人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课时作业

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课时作业，共7页。试卷主要包含了下列做法不能起防锈作用的是，下列做法有利于金属防护的是，关于下图装置说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )。
A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
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都是金属原子失电子被氧化
答案:D
解析:金属腐蚀的本质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接触,金属腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀,A项错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,B项错误;钢铁腐蚀更普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,负极铁被氧化,C项错误。
2.下列有关金属防护的说法中正确的是( )。
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀仍很慢
C.在船舶的外壳上镶嵌锌块,这种保护法为牺牲阴极法
D.钢铁中加入镍、铬等金属制成不锈钢,是因为镍、铬比铁活泼,可保护钢铁以减缓腐蚀
答案:B
解析:A项中搪瓷涂层破损后,铁与空气直接接触,搪瓷层不能对破损部分进行保护;B项中镀层破损后,由于锌的金属性比铁的金属性强,与铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀;C项的保护法属于牺牲阳极法;D项保护法属于改变金属材料的组成。
3.铜制品上的铝制铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为( )。
A.形成原电池,铝作负极
B.形成原电池,铜作负极
C.形成原电池时,电流由铝流向铜
D.铝制铆钉发生了化学腐蚀
答案:A
解析:电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。铝制铆钉上发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,金属铝作负极;电流的流动方向与电子的流动方向相反,是由铜流向铝。
4.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式是( )。
A.Fe-3e-Fe3+
B.O2+2H2O+4e-4OH-
C.Fe-2e-Fe2+
D.O2+4H++4e-2H2O
答案:B
解析:水膜酸性很弱或呈中性时,钢铁发生吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,B项正确。
5.下列做法不能起防锈作用的是( )。
A.保留铁制品上的铁锈
B.在铁制品表面镀锌
C.在金属机械上涂油
D.在车、船的表面刷油漆
答案:A
解析:铁制品表面上的铁锈疏松,不能阻止钢铁继续发生腐蚀,A项措施不能起到防锈的目的;B项中采用的是镀层保护法,C、D采用的是涂层保护法,都属于表面覆盖保护层法,隔绝金属直接与空气、水等的接触,从而起到防锈的作用。
6.下列做法有利于金属防护的是( )。
A.钢铁零件表面进行发蓝处理
B.将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连
C.菜刀切咸菜后直接放回刀架
D.埋在地下的钢管与铜管相连接
答案:A
解析:将钢铁零件的表面进行发蓝处理,使其表面形成致密的氧化膜保护层,能大大增强抗腐蚀能力,A项正确;若钢铁闸门与直流电源的正极相连,闸门成为电解池的阳极,能加快腐蚀,B项错误;菜刀切咸菜后不洗净,容易发生吸氧腐蚀,C项错误;铁比铜活泼,当埋在地下的钢管与铜管相连时,钢管成为原电池的负极,加快了腐蚀,D项错误。
7.利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( )。
A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后,a管液面高于b管液面
C.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D.a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-Fe2+
答案:C
解析:根据装置图可知,左边铁丝发生吸氧腐蚀,右边铁丝发生析氢腐蚀。左边负极反应为Fe-2e-Fe2+,正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,总反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;右边负极反应为Fe-2e-Fe2+,正极反应为2H++2e-H2↑,总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,b处溶液的pH增大,C项错误。
8.如图所示,各烧杯中盛有相同浓度的CuSO4溶液,纯铁在其中被腐蚀得最慢的为( )。
答案:A
解析:C项中Fe发生化学腐蚀;A项和B项均为原电池,A项中Fe为正极,被保护;B项中Fe为负极,被腐蚀;D项中Fe接电源正极作阳极,发生电解而被腐蚀。根据以上分析可知A项中铁被腐蚀得最慢。
9.关于下图装置说法正确的是( )。
A.装置中电子移动的途径:负极→Fe→M溶液→石墨→正极
B.若M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C.若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
D.若M是海水,该装置通过牺牲阳极法使铁不被腐蚀
答案:B
解析:装置中电子移动的途径:电源的负极→Fe电极,阳极(石墨)→电源的正极,A项错误;若M为NaCl溶液,通电一段时间后,阳极产生Cl2,溶液中的NaOH与阳极产生的Cl2发生反应生成NaCl和NaClO,溶液中可能有NaClO,B项正确;若M为FeCl2溶液,石墨为阳极,在该电极上发生氧化反应,不可能实现石墨上镀铁,C项错误;若M是海水,该装置是电解池,通过外加电流法使铁不被腐蚀,不是通过牺牲阳极法,D项错误。
10.(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中正极电极反应式为 ,负极发生 反应。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用甲图所示的方案,其中焊接在闸门上的固体材料R可以采用 。
A.铜
B.锡
C.锌
D.石墨
(3)乙图所示方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该与直流电源的 极连接。
答案:(1)O2+2H2O+4e-4OH- 氧化
(2)C
(3)负
解析:(1)发生吸氧腐蚀时,正极上O2得到电子生成OH-,负极上Fe失去电子发生氧化反应。
(2)甲图所示方案中,铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,锌被腐蚀,铁被保护,属于牺牲阳极法。
(3)乙图所示方案属于外加电流法,需把被保护的铁闸门与电源的负极相连接。
能力提升
1.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:
下列说法不正确的是( )。
A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为4H++O2+4e-2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减小
答案:C
解析:C项,在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-。
2.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸中发生腐蚀的装置及得到的图像如下:
分析图像,以下结论错误的是( )。
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀
B.溶液pH=4时,正极电极反应式为4H++O2+4e-2H2O
C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀一样快
D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe2+
答案:C
解析:由锥形瓶中气体压强变化图像可知pH=2时,锥形瓶中气体的压强增大,说明生成氢气,发生析氢腐蚀;pH=4时,锥形瓶中气体的压强减小,说明消耗氧气,发生吸氧腐蚀。两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe2+,A、D项正确。溶液pH=4时,溶液显酸性,正极电极反应式为4H++O2+4e-2H2O,B项正确。由曲线各点切线的斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率大,所以吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀的速率,C项错误。
3.下列与金属腐蚀有关的说法不正确的是( )。
A.图1中,插入海水中的铁棒,腐蚀最严重的部位不是底部
B.图2中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图3中,接通开关时,Zn腐蚀速率增大,Pt电极上放出气体的速率增大
D.图4中,锌锰电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
答案:D
解析:图1中,烧杯底端的海水中含氧量比较少,铁棒发生吸氧腐蚀的速率较小,A项正确;图2中,当开关置于N时,左边的锌与合金形成了原电池,并且合金作正极,合金的腐蚀速率减小,B项正确;图3中,接通开关后,形成原电池,在Pt电极上放出氢气的速率增大,C项正确;图4中,放电时主要是Zn与NH4Cl水解产生的H+发生电极反应引起,D项错误。
4.糕点包装中常用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.脱氧过程中炭粉作原电池负极,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:钢铁的吸氧腐蚀为放热反应,A项错误。脱氧过程,铁为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+;炭粉作正极,电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,B、C项均错误。根据电极反应可得电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,Fe(OH)2可继续被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此可得关系式:4Fe~3O2,1.12 g Fe的物质的量为0.02 ml,完全反应最多可吸收O2 0.015 ml,即336 mL(标准状况),D项正确。
5.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的实验步骤(夹持装置已省略):
首先检查制氧气装置的气密性,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3 min左右,观察到的实验现象为:①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。
试回答以下问题。
(1)由于接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于 。能表示其原理的反应方程式为 。
(2)仪器A的名称为 ,其中装的药品可以是 ,其作用是 。
(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为 。决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
答案:(1)电化学腐蚀 负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:2H2O+O2+4e-4OH-
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水氯化钙) 干燥O2
(3)与O2接触、与水接触 氧气浓度
解析:钢铁在潮湿环境中形成原电池,发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明,潮湿是铁生锈的前提。直形管中与烧杯中实验现象的对比,则说明O2浓度是影响铁丝生锈快慢的一个重要因素。pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀
快慢
较快
慢
较快
主要
产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2-