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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护同步练习题
展开1.全世界每年都有大量的金属设备和金属材料因腐蚀而报废,下列关于金属的腐蚀与防护说法错误的是( )
A.海边的铁制品易形成电化学腐蚀而生锈
B.高架电线杆将锌与钢铁相连构成以铁为负极的原电池来防腐
C.金属表面喷漆可以大大减缓或避免发生腐蚀
D.水库的铁闸门采用的是外加电流法来防止腐蚀
2.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是( )
A.4OH--4e-2H2O+O2↑
B.Fe2++2e-Fe
C.2H2O+O2+4e-4OH-
D.Fe-2e-Fe2+
3.将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图L4-3-1所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
图L4-3-1
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.一段时间后, 右侧导管液面会下降
D.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
4.为保护地下钢管不受腐蚀,可使它与( )
①直流电源负极相连 ②铜板相连 ③锌板相连 ④直流电源正极相连
A.①②B.③④
C.①③D.②④
5.中国生产的首艘国产航母“山东”舰已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法1:舰体镶嵌一些金属块;方法2:航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是( )
A.方法1叫外加电流法
B.方法2叫牺牲阳极法
C.方法1中金属块可能是锌、锡和铜
D.方法2中舰体连接电源的负极
6.为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀(见图L4-3-2),关于B的说法合理的是( )
图L4-3-2
A.B是碳棒
B.B是锌板
C.B是铜板
D.B极无需定时更换
7.如图L4-3-3所示的各容器中均盛有食盐水,铝在其中都能被腐蚀。其中腐蚀得最慢和最快的分别是( )
图L4-3-3
A.1,2B.2,3
C.3,4D.1,4
8.(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式。
正极: ;负极: 。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图L4-3-4所示甲的方案,其中焊接在铁闸门的固体材料R可以采用 。
A.铜B.钠
C.锌D.石墨
图L4-3-4
(3)图L4-3-4中乙方案也可降低铁闸门腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
(4)除了以上金属防护的方法外,请再例举两种办法:
; 。
9.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。下列说法错误的是( )
A.当pH<4时,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.当pH>6时,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.当pH>14时,正极反应为O2+4H++4e-2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓
10.研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是( )
图L4-3-5
A.用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生,说明铁棒没有被腐蚀
B.②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀
C.③中采用了牺牲阳极法保护桥墩
D.①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质
11.某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素,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L4-3-6甲)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结果如图乙,下列叙述错误的是( )
图L4-3-6
A.图丙中,发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示
B.图乙中,t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀
C.碳粉表面的电极反应式只有:O2+4e-+2H2O4OH-
D.若将丙图中的C换成Zn,铁的腐蚀速率会大大降低,这是利用了牺牲阳极法
12.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图L4-3-7所示,下列说法正确的是( )
图L4-3-7
A.腐蚀过程中,负极是C
B.Fe失去电子经电解质溶液转移给C
C.正极的电极反应式为4OH―-4e-2H2O+O2↑
D.C是正极,O2在C表面上发生还原反应
13.钢铁很容易生锈而被腐蚀。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 。
图L4-3-8
(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图L4-3-9。请回答:
图L4-3-9
①A电极对应的金属是 (写元素名称),B电极的电极反应式是 。
②若电镀前A、B两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为 ml。
③镀层破损后,不易被腐蚀的是 (填A或B)。
A.镀铜铁
B.镀锌铁
C.镀锡铁
14.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。
在此过程中,两个电极上质量的变化值:阴极 (填“>”“<”或“=”)阳极。
(3)利用如图L4-3-10所示的装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 (填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为 。
图L4-3-10
1.B [解析] 海边潮湿的空气形成电解质溶液,铁制品为铁合金,易形成电化学腐蚀而生锈,A正确;高架电线杆将锌与钢铁相连构成以锌为负极的原电池来防止钢铁腐,B错误;金属表面喷漆可以隔绝空气和水蒸气,大大减缓或避免发生腐蚀,C正确;将水库的铁闸门连接在电源的负极,向铁闸门提供电子,防止铁失电子变成亚铁离子,采用的是外加电流法来防止腐蚀,D正确。
2.C [解析] 弱酸性或中性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,答案选C。
3.D [解析] 发生吸氧腐蚀,即构成原电池,铁作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,A错误;该装置为原电池,将化学能转化成电能,但部分化学能转化成热能,B错误;发生的腐蚀为吸氧腐蚀,试管中的压强降低,即一段时间后,右侧导管液面上升,C错误;活性炭、铁在NaCl溶液中构成原电池,铁作负极,活性炭为正极,加快反应速率,D正确。
4.C [解析] 本题考查的是金属的电化学防护方法:①外加电流法: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;②牺牲阳极法:在金属上铆接比它更活泼的另一金属,发生金属腐蚀而金属本身受到保护。所以选①③,C正确。
5.D [解析] 舰体是由钢板做的。方法1,舰体镶嵌一些金属块,必须是比铁活泼的金属,如锌等(锡和铜不行),这种方法叫牺牲阳极法;方法2,航母舰体与电源相连,必须与电源负极相连,这种方法叫外加电流法。综上所述,D正确。
6.B [解析] 钢闸门A和B在海水中形成原电池时,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,Fe应作正极被保护,则要选择活泼性比Fe强的锌作负极被损耗,答案选B。
7.C [解析] 与1相比较,2中铝的活动性大于铁,所以铁作正极,加快铝的腐蚀;3中镁比铝活泼,铝作正极,被保护,腐蚀速率减慢;4中铝作电解池阳极,腐蚀速率最快,3中铝被腐蚀最慢,4中铝腐蚀速率最快,答案选C。
8.(1)O2+4e-+2H2O4OH- 2Fe-4e-2Fe2+
(2)C (3)负 (4)改变金属组成或内部结构 在金属的表面覆盖保护层(其他合理答案也可以)
[解析] (1)钢铁发生吸氧腐蚀,负极上Fe失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。(2)作原电池负极的金属加速被腐蚀,作原电池正极的金属被保护,根据图知,该装置是利用原电池原理保护Fe,所以应该选取比Fe活泼的金属,如锌。不能选择钠,钠太活泼,直接和水发生反应。(3)作电解池阳极的金属加速被腐蚀,作电解池阴极的金属被保护,根据图知,该装置是利用电解池原理保护Fe,则铁作电解池阴极,应该连接电源负极。(4)金属防护的方法还有在金属的表面覆盖保护层、改变金属内部结构等方法。
9.C [解析] 在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀,负极电极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极上电极反应式为2H++2e-H2↑,A项正确;在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,负极电极反应式为2Fe-4e-2Fe2+,正极上电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,B项正确;在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,C项错误;在煮沸除氧气后的碱性溶液中,正极上氧气生成氢氧根离子速率减小,所以碳钢腐蚀速率会减缓,D项正确。
10.C [解析] ①是吸氧腐蚀,a极是氧气得电子生成氢氧根离子,而铁是负极,发生氧化反应生成亚铁离子,铁被腐蚀,A错误;金属作电解池的阴极被保护,而铁与电源正极相连,是阳极,发生氧化反应,B错误;锌比铁活泼,所以锌失电子,所以③中采用了牺牲阳极法保护桥墩,C正确;海水是混合物,不是化合物,既不是电解质,也不是非电解质,D错误。
11.C [解析] 混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞,从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,根据图乙的压强变化可知,开始时锥形瓶中压强增大,说明铁粉发生了析氢腐蚀,后随着醋酸的消耗,溶液酸性减弱,发生了吸氧腐蚀,则锥形瓶中压强减小,据此分析。在形成的原电池中,铁粉作负极失去电子,碳粉作正极,氢离子或氧气在正极得电子,故电子的转移方向是由负极移向正极,A正确;从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,开始时锥形瓶中压强增大,说明铁粉发生了析氢腐蚀,后随着醋酸的消耗,溶液酸性减弱,说明后来发生了吸氧腐蚀,使锥形瓶中压强减小,B正确;铁粉和碳粉形成原电池,碳粉作正极,开始时发生析氢腐蚀,正极反应为2H++2e-H2↑,后来发生吸氧腐蚀,正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,C错误;若将丙图中的C换成Zn,根据金属活动性Zn>Fe,Zn作原电池的负极,失去电子,Fe作原电池的正极,因此使铁的腐蚀速率会大大降低,这是利用了牺牲阳极法,D正确。
12.D [解析] 铁锅中含有Fe、C,Fe、C和电解质溶液构成原电池,活泼金属作负极,Fe易失电子,故腐蚀过程中,负极是Fe,A错误;原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动,在电解质溶液中依靠离子的移动导电,B错误;该原电池中,C作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C错误;C是正极,O2在C表面上发生还原反应,D正确。
13.(1)BD (2)①铜 Cu2++2e-Cu ②0.08 ③B
[解析] (1)形成原电池反应,铁为负极,碳为正极,为铁的吸氧腐蚀,A错误;锌比铁活泼,铁为正极,被保护而难以腐蚀,B正确;水中溶解氧气,铁可发生腐蚀,C错误;铁连接电源负极,为阴极,被保护不易腐蚀,D正确。(2)①在铁件的表面镀铜,铜为阳极,铁为阴极,B发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu;②两电极变化的质量相同,二者质量差为5.12 g,阳极溶解的铜为5.12 g2=2.56 g,n(Cu)=2.56 g64 g·ml-1=0.04 ml,则电镀时电路中通过的电子为0.08 ml。③A和B比较:铁比铜活泼,形成原电池反应时,铁为负极,铜为正极,镀层破损后,铁更容易被腐蚀;而锌比铁活泼,形成原电池反应时,铁为正极,锌为负极,铁难以被腐蚀;C中锡活泼性比铁弱,镀层破损后,铁作负极易被腐蚀,答案选B。
14.(1)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+
(2)能向电镀液中不断补充Cu2+,使电镀液中的Cu2+浓度保持恒定 =
(3)N 牺牲阳极法
[解析] (1)阳极铝被氧化成Al2O3,反应过程中有水参加,故电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。(2)电镀时,为保证阴极上只有铜析出,就要确保电镀过程中溶液中有足够多的Cu2+,因此阳极就需要不断地溶解铜,以补充电镀液中的Cu2+。(3)铁被保护,可以作原电池的正极或电解池的阴极。故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁作正极,称为牺牲阳极法。
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-
高中化学第三节 金属的腐蚀与防护当堂检测题: 这是一份高中化学第三节 金属的腐蚀与防护当堂检测题,共10页。
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后练习题: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后练习题,共9页。试卷主要包含了下列有关说法正确的是,下列说法正确的是,类比和推理是化学研究的重要方法等内容,欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后作业题: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后作业题,共7页。试卷主要包含了了解化学反应原理,学会健康生活,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。