第4章第四节知能优化训练

1．(2010年高考北京卷)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()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时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋解析：选B。与电源正极相连的为电解池阳极，失电子被腐蚀，A错误；钢管与铜管接触易形成原电池，钢管首先被腐蚀，C错误；D应该生成Fe2＋。2．(2011年江苏南京高二检测)下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是()A．4＞2＞1＞3＞5＞6B．4＞6＞2＞1＞3＞5C．5＞4＞2＞3＞1＞6D．6＞3＞5＞2＞4＞1解析：选B。铁被腐蚀由快到慢顺序：电解池的阳极(4)＞原电池的负极(2与6)＞吸氧腐蚀(1)＞原电池的正极(3)＞电解池的阴极(5)，故选B。3．下列关于金属防护的方法不．正确的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”，选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船身D．在自行车的钢圈上镀上一层铬来防锈解析：选B。某些工具的机械转动部位不易刷油漆，应涂油脂防锈，故选B。4．(2011年广东佛山调研)钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()①Fe由＋2价转化为＋3价②O2被还原③H＋被还原④有Fe2O3·xH2O生成⑤杂质碳被氧化除去A．①②B．③④C．①②③④D．①②③④⑤解析：选C。钢铁在发生电化学腐蚀时，依据介质的不同可以发生两类原电池反应：(1)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较强时，钢铁发生析氢腐蚀，其电极反应式是正极2H＋＋2e－===H2↑，负极Fe－2e－===Fe2＋；(2)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较弱或呈中性时，钢铁发生吸氧腐蚀，其电极反应式是正极O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极Fe－2e－===Fe2＋。钢铁发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，导致钢铁表面生成铁锈。同时在电解质溶液中还发生了如下一系列的反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。5．(1)将铜棒与锌棒用导线连接，分别插入盛有：①硫酸溶液，②硫酸铜溶液，③硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时，铜片上发生的主要反应是：①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________，③________________________________________________________________________。(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极：________________________________________________________________________，负极：________________________________________________________________________。(3)将表面去掉氧化膜的镁片和铝片用带电流表的导线相连，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正、负极，并写出电极反应式和总反应式。正极________，电极反应式：________________________________________________________________________；负极________，电极反应式：________________________________________________________________________；总反应式：________________________________________________________________________。解析：(1)①②均为锌铜原电池，铜极上分别为H＋、Cu2＋得电子被还原，③为锌的吸氧腐蚀，铜极上O2得电子被还原。(2)应注意铜的电化学腐蚀与铁的区别，铜不能还原H＋，故不可能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀；酸雨是一个干扰因素，只是使电解质溶液中的离子浓度增大，反应加快。(3)这也是一种特殊情况，较活泼的金属镁在溶液中不能失去电子，而相对活动性差的铝则能失电子被氧化，因此负极是铝，正极是镁。答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑②Cu2＋＋2e－===Cu③O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－Cu－2e－===Cu2＋(3)Mg2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－AlAl＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑1．(2011年长春高二检测)下列各变化中属于原电池反应的是()A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜解析：选B。铝比较活泼，易与空气中的O2作用生成Al2O3，这样在表面形成致密的氧化物保护膜，阻止了铝被继续氧化，无原电池反应；锌比铁活泼，当镀锌铁有划损时，锌、铁构成原电池，但锌为负极，铁为正极，故铁被保护；红热的铁丝与冷水接触，铁会与水蒸气作用生成Fe3O4从而保护了内部金属不被腐蚀，不属于原电池反应；浓硝酸比稀硝酸的氧化能力强，故更易氧化金属铜，不属于原电池反应，故选B。2．下列方法中，不．能用于进行金属防锈蚀处理的是()A．油漆B．铝热反应C．电镀D．改变金属的内部结构解析：选B。本题考查的是金属的防护。铝热反应是用Al还原比它活动性弱的金属，如2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe，不能用于进行金属防锈蚀处理。3．(2009年高考广东卷)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(双选)()A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选BC。锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低，故A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。4．(2011年湖北黄冈调研)相同材质的铁在图中的四种情形下最不．易被腐蚀的是()解析：选C。A、B、D都能形成原电池而使Fe被腐蚀，而C中铁被铜镀层保护，则不易被腐蚀，故选C。5．某课外小组学生研究金属腐蚀的条件和速率，用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不．正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．装置Ⅰ的左侧液面比装置Ⅱ的左侧液面低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选B。Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确。Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ，由于均发生了2H＋＋2e－===H2↑，Ⅰ和Ⅱ均生成了气体，液面都会下降，装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；Ⅲ中虽然铁丝也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。6．(2011年河南平顶山高二检测)目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时，则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：主要原料用量含碳4%的铸铁粉80g滑石粉40g食盐4g乙醇适量下列反应式中与铁脱氧原理无关的是()A．Fe－2e－===Fe2＋B．C＋O2===CO2C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3D．2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O解析：选B。脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的生成过程主要是Fe­C原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Fe2＋和OH－结合：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3缓慢分解：2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，也含有未分解的Fe(OH)3。7．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是()①有5.6g金属被腐蚀②有6.5g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24L气体放出④在标准状况下有1.12L气体放出A．①②B．①④C．②③D．③④解析：选C。镀锌的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2mol电子转移，则有0.1molZn溶解(即6.5g)，正极：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1molH2(标准状况下为2.24L)，故选C。8.某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按如图装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不．可能出现的是()A．乙中导气管中产生气泡B．乙中导气管里形成一段水柱C．金属片剪口处溶液变红D．锌被腐蚀解析：选A。在食盐水中锌、铁形成原电池，发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气，甲中压强变小，乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱；在金属剪口处形成Zn­Fe原电池，正极发生反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－，溶液呈碱性，溶液变红，Zn比铁活泼，Zn作负极，Zn－2e－===Zn2＋而被腐蚀。9．(2009年高考上海卷)如图装置中，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解析：选B。粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选B项。10．(2009年高考北京卷)下列叙述不．正确的是()A．铁表面镀锌，铁作阳极B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑解析：选A。Fe与Zn构成原电池时，活泼的Zn作负极溶解(即阳极，A项错)，使正极Fe受到保护(B项对)。C项，钢铁吸氧腐蚀时，Fe作负极被腐蚀，O2在正极(碳)得电子，C项正确。D项，在阳极上失电子能力是Cl－＞OH－，D项对。11．潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和空气的作用下会被腐蚀。(1)若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：正极：________________________________________________________________________，负极：____________________