2022-2023学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第4节金属的腐蚀与防护课后习题鲁科版选择性必修1

1、 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！第4节金属的腐蚀与防护A级 必备知识基础练1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属被腐蚀的本质是M+nH2OM(OH)n+n2H2B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀2.(2022浙江高二期末)2024年的奥运会将在

2、法国巴黎举行,沙滩排球比赛场地将设在埃菲尔铁塔前的战神广场,埃菲尔铁塔为钢铁结构,使用了250万个铆钉和近两万块铁片,以下说法不正确的是()A.连接铁片的铆钉应该用铜质的B.为了减缓钢铁生锈,工人们在铁塔表面涂上一层特制的油漆C.巴黎的气候比较潮湿,比干燥的环境更易引起钢铁的生锈D.可以在铁塔上镶嵌锌片,减慢钢铁的腐蚀速率3.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。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,生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时,碳极反应

3、为O2+2H2O+4e-4OH-D.具支试管中溶液pH逐渐减小4.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关与M断开而连接N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的5.我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法错误的是()A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-C.断电时,锌环上

4、的电极反应为Zn2+2e-D.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀6.在下列各种情况下,埋在地下的输油铸铁管道的腐蚀速率最慢的是()A.在潮湿疏松的酸性土壤中B.在潮湿疏松透气的土壤中C.在干燥致密不透气的土壤中D.在含碳较多、潮湿透气的土壤中7.化学与工农业生产、人们日常生活密不可分。以下现象或应用中,与电化学腐蚀无关的是()A.图中的金属材料R可以用金属锌B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生铁锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D.金属铝制品较耐腐蚀8.某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失,拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法正确的是()A.在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生吸

5、氧腐蚀B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过导线流向钢管C.在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M移动,抑制H+与铁的反应D.钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以达到减缓腐蚀钢管的目的9.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,设计了如下图所示的快速、易行的方法:首先检查制取氧气的装置的气密性,然后按上图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续加热3 min左右后,观察到的实验现象为:直形管B中干燥的团状铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;直形管B中潮湿的团状铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;烧杯中潮湿的团状铁丝表面依然光亮。试回答下列问题:(1)由于与金属接触的介质不同,金

6、属腐蚀分成不同的类型,本实验中铁生锈属于(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。能表示其原理的电极反应为。(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,铁生锈的条件为。决定铁生锈快慢的一个重要因素是。B级 关键能力提升练10.下列关于装置图的说法正确的是()A.装置中K键闭合时,片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大B.装置中K键闭合时,片刻后可观察到滤纸a附近变红色C.装置中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3只闭合K2都断开D.装置中当铁制品上析出1.6 g铜时,电源负极输出的电子数为0.025NA11.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下,下列说法不正

7、确的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeOA.在pH14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H+4e-2H2OB.在pH6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀D.在煮沸除氧气的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓12.在海港码头常用外加电流阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整13.某同学利用如图所示装置探究金属的

8、腐蚀与防护条件已知Fe2+遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀。下列说法不合理的是()A.区Cu电极上产生气泡,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液后出现蓝色沉淀,Fe被腐蚀B.区Cu电极附近滴加酚酞后变成红色,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液出现蓝色沉淀,Fe被腐蚀C.区Zn电极的电极反应为Zn-2e-Zn2+,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液未出现蓝色沉淀,Fe被保护D.区Zn电极的电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液出现蓝色沉淀,Fe被腐蚀C级 学科素养拔高练14.铁是用途最广的金属材料之一,但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁

9、的性质。(1)某原电池装置如下图所示,右侧烧杯中的电极反应为,左侧烧杯中的c(Cl-)(填“增大”“减小”或“不变”)。已知下列甲、乙两装置的总反应均为Fe+H2SO4FeSO4+H2,且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“石墨”)。(2)下列丙图反应过程中,易生锈的是(填“a”或“b”)点。丁图所示实验过程中可观察到的实验现象是。第4节金属的腐蚀与防护A级必备知识基础练1.C金属腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀,其本质为M-ne-Mn+,A错误;镀锡铁镀层破损后Sn、Fe构成原电池,铁先被腐蚀,主要发生反应Fe-2e-Fe2+,B错误;常温下

10、,置于空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属单质等反应发生化学腐蚀,C项正确,D项错误。2.A连接铁片的铆钉若用铜质的,由于铁比铜的性质活泼,铜为原电池正极,铁为原电池负极,会导致铁制品本身被腐蚀,故A错误;在铁塔表面涂上一层特制的油漆,可以隔绝空气中的氧气,能有效保护金属,故B正确;潮湿环境比干燥环境更易引起钢铁的吸氧腐蚀,故C正确;在铁塔上镶嵌锌片,利用的是牺牲阳极的阴极保护法,铁为原电池的正极被保护,锌为原电池负极,因此能够减慢钢铁的腐蚀速率,故D正确。3.C发生原电池反应时,生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面

11、下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。4.B图a中,液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重,A错误;图b中,开关与M断开而连接N时,由于Zn比Cu活泼,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小,B正确;图c中,接通开关后,形成原电池,Zn腐蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2,C错误;图d中,干电池自放电腐蚀是由NH4Cl产生的H+得电子引起的,D错误。5.C锌环与电源的正极相连,为阳极

12、,阴极水电离产生的H+放电生成H2,A、B均正确;断电时,Zn比铁活泼,为负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,铁仍受到保护,C错误,D正确。6.C在潮湿疏松的酸性土壤中易发生析氢腐蚀,在潮湿疏松透气的土壤中易发生吸氧腐蚀,在含碳较多、潮湿透气的土壤中易发生电化学腐蚀,故A、B、D项都加快了铸铁管道的腐蚀速率。7.D锌、铁与水构成原电池,锌的活动性强于铁的,故锌作为负极保护铁闸门,与电化学腐蚀有关。生铁中含有杂质碳等,可构成原电池,碳为正极,铁为负极,铁易生锈,与电化学腐蚀有关。铁和铜也可构成原电池,铁的活动性强于铜,铁为负极,易生锈,与电化学腐蚀有关。金属铝活动性强,可与氧气反应在其表面生成

13、一层致密的氧化膜,从而保护内部金属不被腐蚀,与电化学腐蚀无关。8.B在酸性环境下,钢铁主要发生析氢腐蚀,A项错误;金属棒M、钢管在酸性土壤中形成原电池,其中金属棒M为负极,失去电子,失去的电子通过导线流向钢管,钢管为正极被保护,B项正确;在潮湿的酸性土壤中,存在大量H+,H+移动到正极上得电子被还原,即移动到钢管上得电子,抑制H+与铁的反应,C项错误;若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源正、负极,则钢管为阳极,使腐蚀速率加快,D项错误。9.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CaCl2)干燥O2(3)与O2和

14、水接触氧气的浓度解析 (1)根据题中环境可知铁的腐蚀属于电化学腐蚀。该过程中负极电极反应为2Fe-4e-2Fe2+,正极电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-。(2)仪器A是球形干燥管,其中的药品干燥剂可以是碱石灰或无水CaCl2,作用是干燥O2。(3)根据实验可知,铁生锈的条件是必须与O2和水接触;且铁生锈的快慢取决于氧气浓度的大小。B级关键能力提升练10.B装置K键闭合后,形成原电池,锌为负极,铜为正极,原电池中阴离子向负极移动,则Cl-向ZnSO4溶液移动,A项错误;装置中K键闭合时,a极为阴极,阴极水电离产生的H+放电生成H2,同时生成OH-能使酚酞溶液变红,所以a附近变红色,B项正

15、确;Fe为阳极被腐蚀,为阴极被保护,所以铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3都断开只闭合K2,C项错误;装置中铁制品上发生的反应为Cu2+2e-Cu,析出1.6 g铜即0.025 mol 时,电源负极输出的电子数为0.05NA11.ApH14的溶液为碱性,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,故A项错误;pH6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,故C项正确;在碱性溶液中碳钢发生吸氧腐蚀,煮沸除氧气后,腐蚀速率会减慢,故D项正确。12.C钢管桩接电源的负极,高硅铸铁接电源的正极,通电后,外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向电源正极,从电源负极

16、流向钢管桩(阴极),A、B正确;C项,高硅铸铁为“惰性辅助阳极”而不损耗,错误。13.A区发生吸氧腐蚀,Cu为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,Cu电极上不产生气泡,A项错误;区Cu为阴极,电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,Cu电极附近溶液碱性增强,滴加酚酞后变成红色,Fe为阳极,被腐蚀,电极反应为Fe-2e-Fe2+,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液出现蓝色沉淀,B项正确;区Zn为负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,Fe为正极,被保护,C项正确,区Zn为阴极,电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,Fe为阳极,被腐蚀,电极反应为Fe-2e-Fe2+,Fe电极附近滴加K3Fe(CN)6溶液出现蓝色沉淀,D项正确。C级学科素养拔高练14.答案 (1)2H+2e-H2增大甲池中:左Fe,右石墨乙池中:左Fe,右石墨(2)a生铁屑表面生成红棕色锈斑,试管内液面上升解析 (1)原电池反应中Fe作为负极,石墨作为正极,右侧电极反应为2H+2e-H2。由于平衡电荷的需要,盐桥中的Cl-向负极迁移,故NaCl溶液中c(Cl-)增大。装置乙是电解装置,阴极(右侧)产生H2,同时根据总反应可知Fe只能作为阳