高中化学 专题1 第3单元 金属的腐蚀与防护限时训练 苏教版选修4.doc

专题一第三单元 金属的腐蚀与防护考查点一金属腐蚀的原理和分类1钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2fe2h2oo2=2fe(oh)2。以下说法正确的是()a负极发生的反应为fe2e=fe2b正极发生的反应为2h2oo22e=4ohc原电池是将电能转变为化学能的装置d钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】a【解析】由原电池反应式知负极为fe2e=fe2，正极为2h2oo24e=4oh，所以a项对，b项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，c项错；根据原电池原理钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，d项错。2如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和nacl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()aa中铁钉附近呈现红色bb中铁钉上发生还原反应ca中铜丝上发生氧化反应db中铝条附近有气泡产生【答案】b【解析】两者都能形成原电池，利用原电池的相关知识即可分析b正确。考查点二金属的防护3判断下列说法是否正确(对的画“”，错的画“”)。(1)钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：fe3e=fe3()(2)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致()(3)用锡焊接铁质器件，焊接处不易生锈() (4)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈()(5)钢管与电源正极相连，钢管可被保护()(6)在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液()(7)生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)4下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()a不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬b当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用c在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法d可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案】c考查点三铁生锈的相关反应和防护5将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如下图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()a液滴中的cl由a区向b区迁移b液滴边缘是正极区，发生的电极反应为o22h2o4e=4ohc液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的fe2由a区向b区迁移，与b区的oh形成fe(oh)2，进一步氧化、脱水形成铁锈d若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加nacl溶液，则负极发生的电极反应为cu2e=cu2【答案】b【解析】根据液滴之下氧气含量比边缘少可知液滴下铁为负极，失电子生成亚铁离子，液滴外缘氧气得电子与水化合生成oh，oh与fe2结合生成fe(oh)2，进而生成fe2o3nh2o，阴离子移向负极，a项错误，b项正确；铁为负极，失电子发生氧化反应，c项错误；铁比铜活泼，应为铁失电子：fe2e=fe2错误。6如图装置中，u型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()a生铁块中的碳是原电池的正极b红墨水柱两边的液面变为左低右高c两试管中相同的电极反应式是fe2e=fe2da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【答案】b【解析】a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2h2oo24e=4oh，负极为铁：fe2e=fe2，由于吸收o2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性较强的nh4cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2h2e=h2，负极：fe2e=fe2，由于放出氢气，b管中气压增大，故u型管中的红墨水应是左高右低，b项错误。7相同材质的铁在下列情形下最不容易被腐蚀的是()【答案】c【解析】a、b、d均可构成原电池而加速铁的腐蚀；c中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。8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，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试回答以下问题：(1)由于与金属接触的介质不同。金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为 _。(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，该类铁生锈的条件为_，决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。【答案】(1)电化学腐蚀负极：2fe4e=2fe2，正极：2h2oo24e=4oh(2)球形干燥管碱石灰(或无水cacl2)干燥o2(3)与o2接触，与水接触氧气浓度【解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的前提，而没有涉及潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明o2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。9(1)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：znso4(aq)、feso4(aq)、cuso4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见下图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，cuso4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选_作阳极。【答案】(1)装置图如下电极逐渐溶解甲可以避免活泼金属如zn和cuso4的接触，从而提供稳定电流(2)zn【解析】(1)由题给试剂，结合原电池的形成条件，可知可以组合的原电池有：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向，可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属)，则组装的原电池可以如下：由所给的电极材料，可知当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。以zn和cu作电极为例，如果不用盐桥则zn与cuso4反应，置换出的cu附着在zn表面，阻碍了zn与cuso4的接触，不能提供稳定电流。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即zn作为阳极。10家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，某同学拟对其原理及条件进行分析：(1)该同学准备了下列实验用品：20%nacl溶液、蒸馏水、酚酞试液、kscn溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、u型管、导线等；请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物，简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。(2)将一铜棒、碳棒用导线连接后，插入内盛20%氯化钠溶液的u型管中，请根据此装置在下列两项中选择一个回答：若不是原电池，请说明原因：_。(如果回答此题，下面的不用回答)若是原电池，现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变)，采取适当的措施来提高电池的放电效率，该操作可以是_。(3)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重，在不影响观瞻效果的条件下，除用加保护层法保护外，请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理：_。【答案】(1)用导线连接铁丝和碳棒后插入盛有20%nacl溶液的u型管中，放置数分钟，向插入铁丝的一端滴入12滴kscn溶液未显色，再滴入氯水显红色，证明负极有fe2生成，相关离子方程式为2fe2cl2=2fe32cl；fe33scn=fe(scn)3。向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液，溶液显红色，证明有oh生成(2)向插入碳棒的溶液中通入氧气或空气(3)将铁块(或锌块)连接文物底座并埋入地下，定期更换；原理是使文物成为