第四章第三节金属的腐蚀与防护课后跟踪训练.docx
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第四章第三节金属的腐蚀与防护课后跟踪训练
第四章第三节金属的腐蚀与防护课后跟踪训练
一、选择题:
本题共8小题,每小题4分,共32分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是:
M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.金属的化学腐蚀的实质是:
M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
2.下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B.铁只能发生析氢腐蚀
C.铜只能发生吸氧腐蚀
D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
3.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.若d为石墨,则铁片腐蚀加快
B.若d为石墨,则石墨上电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.若d为锌块,则铁片不易被腐蚀
D.若d为锌块,则铁片上电极反应式为2H++2e-===H2↑
4.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。
据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。
在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时,正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-
C.在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+
5.有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。
下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是( )
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属腐蚀
D.外加电流,使需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用
6.结合下图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
7.宝鸡被誉为“青铜器之乡”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。
研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。
下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法不正确的是( )
A.青铜器发生电化学腐蚀,图中c作负极
B.潮湿环境中Cl-浓度大时有利于多孔粉状锈的生成
C.若生成0.2molCu2(OH)3Cl,则消耗的O2体积为4.48L
D.环境中的Cl-与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓
8.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是( )
A.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阴极
答案 C
二、选择题:
本题共4小题,共16分。
每小题有一个或两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
9.下列防护措施中属于电化学保护法的是( )
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C.在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭
D.在金属表面喷漆
10.埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护,使其免受腐蚀。
下列说法正确的是( )
A.金属棒X的材料可能为锌
B.金属棒X的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的pH可能会上升
D.这种方法称为外加电流法
11.下列装置图有关说法正确的是( )
A.装置①中K键闭合时,片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大
B.装置①中K键闭合时,片刻后可观察到滤纸a附近变红色
C.装置②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③中当铁制品上析出1.6g铜时,电源负极输出的电子数为0.025NA
12.糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应:
Fe-3e-===Fe3+
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应:
2H2O+O2+4e-===4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
三、非选择题:
本题共4小题,共52分。
13.(14分)某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理,设计如图实验装置:
实验Ⅰ:
向烧杯中加入一定量的饱和食盐水,插入两个无底玻璃筒。
将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后,再分别插入两个玻璃筒中,电流表指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为________________;铁棒上发生的电极反应为___________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无明显现象,这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ:
该小组的同学将锌棒换为铜棒,并用导线将其与电流表连接。
一段时间后,向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是________________、________________。
(5)上述两个实验表明,活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时,一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护,根据此原理采取的金属防护方法称为________________________。
14.(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)该小组对图2中O~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:
发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:
________________________________________________________________________。
第四章第三节金属的腐蚀与防护课后跟踪训练
一、选择题:
本题共8小题,每小题4分,共32分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是:
M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.金属的化学腐蚀的实质是:
M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
答案 B
解析 金属腐蚀的实质是金属失去电子,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2,而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。
2.下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )
A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀
B.铁只能发生析氢腐蚀
C.铜只能发生吸氧腐蚀
D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
解析 在金属活动性顺序中,铜排在氢之后,铜不能将氢气置换出来,所以不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀,故A项错误,C项正确;铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀,故B项错误;在自然界中,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,故D项错误。
答案 C
3.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.若d为石墨,则铁片腐蚀加快
B.若d为石墨,则石墨上电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.若d为锌块,则铁片不易被腐蚀
D.若d为锌块,则铁片上电极反应式为2H++2e-===H2↑
答案 D
解析 A项,由于活动性Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,与没有形成原电池时相比,铁片的腐蚀速率加快,正确;B项,d为石墨,由于电解质溶液为中性环境,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨电极上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,正确;C项,d为锌块,由于金属活动性Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,Fe得到保护,铁片不易被腐蚀,正确;D项,d为锌块,由于电解质溶液为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,铁片上电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误。
4.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。
据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。
在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时,正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-
C.在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+
答案 B
解析 金属铁的腐蚀中,金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀,铁制品中含有铁和碳,再加上电解质环境,具备了原电池的构成条件,也会发生电化学腐蚀,故A正确;发生电化学腐蚀时,碳作正极,溶液中的氢离子得电子生成氢气,正极反应式为2H++2e-===H2↑,故B错误,C正确;发生电化学腐蚀时,铁作负极,电极反应式为Fe-2e-===
Fe2+,故D正确。
5.有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。
下列关于金属腐蚀和防腐的说法错误的是( )
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属腐蚀
D.外加电流,使需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用
解析 海上舰艇的腐蚀主要为电化学腐蚀,故A项错误;在船舶外壳装上锌块,锌、铁、海水构成原电池,锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,该保护金属的方法称为牺牲阳极法,故B项正确;刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属腐蚀,故C项正确;电解池中阳极金属易被腐蚀,使被保护的金属作阴极的保护金属的方法称为外加电流法,故D项正确。
答案 A
6.结合下图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
答案 A
解析 两个装置均为原电池,负极都是活泼金属,根据原电池原理可知:
原电池的正极金属受到保护,A正确;Ⅰ中负极为活泼金属Zn,B错误;Ⅱ中是酸性溶液,电极反应中不能有OH-生成,C错误;Ⅰ中无Fe2+生成,不能生成铁氰化亚铁沉淀,D错误。
7.宝鸡被誉为“青铜器之乡”,出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。
研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。
下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图,下列说法不正确的是( )
A.青铜器发生电化学腐蚀,图中c作负极
B.潮湿环境中Cl-浓度大时有利于多孔粉状锈的生成
C.若生成0.2molCu2(OH)3Cl,则消耗的O2体积为4.48L
D.环境中的Cl-与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓
答案 C
解析 根据题图知,氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子,发生吸氧腐蚀,腐蚀过程中c作负极,A项正确;潮湿环境中的Cl-与正极反应产物氢氧根离子和负极反应产物铜离子作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓,潮湿环境中Cl-浓度大时,有利于多孔粉状锈的生成,B、D项正确;未指明是否为标准状况,无法计算消耗的O2体积,C项错误。
8.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是( )
A.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阴极
答案 C
解析 A项,水面附近的铁接触的氧气多,容易腐蚀,错误;B项,铁作为阴极受保护,不容易腐蚀,错误;C项,高温下铁被氧化,正确;D项,镁块为原电池的负极,生活中一般用锌块,因为镁容易形成致密氧化膜,错误。
二、选择题:
本题共4小题,共16分。
每小题有一个或两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
9.下列防护措施中属于电化学保护法的是( )
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C.在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭
D.在金属表面喷漆
解析 在轮船的船壳水线以下部分装上锌锭,能形成铁锌原电池,锌为负极,被腐蚀,铁被保护。
答案 C
10.埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护,使其免受腐蚀。
下列说法正确的是( )
A.金属棒X的材料可能为锌
B.金属棒X的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的pH可能会上升
D.这种方法称为外加电流法
解析 题图中没有外加电源,故为牺牲阳极法,D项错误;X的活泼性应大于铁的活泼性,但金属钠的活泼性太强,能与土壤中的O2、H2O直接反应,故X的材料不可能是钠,A项正确、B项错误;O2在钢管处得电子,发生还原反应:
O2+4e-+2H2O===4OH-,故钢管附近土壤的pH可能会上升,C项正确。
答案 AC
11.下列装置图有关说法正确的是( )
A.装置①中K键闭合时,片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大
B.装置①中K键闭合时,片刻后可观察到滤纸a附近变红色
C.装置②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③中当铁制品上析出1.6g铜时,电源负极输出的电子数为0.025NA
答案 B
解析 装置①K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①中K键闭合时,a极为阴极,阴极氢离子放电同时生成氢氧根离子,所以a附近变红色,B项正确;Fe作阳极被腐蚀,作阴极被保护,装置②中,只闭合K1,铁作阳极被腐蚀;只闭合K2,铁作阴极被保护;只闭合K3,铁作负极被腐蚀;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③中铁制品上发生的反应为Cu2++2e-===Cu,析出1.6g铜即0.025mol,则电源负极输出的电子数为0.05NA,D项错误。
12.糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应:
Fe-3e-===Fe3+
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应:
2H2O+O2+4e-===4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
解析 钢铁的吸氧腐蚀是放热反应,则脱氧过程也为放热反应,A项错误;钢铁腐蚀中铁作负极,碳作正极,B、C两项错误;n(Fe)=0.02mol,负极电极反应式:
2Fe-4e-===2Fe2+,生成的Fe2+与正极生成的OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,所以0.02molFe最终失去0.06mol电子,消耗n(O2)=
=0.015mol,D项正确。
答案 D
三、非选择题:
本题共4小题,共52分。
13.(14分)某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理,设计如图实验装置:
实验Ⅰ:
向烧杯中加入一定量的饱和食盐水,插入两个无底玻璃筒。
将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后,再分别插入两个玻璃筒中,电流表指针发生偏转。
(1)锌棒上发生的电极反应为________________;铁棒上发生的电极反应为___________________________________。
(2)向铁棒附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无明显现象,这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ:
该小组的同学将锌棒换为铜棒,并用导线将其与电流表连接。
一段时间后,向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
(3)实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ________(填“相同”或“相反”)。
(4)在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是________________、________________。
(5)上述两个实验表明,活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时,一般是相对________(填“活泼”或“不活泼”)的金属被保护,根据此原理采取的金属防护方法称为________________________。
解析 锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的是吸氧腐蚀,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。
铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的也是吸氧腐蚀,铜作正极被保护,铁作负极被腐蚀。
由于两次实验中原电池的电子流向相反,所以电流表指针的偏转方向也相反。
铁作负极时,Fe失去电子生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,铜作正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,故在铜棒附近滴入酚酞后溶液变红色。
对比两个实验可知,一般情况下,发生吸氧腐蚀时,活泼金属被腐蚀,相对不活泼金属被保护,根据此原理采取的金属防护方法称为牺牲阳极法。
答案
(1)2Zn-4e-===2Zn2+ 2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)Fe2+ (3)相反 (4)产生蓝色沉淀 溶液变红色 (5)不活泼 牺牲阳极法
14.(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)该小组对图2中O~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:
发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:
________________________________________________________________________。
答案
(1)
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
(2)吸氧 如图
还原 2H2O+O2+4e-===4OH-
(3)反应放热,温度升高
解析
(1)对比编号①,编号②中碳粉的质量与编号①相同,醋酸的浓度与编号①不同,所以铁粉的质量应与编号①相同,即2.0g;编号③中碳粉质量与编号①不同,铁粉质量和醋酸浓度均与编号①相同,显然编号③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时,容器中压强明显小于起始压强,说明容器中气体减少,所以铁发生的是吸氧腐蚀。
在铁发生吸氧腐蚀的过程中,铁为负极,发生氧化反应,形成Fe2+;碳为正极,发生还原反应:
2H2O+O2+4e-===4OH-。
(3)O~t1时压强增大,应从两方面考虑,一是生成气体,二是温度升高,则由假设一内容可得假设二应是:
此反应是放热反应,温度升高。
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