2016_2017学年高中化学3.2金属的腐蚀和防护课时训练新人教版选修.docx

第二节金属的腐蚀和防护课时训练9金属的腐蚀和防护一、金属腐蚀的类型及原理1.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+nH2OM(OH)n+H2B.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.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀解析:A项,金属在潮湿空气中的腐蚀以吸氧腐蚀为主。C项,金属的化学腐蚀需接触氧化性气体或氧化性物质,不需要在酸性条件下,且金属失去电子被氧化。答案:B2.下列叙述不正确的是()A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀D.原电池中电子经外电路由负极流入正极解析:活泼金属作负极,铝比铁活泼,铝作负极,C项错误。答案:C3.下列有关金属腐蚀的说法正确的是()金属的腐蚀全部是氧化还原反应金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,只有电化学腐蚀才是氧化还原反应因为二氧化碳普遍存在,所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,总是金属被氧化A.B.C.D.解析:金属腐蚀的本质都是金属原子失电子被氧化的过程。由于发生吸氧腐蚀的条件是中性或极弱的酸性,并且空气的主要成分为N2和O2,故吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍得多。答案:C4.金属的腐蚀包括两类电化学腐蚀和化学腐蚀。下列腐蚀属于电化学腐蚀的是()A.钢铁与氯气接触生成氯化铁B.钢铁与河水接触生锈C.石灰石被酸雨腐蚀D.铜受热生成黑色氧化铜解析:石灰石被酸雨腐蚀不属于金属的腐蚀,C项首先被排除。A、D两项是金属与氧化剂直接接触而发生的腐蚀,是化学腐蚀,也被排除。钢铁与河水接触生锈发生的是吸氧腐蚀,答案为B项。答案:B5.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是()A.铁屑不生锈,试管内液面上升B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变C.铁屑生锈,试管内液面上升D.铁屑生锈,试管内液面高度不变解析:装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,最终Fe(OH)3失水生成铁锈,A、B错误;因反应消耗氧气,使试管内气压减小,液面上升,C正确,D错误。答案:C二、金属腐蚀的条件和快慢6.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要反应的化学方程式为4Fe+3O2+2xH2O2Fe2O3xH2O。右图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是()A.B.C.D.解析:处O2充足且潮湿,易被腐蚀。答案:C7.埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下被腐蚀的速率最慢的是()A.在干燥致密不透气的土壤中B.在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中C.在含铁元素较多的酸性土壤中D.在潮湿疏松透气的土壤中解析:其中B、C、D均满足金属铁被腐蚀所需的条件:氧气、水或酸性环境;而A却隔绝了铸铁管道被腐蚀所需要的氧气和水。答案:A8.如下图所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A.B.C.D.解析:在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减小,所以装置中的铁被腐蚀的速率比中的慢;反之,当铁与比它活泼性弱的金属,如Sn、Cu等连接起来时,则被腐蚀的速率增大,所以在容器中铁比容器中的铁腐蚀得快。容器是一个电镀池,在这里铁是阳极,不断以Fe2+的形式进入容器中,从而加速了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器中的铁被腐蚀的速率是最快的。综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为。答案:A三、金属的防护9.下列金属防护的方法不正确的是()A.对健身器材刷油漆以防锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈解析:工具的“机械转动部位”涂油漆很容易被损坏,达不到隔离金属与氧化剂的目的,防腐蚀的效果较差。答案:B10.下列防腐措施中,利用原电池反应使主要金属得到保护的是()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和镍制成合金C.在轮船的船壳吃水线以下部分装上锌块D.金属表面喷漆解析:D项是在金属表面覆盖保护层;B项是改变金属的内部组织结构;A项是将金属氧化使表面生成氧化膜。A、B、D三项均不能形成原电池,只有C项正确。答案:C11.下列材料保护的措施中不正确的是()A.将搪瓷快餐杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实,防止杯被腐蚀B.将自行车的铁链条涂上植物油,防止链条被腐蚀C.将埋在地下的铁水管缠上废铜丝,防止水管被腐蚀D.将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦,防止木材被腐蚀解析:铁和铜在电解质溶液里构成原电池,铁为负极、铜为正极,加快铁的腐蚀。答案:C12.金属的防护有哪些常用方法?请你为以下钢铁制品选择适当的防锈方法。(1)炊具、餐具(2)邮筒(3)电冰箱(4)洗衣机(5)罐头盒(6)水龙头(7)钢制窗框(8)健身器材(9)海水中的钢闸门(10)农用机械、农具(11)城市道路护栏(12)汽车尾气管答案:(1)制成不锈钢(2)涂油漆(3)涂漆(4)涂漆(5)用镀锡铁(6)涂油漆(7)涂油漆(8)涂油漆(9)连接一锌块(10)涂油漆(11)涂油漆(12)涂油漆(建议用时:30分钟)1.下列几种铁板在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是()A.镀锌铁板B.镀铜铁板C.镀锡铁板D.镀铅铁板解析:A项镀锌铁板,镀层被破坏后,构成锌铁原电池,锌为负极被氧化;铁为正极,铁得以保护,故最耐腐蚀。B、C、D三项中镀层被破坏后,铁容易被腐蚀。因为铜、锡、铅的金属活动性比铁弱,形成原电池时,铁为负极失去电子被氧化,故不耐腐蚀。答案:A2.建筑用的钢材在出厂之前都要经过发蓝处理,使其表面生成一层Fe3O4,其目的是()A.增加钢材的硬度B.增强钢材的抗腐蚀能力C.使钢材美观D.增加钢材的韧性解析:发蓝处理,钢材“表面生成一层Fe3O4”,是为了在金属表面覆盖保护层,增强抗腐蚀能力。答案:B3.有关金属腐蚀的叙述,正确的是()A.金属的腐蚀一定伴有电流产生B.铁在干燥的空气中比在潮湿的空气中更易被腐蚀C.发生化学能转变为电能的腐蚀时,较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D.发生电化学腐蚀时有能量的转变,且被腐蚀的金属总是失电子解析:金属的腐蚀不一定伴随电流的产生;铁在潮湿的空气中可形成原电池,加快腐蚀;原电池是化学能转变为电能,较活泼的金属作负极而被腐蚀。答案:D4.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是()A.4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3B.2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2C.2H2O+O2+4e-4OH-D.Fe-3e-Fe3+解析:洗过的铁锅在空气中放置,可发生吸氧腐蚀。负极发生的反应为2Fe-4e-2Fe2+,正极发生的反应为2H2O+O2+4e-4OH-,总反应式为2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,而Fe(OH)2又被O2氧化成红褐色的Fe(OH)3。答案:D5.以下现象与电化学腐蚀无关的是()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗解析:A项中形成了铜锌原电池,锌作负极失电子转移到铜上,铜被保护;B项,生铁中含碳量较高,形成原电池,铁易生锈;C项,铁铜接触处形成原电池,易生锈;银质奖章放置时间久了,会与空气中的硫元素结合生成硫化物而使其表面变暗,属于化学腐蚀。答案:D6.相同材质的铁在下图所示的4种情况下最不易被腐蚀的是()解析:A项,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;B项,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;D项,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池;在上述三种情况中,都是铁作负极,铁容易被腐蚀;C项,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀。答案:C7.下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()铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升A.B.C.D.解析:量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁碳合金(铁球)组成原电池,发生了吸氧腐蚀。铁球表面出现红棕色(Fe2O3nH2O)锈斑,因不断消耗O2导致量筒内气体压强小于外界大气压,量筒内水位上升。答案:B8.富有经验的木工在向木器中钉铁钉时,习惯用口水将铁钉尖部湿润,然后钉入木器,其主要目的可能是()A.防止铁钉生锈B.起润滑作用,有利于铁钉钉入木器C.增大钉入时的摩擦力D.加速铁钉的生锈,使铁钉不易脱落解析:由于铁钉中的铁、碳与水可构成原电池,易发生吸氧腐蚀而致使铁生成少量铁锈,使铁钉不易脱落,故D正确。答案:D9.下列各种方法中:金属表面涂抹油漆;改变金属内部结构;保持金属表面清洁干燥;在金属表面进行电镀;使金属表面形成致密的氧化物薄膜,其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()A.B.C.D.全部解析:本题防止金属腐蚀的方法大致可分为:改变金属内部结构;在金属与氧化剂间形成隔离;保持金属表面干燥,均为有效的金属防护方法。答案:D10.古老的铁桥,经常每隔一段时间,就要油漆一遍,但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是()A.油漆只起到美观作用,而与腐蚀无关B.铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀C.铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀D.铁桥腐蚀与外界环境无关,只由金属内部结构决定解析:A中油漆能起到防腐蚀的作用;B中铁桥生锈主要是铁与空气中的氧气和水发生了吸氧腐蚀,属电化学腐蚀;D中铁桥被腐蚀,除了与金属内部结构有关外,与外界环境也有关,比如在潮湿的空气中比在干燥的空气中易锈蚀。答案:C11.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥的空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿的空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题:(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号);在电化学腐蚀中,负极反应是;正极反应是。(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是。(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是(答两种方法)。解析:(1)分析题中实验可知,实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀,其中负极反应是2Fe-4e-2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-4OH-。(2)对比实验1和3可得出湿度增大,可使铁锈蚀速率加快;对比实验2、4可知,增大O2的浓度,可加快铁锈蚀的速率;对比实验4、5可知,升高温度,可加快铁锈蚀的速率;对比实验5、6可知,电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。(3)为防止铁的锈蚀,根据铁锈蚀的类型,可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法,还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离,以防止金属锈蚀。答案:(1)3、4、5、6Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)2H2O+O2+4e-4OH-(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在(3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法等12.某研究性学习小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C实验(如下图所示),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。通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是;铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为;实验B所用的