2022年高二化学选修1寒假练习：11金属的防护 Word版含答案

11　金属的防护

课时演练·促提升

A组

1.下列金属防护的方法不正确的是(　　)

A.对健身器材刷油漆以防锈

B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈

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Cr防锈

解析:工具的“机械转动部位”涂油漆很容易被损坏,达不到隔离金属与氧化剂的目的,防腐的效果较差。

答案:B

2.下列防护措施中,利用原电池反应使主要金属得到保护的是(　　)

A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜

B.在金属中加入一些铬或镍制成合金

C.在轮船的船壳吃水线以下部分装上一块锌锭

D.金属表面喷漆

解析:A是使金属表面生成氧化膜,B是改变金属的内部组织结构,D是在金属表面覆盖保护层;A、B、D均不能形成原电池,只有C正确。

答案:C

3.下列有关叙述中不正确的是(　　)

A.食品包装袋中附加的抗氧化剂小包可能是FeSO4,因为它是还原性较强的物质,极易与空气中的氧气反应而确保食品包装袋中始终是无氧环境

B.白口铁抗腐蚀能力强,是因为内部结构发生了变化,铁的还原性减弱而难以被氧化

C.黄铜中的锌对铜起到了保护作用

D.镁块与输油管道相连可保护管道不受腐蚀

解析:白口铁是镀锌铁,可隔离金属与氧化剂,起到防止化学腐蚀的作用;当镀层破损后,有水膜存在下,锌的活动性比铁强,充当原电池的负极而被腐蚀,铁为正极处于还原性环境中受到保护,B不正确。

答案:B

4.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)

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,钢管更易被腐蚀

D.在钢管上镀上一层锌时,即使镀层破损也不易被腐蚀

解析:钢管与电源正极相连作阳极时,钢管更易失电子被腐蚀,A错误;铁的钝化是在表面形成致密氧化膜,防止内部铁的腐蚀,B正确;铁与铜相连接易构成原电池,铁作负极更易被腐蚀,C正确;镀锌铁管即使破损,构成原电池时,铁被保护,D正确。

答案:A

5.下列叙述中组合正确的是(　　)

①锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜固体能加大反应速率　②生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易腐蚀　③生铁在海水中的腐蚀比纯水中快　④在稀硫酸中,铁锌合金比铁铝合金腐蚀快

A.①②④ B.①②③

C.②③④ D.①③④

解析:①中锌与硫酸铜溶液反应生成铜(Zn+CuSO4Cu+ZnSO4),构成了稀硫酸作介质的Cu-Zn原电池,加快了锌的溶解,比锌单独与稀硫酸反应快;②中软铁芯的纯度较高,腐蚀比生铁慢;③中海水含有大量的盐分,构成强电解质溶液;④中合金与稀硫酸同样构成原电池,由于金属性:Al>Zn>Fe,铁铝合金比铁锌合金腐蚀快。

答案:B

6.下列说法正确的是(　　)

A.影响金属腐蚀快慢的因素主要是金属本身的性质

B.一般情况下,温度越低,金属腐蚀越明显

C.金属发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀发生

D.健身器材上面刷油漆不能防锈

解析:一般来说,金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生,金属腐蚀的快慢主要由金属本身的性质决定。

答案:A

7.每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失,因此如何更好地进行金属防护一直是科学研究领域中的重要课题。

(1)钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于　　　　,沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)据环保部门测定,我国一些大城市的酸雨pH=3.5。在酸雨季节铁制品极易被腐蚀,在其腐蚀中正极发生的反应是　　　　　　　　　　　。 

(3)金属防护在实际生产、生活领域中有着广泛的应用,电镀是常用的一种方法,下列几种铁板,在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是　　　　。 

A.镀锌铁板 B.镀铜铁板

C.镀锡铁板 D.镀铅铁板

(4)在工业上常用亚硫酸钠除去水中溶解的氧,防止输水管被腐蚀,请简要说明原因:　。 

解析:钢铁在潮湿环境中发生的腐蚀主要为吸氧腐蚀,沿海地区潮湿的空气中钢铁易腐蚀。在酸性环境中,钢铁发生析氢腐蚀。镀锌铁板由于铁不如锌活泼而受到保护。Na2SO3具有还原性,吸收O2,防止O2参与Fe的吸氧腐蚀。

答案:(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)　沿海地区空气潮湿,加快金属腐蚀　(2)2H++2e-H2↑　(3)A　(4)Na2SO3将水中的O2还原,防止输水管发生电化学腐蚀

8.电化学原理在日常生活和工农业生产中发挥着重要作用。钢铁生锈现象随处可见,钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。

(1)写出石墨电极的电极反应式:　。 

(2)将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。

(3)写出修改后石墨电极的电极反应式:　。 

解析:(1)钢铁电化学腐蚀中铁为负极,石墨为正极。NaCl溶液呈中性,发生的是吸氧腐蚀。(2)改为外加电流的阴极保护法即可。(3)改后石墨作阳极,阳极上Cl-失电子生成Cl2。

答案:(1)O2+2H2O+4e-4OH-

(2)

(3)2Cl--2e-Cl2↑

B组

1.沉睡在海底800余年的南宋时古沉船“南海一号”被成功打捞,谱写了我国考古工作的新篇章。下列叙述中不正确的是(　　)

A.“南海一号”若在淡水中会比在海水中腐蚀程度差

B.古船保存得较为完好的原因之一是沉没后很快为淤泥所覆盖

C.随船沉浸在海水中的铜、银等古钱币和铁制品,以铁制品被腐蚀的最厉害

D.据推测,为“南海一号”提供动力的物质是可燃冰

解析:海水中含大量电解质,古船在海水中腐蚀比在淡水中程度大,A项正确;古船为淤泥所覆盖与氧气隔绝,故腐蚀程度不大,B项正确;铁比金银活泼,故腐蚀最严重,C项正确;可燃冰是最近才发现的,不可能在南宋时就使用了,D项错误。

答案:D

2.钢铁生锈过程发生如下反应:

①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2

②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

下列说法正确的是(　　)

A.反应①②中电子转移数目相等

B.反应①中氧化剂是氧气和水

C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

解析:反应①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2中的氧化剂是O2,1 mol O2在反应中得到4 mol电子,同样在反应②中氧化剂也是O2,且两个反应中氧气的系数都是1,因此得到的电子均是4 mol,A项正确,B项错误;钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池,其中钢质水管作负极被腐蚀,C项错误;钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀,而且主要是发生吸氧腐蚀,D项错误。

答案:A

3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 (　　)

解析:A项,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,铁比铜活泼,作负极;B项,食盐水提供电解质溶液环境,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,易被腐蚀;C项,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;D项,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉作负极,铜板作正极,形成原电池,铁容易被腐蚀。

答案:C

4.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是(　　)

A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀

B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应

C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀

D.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应

解析:K位于M处,装置构成Zn-Fe原电池,Zn为负极,发生氧化反应,被腐蚀,Fe为正极,发生还原反应,被保护,A选项说法正确,B选项说法错误;K置于N处,装置构成电解池,碳棒为阳极,发生氧化反应,铁为阴极,发生还原反应,Fe被保护,C、D选项说法均正确。

答案:B

5.(1)下列装置中可防止铁棒被腐蚀的是　　　(填字母)。 

(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下,请回答:

①A电极对应的金属是　　　(填元素名称),B电极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。 

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完全后将它们取出洗净、烘干、称量,两者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子数目为　　　。 

解析:(1)装置B,因铁棒作正极,故受保护不被腐蚀;装置D中铁棒作电解池的阴极,故受保护不被腐蚀。(2)②阳极:Cu-2e-Cu2+,阴极:Cu2++2e-Cu,设两极原来的质量分别为m g,阳极溶解的铜的物质的量为x,则阴极上析出的铜的质量为64x,由电镀完全后两者质量差为5.12 g,即64x+64x=5.12,则x=0.04 mol,故参加反应的铜的物质的量为0.04 mol,即转移的电子数为0.08NA。

答案:(1)BD　(2)①铜　Cu2++2e-Cu　②0.08NA

6.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:

回答以下问题:

(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是　　　(填实验序号);在电化学腐蚀中,负极反应是　　　　　　　　　　　　　　　;正极反应是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)由该实验可知,影响铁锈蚀速率的因素是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　(答两种方法)。 

解析:本题考查金属腐蚀的原理和防腐的方法。(1)铁丝的材料为铁碳合金,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀,主要发生的是吸氧腐蚀。(3)金属防腐的主要方法有3类:制成不锈钢、隔绝空气和水(电镀、油漆、涂油、包塑料皮等)和牺牲阳极的阴极保护法。

答案:(1)3、4、5、6　Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)　O2+4e-+2H2O4OH-

(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在

(3)电镀、烤蓝等表面覆盖层,牺牲阳极的阴极保护法等