2025版新教材高中化学第4章化学反应与电能第3节金属的腐蚀与防护随堂演练新人教版选择性必修1

第3节金属的腐蚀与防护1．如图所示装置，若起先时a、b两端液面相平，放置一段时间后，下列有关叙述中正确的是(C)A．铁丝在两处的腐蚀速率：a>bB．a、b两端相同的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋C．一段时间后，a端液面高于b端液面D．a处总反应为Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑解析：左边试管中，生铁发生吸氧腐蚀，右边试管中，生铁发生析氢腐蚀。A项，生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大，错误；B项，a处负极上铁失电子，正极上氧气得电子，b处负极上铁失电子，正极上氢离子得电子，所以a、b两处相同的电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，错误；C项，a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致溶液从b处向a处移动，所以a处液面高于b处液面，正确；D项，a处发生吸氧腐蚀，其总反应为2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，错误。2．下列说法不正确的是(A)A．钢铁因含杂质而简洁发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要缘由，但人们可以利用原电池原理来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀两种类型主要区分在于水膜的酸性不同，正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化解析：不锈钢和铝合金等耐腐蚀，A项错误；金属作原电池正极时被疼惜，B项正确；水膜酸性较强时，铁主要发生析氢腐蚀，水膜中性或弱酸性时发生吸氧腐蚀，C项正确；金属被腐蚀的实质是金属失电子，被氧化，D项正确。3．如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发觉起先时U形管左端红墨水水柱下降，一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法中不正确的是(D)A．起先时发生的是析氢腐蚀B．一段时间后发生的是吸氧腐蚀C．两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe－2e－=Fe2＋D．析氢腐蚀的总反应式为2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2解析：在酸性条件下发生析氢腐蚀：2H＋＋2e－=H2↑，产生的氢气使试管内压强增大，造成U形管左端红墨水水柱下降，A项正确；发生析氢腐蚀一段时间后，溶液中的c(H＋)慢慢减小，在酸性很弱或中性条件下则发生吸氧腐蚀：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，反应中消耗氧气使试管内压强减小，造成U形管左端红墨水水柱上升，B项正确；无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，负极都是铁失去电子，即Fe－2e－=Fe2＋，C项正确；析氢腐蚀，负极：Fe－2e－=Fe2＋，正极：2H＋＋2e－=H2↑，总反应式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，D项错误。4．有关远洋轮船船壳腐蚀与防护叙述错误的是(D)A．可在船壳外刷油漆进行疼惜B．可将船壳与电源的负极相连进行疼惜C．可在船底安装锌块进行疼惜D．在海上航行时，船壳主要发生析氢腐蚀解析：在船壳外刷油漆可以防止金属和海水、空气接触，所以在船壳外刷油漆可以对船壳进行疼惜，故A正确；将船壳与电源的负极相连，即船壳为阴极，阴极材料不易被腐蚀，电解池的阴极金属被疼惜，故B正确；在船底安装锌块，形成原电池，金属锌是负极，被腐蚀，正极材料Fe被疼惜，故C正确；海水是中性环境，金属会发生吸氧腐蚀，即在海上航行时，船壳主要发生吸氧腐蚀，故D错误。5．《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的爱好。“修旧如旧”是文物疼惜的主旨。(1)查阅中学教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式。(2)接着查阅中国知网，了解到铜锈的成分特殊困难，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请说明缘由。(3)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成有害锈Cu2(OH)3Cl的原理示意图，①写出在发生电化学腐蚀的过程中正极的电极反应式。②若生成2.145gCu2(OH)3Cl，计算理论上消耗标准状况氧气体积。③文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)：写出过程Ⅰ中负极的电极反应式。(4)BTA疼惜法是青铜器的修复最常用的方法之一，原理如图所示：请分析BTA疼惜法可能的优点。答案：(1)Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋3H2O＋CO2↑(2)结合图像可知，Cu2(OH)2CO3为致密结构，可以阻挡潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈。Cu2(OH)3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈。(3)①O2＋4e－＋2H2O=4OH－②0.224L③Cu－e－＋Cl－=CuCl(4)在青铜器表面形成一层致密的透亮疼惜膜；能够替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈；此法不破坏无害锈，可以疼惜青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”。解析：(1)铜锈为碱式盐，与盐酸反应方程式为Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。(2)由图像分析可知，Cu2(OH)2CO3为致密结构，为无害锈，Cu2(OH)3Cl为疏松结构，为有害锈。①正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。②n[Cu2(OH)3Cl]＝2.145g÷214.5g·mol－1＝0.01mol，依据转移电子相等可得n(O2)＝0.01mol×2×2/4＝0.01mol，故在标准状况体积为V＝0.01mol×22.4L·mol－1＝0.224L。③结