江苏专用2024-2025学年高中化学专题1第三单元金属的腐蚀与防护练习含解析苏教版选修4

PAGEPAGE6金属的腐蚀与防护[基础巩固]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＋eq\f(n,2)H2↑B．金属化学腐蚀的实质是M－ne－=Mn＋，电子干脆转移给氧化剂C．金属的化学腐蚀必需在酸性条件下进行D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀肯定是析氢腐蚀解析：选B。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．以下防腐措施中，属于电化学爱护法的是()A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物爱护膜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：选C。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，铁为正极，被爱护。3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A．锡青铜的熔点比纯铜低B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起爱护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选D。合金的熔点一般低于成分金属的熔点，A正确；锡比铜活泼，形成原电池时作负极，被腐蚀，从而铜被爱护，B正确；金属在潮湿的环境中比在干燥的环境中腐蚀快，C正确；电化学腐蚀的过程中发生原电池反应，属于化学反应，D错误。4．下列叙述中正确的是()A．钢铁腐蚀的负极反应为Fe－3e－=Fe3＋B．Mg­Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为MgC．无隔膜电解饱和NaCl溶液所得产物之一是“84”消毒液中的有效成分D．H2­O2燃料电池中的电解液为H2SO4，则正极反应式为O2＋4e－=2O2－解析：选C。钢铁腐蚀中首先是铁失电子生成亚铁离子；Mg­Al及NaOH溶液构成的原电池中，因铝与氢氧化钠溶液反应，负极材料应当是铝；H2­O2燃料电池中，当电解液为H2SO4时，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。5．分别放置在如图所示装置(都盛有0.1mol·L－1的H2SO4溶液)中的四个相同的纯锌片，腐蚀最慢的是()解析：选D。B项因镁比锌活泼，锌得到爱护；C项锌比锡活泼，锌腐蚀得更快；D项外加电源，锌与电源的负极相连而得到爱护，则腐蚀得最慢。6．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()①金属表面涂抹油漆②变更金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④ B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部答案：D7．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A．图1中，插入海水中的锌棒，越靠近底端腐蚀越严峻B．图2中，插入溶液中的铁棒简单溶解，主要是发生电化学腐蚀C．图3中，燃气灶的中心部位简单生锈，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正极解析：选C。A项，水面旁边的锌简单腐蚀，因为既有水，又有空气，错误；B项，铁作阴极受爱护，不简单腐蚀，错误；C项，高温下铁被氧化，正确；D项，镁块相当于原电池的负极，错误。8．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，他视察到的现象是()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：选C。在潮湿的空气中，铁简单生锈，并且发生的是吸氧腐蚀，导致试管内压强减小，液面上升。9.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(显酸性)，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Fe－2e－=Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：选B。本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时留意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。10．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极旁边溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的依次是________________。解析：(1)装置C中Cu­Fe­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，Zn­Fe­海水构成原电池，其中负极(Zn)：2Zn－4e－=2Zn2＋；正极(Fe)：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，故Fe极旁边c(OH－)增大，pH增大。(3)经比较铁被腐蚀的快慢依次为C>A>B。答案：(1)2H＋＋2e－=H2↑(2)Zn－2e－=Zn2＋增大(3)C>A>B11．关于铁生锈的机理有人提出如下4步反应：①Fe(s)－2e－=Fe2＋；②H＋＋e－=H；③4H＋O2(g)=2H2O；④4Fe2＋＋O2(g)＋(4＋2x)H2O=2(Fe2O3·xH2O)(s)＋8H＋依据以上过程，回答下列问题：(1)依据以上机理，推断下列说法正确的是________。A．以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化D．从反应机理看，以上锈蚀过程发生的是析氢腐蚀(2)某铁件需长期浸于水下，为了削减腐蚀，想实行下列措施，其中正确的有________。A．给铁件铆上一些锌板B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C．在制造铁件时，在铁中掺入肯定比例的铜制成合金D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青(3)现有质量为1000g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6mol电子发生转移，则参与反应的O2在标准状况下的体积为________L，反应后铁件的质量为________g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x值为1)。解析：(1)依据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：4Fe＋3O2＋2xH2O=2(Fe2O3·xH2O)，可知为吸氧腐蚀。(2)爱护铁不被腐蚀，可隔绝O2或实行牺牲阳极的阴极爱护法或外加电流的阴极爱护法等。(3)依据上述反应可得关系式：O2～转移电子～增加质量3×22.4L12mol132gV(O2)6molΔmV(O2)＝eq\f(3×22.4L×6mol,12mol)＝33.6L，由差值法得Δm＝eq\f(6mol×132g,12mol)＝66g。反应后铁件质量：1000g＋66g＝1066g。答案：(1)C(2)AD(3)33.61066[实力提升]12．某探讨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，将混合匀称的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图甲)。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更。(1)请完成以下试验设计表(表中不要留空格)：编号试验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下试验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.536.0③0.22.090.0(2)编号①试验测得容器中压强随时间变更如图乙。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其缘由是铁发生了________腐蚀，请在图丙中用箭头标动身生该腐蚀时电子流淌方向；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)该小组对图乙中O～t1时压强变大的缘由提出了如下假设，请你完成假设二。假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_________________________________________________。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，明显编号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，说明容器中气体削减，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，二是温度上升，则由假设一内容可得假设二应是此反应是放热反应，温度上升。答案：(1)编号试验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%②2.0③碳粉含量的影响(2)吸氧如图还原2H2O＋O2＋4e－=4OH－(3)反应放热，温度上升13．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其运用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，缘由是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入或通入下列试剂中的__________________________________(填字母)。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________________________________________________________________________。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的缘由是________________________________________________________________________。解析：(1)①题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝和碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。碱洗后溶液中含有大量AlOeq\o\al(－,2)，故最好通入CO2气体使AlOeq\o\al(－,2