新教材2024高中化學(xué)第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)同步測(cè)試新人教版選擇性必修1

第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)【基礎(chǔ)鞏固】1.下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是()A.金屬的腐蝕肯定伴有電流的產(chǎn)生B.Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C.發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的腐蝕時(shí)較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕D.發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)化,且被腐蝕的金屬總是失電子解析:金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕是金屬干脆與氧化劑反應(yīng),電子干脆轉(zhuǎn)移給氧化劑,無(wú)電流產(chǎn)生;電化學(xué)腐蝕是最普遍的一種金屬腐蝕,其原理與原電池原理相同。答案:D2.下列各種鍍有金屬愛護(hù)層的鐵板,鍍層破損后在相同的環(huán)境中,鐵板最易被腐蝕的是()A.鍍鋅鐵(白鐵) B.鍍錫鐵(馬口鐵)C.鍍銅鐵 D.鍍銀鐵解析:鍍有金屬愛護(hù)層的鐵板,在鍍層破損時(shí),與四周環(huán)境形成原電池。A項(xiàng)中鍍層破損時(shí),鋅作負(fù)極,鐵作正極受到愛護(hù);B、C、D項(xiàng)中鍍層破損時(shí),鐵均作負(fù)極而被腐蝕,與正極金屬的活動(dòng)性相差越大,負(fù)極被腐蝕的速率越大,所以選D項(xiàng)。答案:D3.(2024·廣東云浮高二期末)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潮濕后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)。下列有關(guān)該試驗(yàn)的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕解析:A項(xiàng),在鐵的電化學(xué)腐蝕中,鐵單質(zhì)失去電子轉(zhuǎn)化為二價(jià)亞鐵離子,即負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),鐵的腐蝕過程中化學(xué)能除了轉(zhuǎn)化為電能,還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),活性炭與鐵混合,在氯化鈉溶液中構(gòu)成了很多微小的原電池,加速了鐵的腐蝕,故正確;D項(xiàng),以水代替氯化鈉溶液,水也呈中性,鐵在中性或酸性很弱的條件下易發(fā)生吸氧腐蝕,故錯(cuò)誤。答案:C4.(2024·廣東廣州高二期末)肯定條件下,碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下:pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO下列說法中錯(cuò)誤的是()A.在pH<4的溶液中,碳鋼腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+B.在pH>6的溶液中,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C.在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)式為O2+4OH-+4e-2H2OD.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中,碳鋼腐蝕速率會(huì)減慢解析:在pH<4的溶液中,碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,故A項(xiàng)正確;在pH>6的溶液中,碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕,負(fù)極電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,故B項(xiàng)正確;在pH>14的溶液中,碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;將堿性溶液煮沸除去氧氣后,正極上氧氣生成氫氧根離子的速率減小,所以碳鋼腐蝕速率會(huì)減慢,故D項(xiàng)正確。答案:C5.(2024·廣東東莞高二期末)“雪龍2號(hào)”從深圳啟航,執(zhí)行中國(guó)第36次南極科考任務(wù)。下列有關(guān)科考船的說法正確的是()A.外殼鑲嵌一些鉛塊可提高科考船的抗腐蝕實(shí)力B.?？科陂g可將電源正極與船體相連愛護(hù)船體C.利用犧牲陽(yáng)極法愛護(hù)船體時(shí),正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-D.科考船只采納電化學(xué)愛護(hù)法提高船體抗腐蝕實(shí)力解析:A項(xiàng),在船殼上鑲嵌鉛塊時(shí)船殼金屬比鉛活潑,構(gòu)成原電池時(shí),作負(fù)極加快其腐蝕,不能減慢船體的腐蝕,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),船體與電源正極相連,作陽(yáng)極,加快船體的腐蝕,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),利用犧牲陽(yáng)極法愛護(hù)船體時(shí),船體作正極被愛護(hù),正極是氧氣得電子生成氫氧根離子,正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-,故正確;D項(xiàng),還可以在船體表面涂上愛護(hù)層等方法,提高其抗腐蝕實(shí)力,故錯(cuò)誤。答案:C6.相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()ABCD解析:A、B、D三項(xiàng)中都形成了原電池,Fe被腐蝕,只有C項(xiàng)中鐵被銅鍍層愛護(hù),不易被腐蝕。答案:C7.銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示,下列有關(guān)說法中不正確的是()A.正極的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑B.此過程中還涉及的反應(yīng):4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3C.此過程中銅并不被腐蝕D.此過程中電子從Fe流向Cu解析:發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極反應(yīng)為2Fe-4e-2Fe2+,正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-,溶液中發(fā)生反應(yīng)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,Fe(OH)2接著被氧化:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,Fe(OH)3脫去一部分水形成鐵銹。答案:A8.鋼鐵很簡(jiǎn)單生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的非常之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,寫出該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式。正極:,

負(fù)極:。

(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采納圖甲所示的方案,其中焊接在閘門上的固體材料R可以采納(填字母)。

A.銅B.鈉C.鋅D.石墨甲乙(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)當(dāng)連接在直流電源的極。

解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失去電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,鋅被腐蝕,而鐵被愛護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極法。(3)題圖乙屬于外加電流法,需把被愛護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。答案:(1)2H2O+O2+4e-4OH-2Fe-4e-2Fe2+(2)C(3)負(fù)【拓展提高】9.將NaCl溶液滴在一塊光亮干凈的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)覺液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要緣由是液滴之下氧氣含量比邊緣處氧氣含量少。下列說法中正確的是()A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH-形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+解析:依據(jù)題意,可推斷中心區(qū)a為原電池的負(fù)極,液滴邊緣處O2含量較多,是原電池的正極,Cl-在電池工作時(shí)向負(fù)極(a)移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;因Fe比Cu活潑,作負(fù)極的是Fe,反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B10.模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)的試驗(yàn)裝置如圖所示,下列說法中不正確的是 ()A.若X為石墨棒,開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒,開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒,開關(guān)K置于B處時(shí),鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-H2↑D.若X為石墨棒,開關(guān)K置于A處時(shí),鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-解析:若X為石墨棒,開關(guān)K置于A處時(shí),鐵為陰極受到愛護(hù),可減緩鐵的腐蝕,故A項(xiàng)正確;若X為鋅棒,開關(guān)K置于A處時(shí),鐵作陰極受到愛護(hù),開關(guān)K置于B處時(shí),鐵作正極受到愛護(hù),因此開關(guān)K置于A或B處,均可減緩鐵的腐蝕,故B項(xiàng)正確;若X為鋅棒,開關(guān)K置于B處時(shí),鐵為正極,電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;若X為石墨棒,開關(guān)K置于A處時(shí),鐵為電解池的陰極,電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-,故D項(xiàng)正確。答案:C11.如何防止鐵的腐蝕是工業(yè)探討的重點(diǎn)內(nèi)容。為探討鐵腐蝕的影響因素,某同學(xué)做了以下探究試驗(yàn):序號(hào)內(nèi)容試驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(gè)月干燥的鐵絲表面依舊光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時(shí)鐵絲表面依舊光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一個(gè)月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面灰暗程度比試驗(yàn)5嚴(yán)峻請(qǐng)回答下列問題。(1)上述試驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填試驗(yàn)序號(hào));在電化學(xué)腐蝕中,負(fù)極反應(yīng)是,正極反應(yīng)是。

(2)由該試驗(yàn)可知,可以影響鐵腐蝕速率的因素是

。

(3)為防止鐵的腐蝕,工業(yè)上普遍采納的方法是

(答兩種方法)。

解析:(1)試驗(yàn)2、3、4、5、6中都發(fā)生了吸氧腐蝕,屬于電化學(xué)腐蝕。在電化學(xué)腐蝕中,負(fù)極反應(yīng)為2Fe-4e-2Fe2+;正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-4OH-。(2)從能否構(gòu)成原電池的條件等方面來(lái)回答,如濕度、溫度、O2的濃度、反應(yīng)介質(zhì)等。(3)為防止鐵的腐蝕,工業(yè)上普遍采納的方法有犧牲陽(yáng)極法、外加電流法等。答案:(1)2、3、4、5、62Fe-4e-2Fe2+2H2O+O2+4e-4OH-(2)濕度、溫度、O2的濃度、反應(yīng)介質(zhì)(3)犧牲陽(yáng)極法、外加電流法(或制成不銹鋼、加愛護(hù)層等其他合理答案)【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面,可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在如圖所示的情境中,下列有關(guān)說法中正確的是()A.正極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+B.金屬M(fèi)的金屬活動(dòng)性比Fe的金屬活動(dòng)性弱C.鋼