极的质量增加。据此回答问题： ①电源的N端为________极。 ②电极b上发生的电极反应为___________。 ③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为________。 ④电极c的质量变化是________g。 ⑤电解前后各溶液的酸碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液____________________________________________。 乙溶液____________________________________________。 丙溶液____________________________________________。 (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ [错解] (1)①负 ②2H＋＋2e－===H2 ③5.6 L (2)不能继续进行 [错因分析] 不清楚甲、乙、丙装置中的电极串联，不能利用题目所给条件找到突破口，或将电极名称记反，导致后面一系列出错。 [解析] 本题综合考查考生分析电解原理及计算的能力。 (1)①依题意，甲装置中装氢氧化钠溶液，实质相当于电解水；乙装置电解硫酸铜溶液：阴极2Cu2＋＋4e－===2Cu；阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。c电极的质量增加，说明该电极为阴极，由此得d极为阳极，以此类推e极为阴极，f极为阳极，N极为正极，M极为负极，a极为阴极，b极为阳极。②甲装置中装氢氧化钠溶液，在b极上OH－发生氧化反应：4OH－－