2020版高中化学 课时分层作业23 金属的电化学腐蚀与防护 新人教版选修4

1课时分层作业(二十三)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是()A．酸雨后易发生析氢腐蚀，炒锅存留盐溶液时易发生吸氧腐蚀B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀C．铁与电源正极连接可实现电化学保护D．将钢管与铜管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀A[B项，镀锡铁镀层破损时，更易被腐蚀；C项，铁与电源正极连接，可促使Fe被腐蚀；D项，会加快钢管的腐蚀。]2．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．①②③④⑤C[钢铁被腐蚀时，铁失电子，化合价升高，变为亚铁离子；发生吸氧腐蚀时，O2得电子，化合价降低，被还原，亚铁离子被氧化为铁离子，Fe由＋2价转化为＋3价；发生析氢腐蚀时，H＋化合价降低被还原；碱性条件下被氧化的铁离子生成Fe2O3·xH2O，无论吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，杂质碳没有参加反应，不能被氧化除去。]3．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A．镁B．铝C．锌D．铜D[贴近金属丝一边的溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生OH－，即正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因此金属丝的活泼性比Fe差，铜符合题目要求。]4．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()图1图2图3图42A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极C[A项，铁棒越靠近海水液面处腐蚀越严重，因为该处O2浓度最大；B项，铁棒作为电解池的阴极被保护；D项，镁块相当于原电池的负极。]5．如图所示，液面上浮着一个空心铁球。数天后可观察到的现象是()①铁球表面出现红棕色锈斑②铁球表面出现黑色锈斑③量筒内水位下降④量筒内水位上升A．①③B．①④C．②③D．③④B[量筒内的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀，其负极反应是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；Fe2＋与OH－结合成Fe(OH)2，再被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑；由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。]6．市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使用之前需使塑料袋与空气隔绝。使用时启开塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会发出热量来。当使用完后还会发现有铁锈(Fe2O3的结晶水合物)生成，依上述现象回答：(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了________反应放出热量。(2)炭粉的主要作用是____________________________________________。(3)加入氯化钠的作用是__________________________________________。(4)有关的电极反应式：正极________，负极________。[解析]根据题意“热敷袋”使用时必须与空气接触，再从主要成分是铁屑、炭粉、木屑与少量氯化钠、水和使用完后发现有铁锈生成可判断出反应原理为铁的吸氧腐蚀。[答案](1)氧化(2)作正极(3)做电解质溶液(4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2Fe－4e－===2Fe2＋[能力提升练]7．铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为2Fe＋32O2＋xH2O===Fe2O3·xH2O。如图是一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示，则最容易生锈的铁架横杆是()3A．①B．②C．③D．④C[④处横杆没有和水接触，腐蚀速率较慢；①②③处横杆均已与水接触，构成原电池，但①②处O2较少，所以③处横杆被腐蚀最快。]8．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B[X为Zn棒，开关K置于M处，Fe作正极，铁极发生还原反应。]9．某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如上图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________________________________________________________。②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为________________________________________________________________________________________。③实验B所用的水要经过________处理。植物油的作用是___________________________________________________________________________。④实验C中碱石灰的作用是__________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________4该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。[答案](1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)②O2＋4e－＋2H2O===4OH－③煮沸(或除去氧气)隔绝空气(或防止氧气与铁接触)④吸收水蒸气(或干燥或保持试管内干燥环境)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或氧气参与反应或消耗了氧气)使气体体积减小不能