2020高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第三单元 金属的腐蚀与防护课时作业课件 苏教版选修4

[A篇知识对点训练]知识点一金属的电化学腐蚀1．下列叙述不正确的是()A．全球每年因金属腐蚀而造成很大的经济损失，还会造成危险B．金属腐蚀中比较广泛的是钢铁的腐蚀C．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍D．金属腐蚀的本质是M－ne－===Mn＋，因而被损耗答案C答案解析全球每年因金属腐蚀而造成很大的经济损失，并且给人类的生产生活带来危险，一定要加以防护，A正确；全球每年腐蚀的金属中，钢铁占了很大的比重，B正确；一般金属材料中不纯的金属或合金居多，易发生原电池反应，即发生电化学腐蚀，所以电化学腐蚀更普遍，C错误；金属腐蚀的本质就是金属失电子被氧化为金属阳离子的过程，D正确。解析2．如图所示装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U形管中盛有pH＝4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于小试管中的液面。以下有关解释合理的是()A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀C．导管内的液面回升时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．U形管中溶液pH逐渐减小答案C答案解析生铁片中的碳是正极，A错误；生铁片先发生析氢腐蚀，后发生吸氧腐蚀，B错误；导管内的液面回升时，装置内压强减小，生铁片发生吸氧腐蚀，正极为O2得电子发生还原反应，C正确；随着生铁片的腐蚀，U形管中溶液的pH逐渐变大，D错误。解析3．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．将石墨电极改成镁电极，难以观察到铁锈生成C．若向自来水中加入少量的氯化钠固体，可较快地看到铁锈D．分别向铁、石墨电极附近吹入氧气，前者铁锈出现得快答案D答案解析铁是负极，失电子被氧化成Fe2＋，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH－，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；将氧气吹向石墨电极时的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误；向自来水中加入少量的氯化钠固体，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确；若将石墨电极换成镁电极，负极为镁，铁被保护，难以看到铁生锈，B项正确。解析4．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()A．a中无现象，b中无现象B．a中铁钉发生还原反应，b中铁钉发生氧化反应C．a中铜丝附近变红，b中铁钉附近变红D．a中铁钉发生吸氧腐蚀，b中铁钉发生析氢腐蚀答案C答案解析铁铜组成原电池，铁作负极；铁铝组成原电池，铁作正极。a中铁被氧化，正极(铜丝)氧气得电子发生还原反应，生成的氢氧根离子使酚酞变红；b中正极(铁钉)氧气得电子发生还原反应，生成的氢氧根离子使酚酞变红，铝失电子变为铝离子，无气体产生。两种情况分别为铁、铝发生吸氧腐蚀。综上所述，C项正确。解析5．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________(填“化学”或“电化学”)腐蚀。(2)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应：负极____________________，正极__________________________。(3)若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应：负极_________________，正极__________________。(4)若甲为水，乙为海水，则铁钉在________(填“甲”或“乙”)中的腐蚀速率快。答案(1)电化学(2)酸析氢Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑(3)碱性、中性或弱酸吸氧Fe－2e－===Fe2＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－(4)乙答案解析铁钉是铁合金，主要是由铁和碳组成，外加电解质溶液，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。依据腐蚀的条件、原理及结果可知，试管内液面下降，说明试管内压强增大，生成气体，是发生析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，是发生吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应。对于同一金属来说，在强电解质溶液中腐蚀的速率比在弱电解质溶液中腐蚀的速率快。解析知识点二金属的电化学防护6．金属腐蚀在生活和生产中相当普遍。下列措施能防止金属腐蚀的是()A．将铜铝导线焊接在一起使用B．将输送自来水的铁管表面镀锌C．经常用自来水冲洗生铁制品D．将输油铸铁管道埋在潮湿、疏松的土壤中答案B答案解析日常生活中的金属腐蚀一般是电化学腐蚀。A可形成铜铝原电池；C中生铁和自来水可形成原电池；D中提供了水、氧气，完全可形成腐蚀的条件；只有B项是通过牺牲阳极的阴极保护法来防止金属腐蚀。解析7．下列事实与电化学防护相关的是()A．用FeCl3刻蚀印刷线路B．铝片不需用特殊方法保存C．钢铁表面经发蓝处理D．海轮上一般会在吃水线下镶嵌一定量的锌块答案D答案解析A项涉及的反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，属于化学腐蚀；B项中的铝因在空气中生成致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行而起到防腐作用，与电化学防护无关；C项也是利用强氧化剂使铁表面生成致密的氧化膜而阻止反应的进一步进行，与电化学防护无关；D项属于牺牲阳极的阴极保护法(电化学保护)。解析8．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()答案C答案解析A项食醋是电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B项食盐水是电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合构成原电池的条件，铁、碳分别作负极和正极；D项酸雨为电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池；上述三种情况中，铁均作负极，容易被腐蚀。C项铜镀层将铁球均匀覆盖，使铁被保护，铁不易被腐蚀。解析9．下列表面上镀有金属保护层的铁板，当镀层损坏使铁板裸露后，在相同条件下最耐腐蚀的是()A．镀锌铁板(白铁)B．镀锡铁板(马口铁)C．镀银铁板D．镀铜铁板解析A中，活泼性ZnFe，Zn为负极，Fe为正极，铁板被保护，B、C、D中，锡、银、铜的活泼性均弱于铁，当镀层损坏后都是Fe作负极，加快了铁板腐蚀速度。解析答案A答案10．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。(1)如图所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接直流电源的________极。(2)在长期的生产实践中，人类已找到一些理想的措施来预防各种金属器件的腐蚀。例如：农机具采用__________，地下输油管道采用__________，远洋巨轮船体采用_____________，大型水库的钢铁闸门采用____________等。答案(1)负(2)涂矿物油接直流电源的负极在船体底部镶嵌锌块接直流电源的负极(其他合理答案也可)答案解析(1)该装置属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。(2)在农机具上涂矿物油，主要是隔绝空气，覆盖保护层；地下输油管道和大型水库的钢铁闸门接直流电源的负极，即外加电流的阴极保护法；在远洋巨轮船体的底部镶嵌锌块，浸在海水里，形成原电池，锌作负极，更易被腐蚀，从而保护铁，即牺牲阳极的阴极保护法。解析[B篇综合提升训练]11．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，钢管被保护B．铁遇冷的浓硝酸表面钝化，可保护内部金属不被腐蚀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＋答案B答案解析钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀；铁遇冷的浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部金属不被继续腐蚀；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池，铁作负极，发生氧化反应而被腐蚀；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。解析12．由图分析，下列叙述正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中Cl－均向Fe电极移动C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋4e－＋2H2O===4OH－答案A答案解析两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确。Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误。Ⅰ中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。Ⅱ中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。解析13．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置以及得到的图像如下所示。下列结论错误的是()A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．该条件下，析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋答案C答案解析由图a可知，溶液pH＝2时，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明装置中发生的是析氢腐蚀，故可推知，当溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，A项正确；由图b可知，溶液pH＝4时，压强随着反应的进行而逐渐减小，说明装置中发生的是吸氧腐蚀，pH＝4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，B项正确；根据压强与时间关系图可知，在pH＝2的溶液和pH＝4的溶液中，压强变化相同时所用的时间不同，图a中比图b中所用时间长，说明该条件下，吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀的速率，C项错误；两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，D项正确。解析14．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是()A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋答案B答案解析铁板为铁和碳的合金，滴入NaCl溶液，形成原电池。液滴边缘O2多，发生正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，液滴下的Fe发生负极反应Fe－2e－===Fe2＋，为腐蚀区(a)，Cl－由b区向a区迁移，A项错误，B项正确。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C项错误。改用嵌有铜螺丝钉的铁板，铁作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Cu更稳定，作正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。解析15．下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图。试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是________，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为________。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为________________。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：____________________(写出一点即可)。答案(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－(4)将金属放在油脂或有机溶剂中答案解析Fe粉、C粉、食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，Fe粉、炭粉不能形成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行保护。解析