2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)分層作業(yè)新人教版選擇性必修1

分層作業(yè)25金屬的腐蝕與防護(hù)A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練題組1.金屬的腐蝕1.下列事實(shí)中,與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A.用銅質(zhì)鉚釘鉚接鐵板,鐵板易被腐蝕B.為了疼惜海輪的船殼,常在船殼上附加鋅塊C.在空氣中,鋁表面會生成一層致密氧化膜D.埋在潮濕土壤里的鐵管比埋在干燥土壤里的鐵管更簡潔被腐蝕2.某試驗(yàn)小組擬探究食品袋里抗氧劑的抗氧化實(shí)力,裝置如圖所示:向兩支注射器中分別放入抗氧劑甲(1gFe粉、0.5g炭粉和0.5gNaCl)和抗氧劑乙(1gFe粉),向右拉動(dòng)注射器活塞,各吸入50mL空氣,關(guān)閉注射器針頭的止水夾,均放置一周后,裝置1活塞向左移動(dòng)的距離比裝置2長。下列說法錯(cuò)誤的是()A.抗氧劑甲的抗氧化實(shí)力比抗氧劑乙的強(qiáng)B.用生石灰替代鐵粉,二者功能完全相同C.裝置1中發(fā)生吸氧腐蝕,炭粉作正極D.食品袋里抗氧劑能延長食品的保質(zhì)期3.利用物質(zhì)由高濃度向低濃度自發(fā)擴(kuò)散的能量可制成濃差電池。在海水中的不銹鋼制品,縫隙處氧濃度比海水低,易形成濃差電池而發(fā)生縫隙腐蝕?？p隙處腐蝕機(jī)理如圖所示。下列說法不正確的是()A.金屬縫隙內(nèi)表面為負(fù)極,外自由表面為正極B.縫隙內(nèi)溶液pH增大,加快了縫隙內(nèi)腐蝕速率C.為了維持電中性,海水中大量Cl-進(jìn)入縫隙D.正極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-4.下列對生鐵片銹蝕對比試驗(yàn)的分析正確的是()序號①②③試驗(yàn)現(xiàn)象8小時(shí)未視察到明顯銹蝕8小時(shí)未視察到明顯銹蝕1小時(shí)視察到明顯的紅褐色銹蝕A.對比試驗(yàn)①②③,說明苯能隔絕O2B.試驗(yàn)①中,生鐵片未見明顯銹蝕的主要緣由是缺少O2C.試驗(yàn)②中,NaCl溶液中溶解的O2不足以使生鐵片明顯銹蝕D.試驗(yàn)③中,屬于鐵的吸氧腐蝕,正極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-題組2.金屬的防護(hù)5.(2024·福建莆田五校聯(lián)考)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用電化學(xué)原理進(jìn)行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性幫助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A.通入疼惜電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近零B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C.此方法在化學(xué)上稱為犧牲陽極法D.通入的疼惜電流應(yīng)當(dāng)依據(jù)環(huán)境條件變更進(jìn)行調(diào)整6.(2024·福建福州六校聯(lián)考)我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象,在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕,防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.通電時(shí),鋅環(huán)是陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.通電時(shí),陰極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-C.斷電時(shí),鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+D.斷電時(shí),不能防止鐵帽被腐蝕7.關(guān)于下列各裝置圖的敘述不正確的是()A.圖①裝置鹽橋中KCl的Cl-移向甲燒杯B.圖②裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連獲得疼惜C.圖③裝置中開關(guān)由M置于N時(shí),Cu-Zn合金的腐蝕速率減小D.圖④裝置精煉銅,a為精銅,b為粗銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液B級關(guān)鍵實(shí)力提升練8.在城市中地下常埋有犬牙交織的管道和輸電線路,有些地面上還鋪有地鐵或城鐵的鐵軌,當(dāng)有電流泄漏入潮濕的土壤中,并與金屬管道或鐵軌形成回路時(shí),就會引起后者的腐蝕。該原理簡化如圖1所示。下列有關(guān)說法不正確的是()A.圖1裝置可看作兩個(gè)串聯(lián)電解裝置,圖2所示環(huán)境中,鐵被腐蝕速率:Ⅰ>Ⅲ>ⅡB.圖1溶液中鐵絲被腐蝕時(shí),左側(cè)有無色氣體產(chǎn)生,旁邊產(chǎn)生少量白色沉淀,隨后變?yōu)榛揖G色C.圖1溶液中鐵絲左端電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,圖2中Ⅱ的鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕D.地下管線被腐蝕,不易發(fā)覺,修理也不便,故應(yīng)將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(或油漆等)9.(2024·湖北四地七校聯(lián)考)利用如下試驗(yàn)探究鐵釘在不同溶液中的吸氧腐蝕。試驗(yàn)裝置試驗(yàn)編號①②③④⑤浸泡液H2O1.0mol·L-1NH4Cl0.5mol·L-1(NH4)2SO41.0mol·L-1NaCl0.5mol·L-1Na2SO4pH75577氧氣濃度隨時(shí)間的變更下列說法不正確的是()A.①與④、⑤比較說明鹽溶液可以加快吸氧腐蝕速率B.②與③、④與⑤比較說明吸氧腐蝕速率可能與陰離子種類有關(guān)C.向試驗(yàn)⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4固體,吸氧腐蝕速率加快D.向試驗(yàn)②溶液中加等體積的0.5mol·L-1(NH4)2SO4,吸氧腐蝕速率確定加快10.(2024·湖南衡陽三校聯(lián)考)利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列敘述正確的是()A.鐵被腐蝕過程實(shí)質(zhì)是金屬鐵失電子發(fā)生還原反應(yīng)B.當(dāng)K置于N處時(shí),將減緩鐵的腐蝕C.若X為碳棒,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕D.若X為鋅片,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕11.某種Fe合金在硫酸鹽還原菌(SRB)存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖所示。涉及的部分反應(yīng):H2O→H++OH-、H++e-→H、SO42-+8H→S2-下列說法正確的是()A.電化學(xué)腐蝕中正極的電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+B.SRB對金屬的腐蝕作用是在有氧環(huán)境下進(jìn)行的C.在SRB作用下,Fe腐蝕后最終會生成Fe2O3·xH2OD.當(dāng)1molSO42-12.(2024·河南許平汝聯(lián)考)某探討小組向錐形瓶內(nèi)加入混合勻整的新制鐵粉和炭粉,塞緊瓶塞,從膠頭滴管中滴入醋酸溶液,同時(shí)測量錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變更,如圖所示。下列說法正確的是()A.0~t1s內(nèi),壓強(qiáng)增大的緣由是鐵發(fā)生了吸氧腐蝕B.炭粉表面的電極反應(yīng)式只有2H++2e-H2↑C.整個(gè)過程中鐵粉發(fā)生了氧化反應(yīng)D.若將鐵粉換為銅粉,錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)變更仍為如圖C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.(2024·福建福州六校聯(lián)考)古代青銅器的修復(fù)涉及化學(xué)學(xué)問?！靶夼f如舊”是文物疼惜的主旨。(1)銅銹的成分比較困難,主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl?？脊艑W(xué)家將銅銹分為無害銹和有害銹,結(jié)構(gòu)如圖1所示:圖1Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分別屬于無害銹和有害銹,請說明緣由:

。

(2)圖2為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕生成有害銹Cu2(OH)3Cl的原理示意圖。圖2寫出正極的電極反應(yīng)式:。若生成2.145gCu2(OH)3Cl,理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為L。

(3)文獻(xiàn)顯示有害銹的形成過程中會產(chǎn)生CuCl(白色不溶于水的固體),請結(jié)合圖3回答:圖3①過程Ⅰ的正極反應(yīng)物是。

②過程Ⅰ負(fù)極的電極反應(yīng)式是。

(4)青銅器的修復(fù)有以下三種方法:ⅰ.檸檬酸浸法:將腐蝕文物干脆放在2%~3%的檸檬酸溶液中浸泡除銹;ⅱ.碳酸鈉法:將腐蝕文物置于含Na2CO3的緩沖溶液中浸泡,使CuCl轉(zhuǎn)化犯難溶的Cu2(OH)2CO3;ⅲ.BTA疼惜法:請回答下列問題:①寫出碳酸鈉法的離子方程式:。

②三種方法中,BTA疼惜法應(yīng)用最為普遍,分析其可能的優(yōu)點(diǎn)有(填字母)。

A.在青銅器表面形成一層致密的透亮疼惜膜B.替換出銹層中的Cl-,能夠高效地除去有害銹C.和酸浸法相比,不破壞無害銹,可以疼惜青銅器的藝術(shù)價(jià)值,做到“修舊如舊”

分層作業(yè)25金屬的腐蝕與防護(hù)1.C解析用銅質(zhì)鉚釘鉚接鐵板時(shí),鐵、銅及四周的電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,由于Fe的活動(dòng)性比Cu強(qiáng),Fe為原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;為了疼惜海輪的船殼,常依據(jù)原電池反應(yīng)原理,在船殼上附加活動(dòng)性比鐵強(qiáng)的鋅塊,鐵、鋅及四周的海水構(gòu)成原電池,鋅為負(fù)極,首先被氧化腐蝕,輪船得到了疼惜,B正確;在空氣中,鋁與空氣中的O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生一層致密氧化膜Al2O3,阻擋金屬進(jìn)一步氧化,故鋁具有確定的抗腐蝕性能,與電化學(xué)腐蝕無關(guān),C錯(cuò)誤;埋在潮濕土壤里的鐵管,Fe、其中的雜質(zhì)C及四周的電解質(zhì)溶液會構(gòu)成原電池,鐵作原電池的負(fù)極,發(fā)生電化學(xué)腐蝕,因而比埋在干燥土壤里的鐵管更簡潔被腐蝕,D正確。2.B解析相同條件下裝置1活塞向左移動(dòng)的距離比裝置2長,說明裝置1消耗氧氣多,抗氧化劑甲抗氧化實(shí)力比乙強(qiáng),A正確;生石灰只能作為干燥劑,不能吸取氧氣,生石灰不能替代鐵粉,二者功能不相同,B錯(cuò)誤;裝置1中發(fā)生吸氧腐蝕,鐵是較活潑的金屬,作負(fù)極,炭粉作正極,C正確;食品變壞腐敗主要是與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),加入抗氧劑能延長食品的保質(zhì)期,D正確。3.B解析依據(jù)氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH-,故金屬縫隙外自由表面為正極,金屬縫隙內(nèi)表面為負(fù)極,A正確;金屬縫隙外自由表面為正極,生成OH-,縫隙外溶液pH增大,加快了縫隙內(nèi)腐蝕速率,B錯(cuò)誤;陰離子由正極向負(fù)極移動(dòng),大量Cl-進(jìn)入縫隙維持電中性,C正確;正極為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH-,電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,D正確。4.C解析對比①②③,說明生鐵腐蝕,碳為正極,鐵為負(fù)極,需足量O2和水,由試驗(yàn)③可知,苯不能隔絕O2,A錯(cuò)誤。原電池的形成條件:有兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路,金屬腐蝕時(shí)還要有空氣和水,試驗(yàn)①中,生鐵片未明顯銹蝕的緣由之一是缺少H2O,B錯(cuò)誤。試驗(yàn)②中,鐵能發(fā)生電化學(xué)腐蝕,但氧氣難溶于水,NaCl溶液中溶解的O2不足以使生鐵片明顯銹蝕,C正確。試驗(yàn)③中,鐵是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成Fe2+,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,在正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,D錯(cuò)誤。5.C解析通入疼惜電流,使鋼管樁與電源負(fù)極相連作陰極,使其表面腐蝕電流接近零,從而達(dá)到疼惜鋼管樁的目的,A正確;通電后,鋼管樁作陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),高硅鑄鐵與電源正極相連為陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),則通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁,B正確;此方法接有外接電源,稱為外加電流法而不是犧牲陽極法,C錯(cuò)誤;在疼惜過程中要使被疼惜金屬結(jié)構(gòu)電位低于四周環(huán)境,則通入的疼惜電流應(yīng)依據(jù)環(huán)境條件變更進(jìn)行調(diào)整,D正確。6.D解析通電時(shí),鋅環(huán)連接電源正極,則鋅為陽極,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;陰極為溶液中氫離子得電子,電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-,B正確;斷電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng),鋅環(huán)失電子作負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,C正確;斷電時(shí)鋅作負(fù)極,屬于犧牲陽極法,可以防止鐵帽被腐蝕,D錯(cuò)誤。7.D解析圖①裝置Zn化合價(jià)上升,失去電子,作原電池負(fù)極,鹽橋中KCl的Cl-移向甲燒杯,A正確;依據(jù)外加電流法,得到圖②裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連獲得疼惜,B正確;圖③裝置中開關(guān)由M置于N時(shí),Zn作負(fù)極,Cu-Zn合金作正極,因此Cu-Zn合金的腐蝕速率減小,C正確;圖④裝置精煉銅,依據(jù)電流移動(dòng)方向,得到a為陽極,b為陰極,因此a為粗銅,b為純銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,D錯(cuò)誤。8.C解析圖1裝置可看作兩個(gè)串聯(lián)電解裝置,左邊鐵與正極相連為陽極,鐵絲左邊應(yīng)為陰極,形成電解裝置,鐵絲右邊為陽極,右邊的鐵為陰極又組成電解裝置,所以可理解為兩個(gè)串聯(lián)電解裝置;圖2所示環(huán)境中,Ⅰ形成原電池,鐵作負(fù)極,加快腐蝕速率,Ⅱ中形成原電池,鋅作負(fù)極,鐵得到疼惜,鐵被腐蝕速率:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ,A正確。左邊鐵與正極相連為陽極,發(fā)生反應(yīng)Fe-2e-Fe2+,鐵絲左邊應(yīng)為陰極,反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,消耗氫離子導(dǎo)致堿性增加與陽極生成的Fe2+結(jié)合成白色Fe(OH)2沉淀,后被氧化成灰綠色,B正確。圖1溶液中鐵絲右端電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,圖2中Ⅱ的鐵作正極得到疼惜,C錯(cuò)誤。地下管線被腐蝕,不易發(fā)覺,故應(yīng)將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(或油漆等),將金屬與土壤隔開,D正確。9.D解析NaCl和Na2SO4都是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,①與④、⑤比較,水中加入鹽,增加了溶液的導(dǎo)電性,加快了吸氧腐蝕速率,A正確;②與③都是銨鹽,④與⑤都是鈉鹽,二者所含陰離子種類不同,說明吸氧腐蝕速率可能與陰離子種類有關(guān),B正確;③與⑤相比,等濃度(NH4)2SO4溶液中吸氧腐蝕速率快,故⑤中加入少量(NH4)2SO4固體,吸氧腐蝕速率加快,C正確;②和③相比,所含陰離子種類不同,Cl-對吸氧腐蝕速率影響更大,故②中加等體積的0.5mol·L-1(NH4)2SO4溶液,吸氧腐蝕速率不愿定加快,D錯(cuò)誤。10.D解析鐵被腐蝕過程實(shí)質(zhì)是金屬鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A錯(cuò)誤;當(dāng)K置于N處時(shí),該裝置為電解池,X為陰極,鐵為陽極,鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕,B錯(cuò)誤;若X為碳棒,開關(guān)K置于M處,則該裝置為原電池,Fe為負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕,C錯(cuò)誤;若X為鋅片,開關(guān)K置于M處,則該裝置為原電池,Fe為正極,鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕,鐵被疼惜,故可減緩鐵的腐蝕,D正確。11.D解析由圖可知該電化學(xué)腐蝕負(fù)極電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,A錯(cuò)誤;硫酸根離子在硫酸鹽還原菌SRB作用下轉(zhuǎn)化成硫離子,硫離子再與Fe2+結(jié)合成FeS,若有氧氣存在會將SRB氧化,不利于硫酸根離子轉(zhuǎn)化成硫離子,B錯(cuò)誤;由圖中信息可知在SRB作用下,Fe腐蝕后最終會生成FeS,C錯(cuò)誤;1molSO42-在SRB作用下轉(zhuǎn)化為S2-12.C解析鐵在酸性條件下發(fā)生的是析氫腐蝕,不是吸氧腐蝕,且0~t1s內(nèi)壓強(qiáng)增大,說明氣體的物質(zhì)的量增加,則鐵可能發(fā)生了析氫腐蝕,A錯(cuò)誤;H+在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,t1s后壓強(qiáng)減小,鐵粉發(fā)生吸氧腐蝕,O2在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH-,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-4OH-,B錯(cuò)誤;不管是析