新苏教版高中化学选择性必修1课时作业1：1.3金属的腐蚀与防护

本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGE答案第=2页总=sectionpages22页PAGE1课时作业1：1.3金属的腐蚀与防护学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________一、单选题（共15小题）1.(1分)(金榜苑)炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是()A.腐蚀过程中，负极是C B.Fe失去电子经电解质溶液转移给CC.正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D.C作正极，O2在C表面上发生还原反应【答案】D【解析】A项，铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，错误；B项，原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；C项，该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C错误、D正确。2.(1分)(金榜苑)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氯化钠的琼脂热溶液，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()A.a中铁钉附近呈现红色 B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应 D.b中铝条附近有气泡产生【答案】B【解析】a中铁比铜活泼，铁作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此A、C不正确；b中铝比铁活泼，铝作负极，发生氧化反应，铁作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：4Al－12e－===4Al3＋，正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，因此B正确，D不正确。3.(1分)(金榜苑)埋在地下的铸铁输油管道，在下列情况下被腐蚀得最慢的是()A.在潮湿疏松的碱性土壤中 B.在干燥致密的酸性土壤中C.将输油管道与电源负极相连 D.在输油管道接口处包上铜皮【答案】C【解析】在潮湿、疏松的土壤中，铸铁管道与氧气和水充分接触，发生吸氧腐蚀，容易生锈，故A不符合题意；在呈酸性的土壤中，发生析氢腐蚀，腐蚀速率快，故B不符合题意；铁与电源负极相连，作阴极被保护，铁不易生锈，故C符合题意；铜皮与铁、水、氧气同时接触，构成原电池，活泼金属铁作负极，加快腐蚀速率，故D不符合题意。4.(1分)(金榜苑)用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示：分析图像，以下结论错误的是()A.溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀 B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y－x＝b－a) D.两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋【答案】C【解析】由压强变化图像可知pH＝2时，压强增大，说明生成氢气，发生析氢腐蚀，pH＝4时，压强减小，说明消耗氧气，发生吸氧腐蚀，两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋，A、B、D项正确；由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快，C项错误。5.(1分)(金榜苑)(2020·合肥一中期末)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4.48LD.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－与正极生成物氢氧根离子和负极生成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。6.(1分)(金榜苑)(2021·湖北鄂州市高二期末)下列关于钢铁的防护方法，说法不正确的是()A.图①所示方法是外加电流的阴极保护法，石墨棒作阳极B.图②所示方法是牺牲阳极的阴极保护法，镁作负极，钢铁输水管作正极C.图③所示方法是化学防护法，不属于电化学防护法D.图④所示方法是覆盖保护层法，不属于电化学防护法【答案】C【解析】A项，图①中石墨棒与正极相连，作阳极，铁管道作阴极，是外加电流的阴极保护法，正确；B项，Mg与钢铁输水管道相连，Mg比Fe活泼，形成原电池时，镁作负极，钢铁输水管作正极，是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，Zn比铁活泼，形成原电池时，Zn作负极，铁管道作正极，是牺牲阳极的阴极保护法，属于电化学防护法，错误；D项，喷油漆是覆盖保护层法，不属于电化学防护法，正确。7.(1分)(金榜苑)(2021·安徽省临泉第一中学高二期末)下列有关电化学原理的说法错误的是()A.镀铜铁镀层破损铁的腐蚀速率加快B.可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀C.为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块D.用惰性电极电解足量NaCl溶液，一段时间后再加入一定量的NaCl，溶液能与原来溶液完全一样【答案】D【解析】A项，镀铜铁的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀速率加快，正确；B项，钢铁闸门与外加直流电源的负极相连作阴极被保护，所以可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀，正确；C项，海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，正确；D项，电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以加氯化氢气体让电解质溶液复原，错误。8.(1分)(金榜苑)我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A.通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀【答案】C【解析】锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。9.(1分)(金榜苑)下列对如图所示的实验装置的判断错误的是()A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑【答案】D【解析】若X为碳棒，开关K置于A处，Fe为电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，A项正确；若X为碳棒，开关K置于B处，Fe为原电池的负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确；若X为锌棒，K置于A处，Fe为电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，K置于B处时，Fe为原电池的正极，属于牺牲阳极的阴极保护法，B项和C项均正确。10.(1分)(金榜苑)(2020·大庆调研)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的材料可能为铜 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的阴极保护法【答案】C【解析】图中没有外加电源，故为牺牲阳极的阴极保护法，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H2O直接反应，故X的材料不可能是铜、钠，A、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。11.(1分)(金榜苑)相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()A. B. C. D.【答案】C【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电极，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，铁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。12.(1分)(金榜苑)为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时的现象描述不正确的是()A.装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B.装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀【答案】B【解析】Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ，由于均发生了2H＋＋2e－===H2↑，Ⅰ和Ⅱ中均生成了气体，液面都会下降，装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；Ⅲ中浓硫酸吸水，从而使铁钉处在干燥空气中几乎不被腐蚀，D选项正确。13.(1分)(金榜苑)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①中K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，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。14.(1分)(金榜苑)(2020·浙江诸暨中学高二期中)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)，铁片腐蚀过程中发生的总反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈。下列说法正确的是()A.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.液滴中的Cl－向b区迁移D.铁腐蚀严重的区域，生锈也严重【答案】B【解析】液滴下的铁为负极，失电子发生氧化反应而被腐蚀，故A项错误；液滴边缘是正极区，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B项正确；放电时，Cl－向负极(a区)移动，故C项错误；铁腐蚀在负极区发生，生锈在正极区发生，所以铁腐蚀严重的区域，生锈不严重，故D项错误。15.(1分)(金榜苑)(2020·北京高二期中)一种钢铁锈蚀原理示意图如图，下列说法不正确的是()A.缺氧区：Fe－2e－===Fe2＋ B.富氧区：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C.Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2 D.隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈【答案】C【解析】由钢铁锈蚀原理示意图可知，铁发生了吸氧腐蚀。缺氧区，铁发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A正确；富氧区，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；由题图可知，Fe失去的电子通过金属导体传递给富氧区的O2，电子不能在电解质溶液中自由移动，C不正确；隔绝氧气或电解质溶液后，就不能形成原电池，所以均可有效防止铁生锈，D正确。二、填空题（共1小题）16.(1分)(金榜苑)如图所示，a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1mol·L－1的稀硫酸。(1)C中Cu极的电极反应式为____________________。(2)B中Zn极的电极反应式为____________________，Fe极附近溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)A、B、C中铁被腐蚀的速率最快的是____________。【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Zn－2e－===Zn2＋增大(3)C【解析】(1)装置C中，Cu、Fe、稀H2SO4构成原电池，其中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)装置B中，Zn、Fe、海水构成原电池，其中负极(Zn)：2Zn－4e－===2Zn2＋，正极(Fe)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故Fe极附近c(OH－)增大，pH增大。(3)C中铁作原电池的负极，腐蚀速率加快；B中铁作原电池的正极，被保护；经比较，铁被腐蚀的快慢顺序为C>A>B。三、实验题（共2小题）17.(1分)(金榜苑)金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。(1)请写出有关电极反应式：①铁棒上的电极反应式：______________________________________________________________________________________________________________________________。②碳棒上的电极反应式：______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该图所表示的是______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为______棒。【答案】(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋②O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)吸氧(3)析氢锌(或其他比Fe活泼的金属)【解析】电解质是氯化钠，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，负极反应式是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极的阴极保护法保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。18.(1分)(金榜苑)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炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞