-新教材高中化學(xué)課時(shí)檢測(cè)20金屬的腐蝕與防護(hù)含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE7金屬的腐蝕與防護(hù)1．化學(xué)與生活息息相關(guān)，下列說法不正確的是()A．淀粉屬于多糖B．天然藥物無毒副作用，可以長(zhǎng)期服用C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鐵質(zhì)水管更易被腐蝕D．醫(yī)療垃圾有多種致病微生物，可用高溫焚燒處理解析：選B淀粉、纖維素等屬于多糖，故A正確；俗話說“是藥三分毒”，天然藥物也不能長(zhǎng)期服用，故B錯(cuò)誤；與銅質(zhì)水龍頭連接處的鐵質(zhì)水管更易被腐蝕，是因?yàn)樾纬设F銅原電池，鐵更活潑，鐵更易發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；醫(yī)療垃圾有多種致病微生物，可用高溫焚燒處理，通過使蛋白質(zhì)變性殺死微生物，故D正確。2．四塊相同的鋅片分別放置在下列裝置中(燒杯中均盛有0.1mol·L－1NaCl溶液)，則鋅片腐蝕最快的是()解析：選CA項(xiàng)，該裝置中發(fā)生化學(xué)腐蝕，腐蝕速率比電化學(xué)腐蝕速率慢；B項(xiàng)，根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，Mg的金屬活動(dòng)性大于鋅，所以該裝置中Zn為正極被保護(hù)；C項(xiàng)，鋅的金屬活動(dòng)性大于Sn，所以該裝置中Zn為負(fù)極，加速腐蝕；D項(xiàng)，該裝置中Zn與電源負(fù)極相連為陰極，被保護(hù)；綜上所述腐蝕最快的是C。3.港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命高達(dá)120年，主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預(yù)留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是()A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋B．防腐過程中鋁和鋅均作為犧牲陽極，失去電子C．防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率D．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除解析：選A鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A錯(cuò)誤；鋁和鋅的活潑性大于鐵，鋼鐵防腐過程中鋁和鋅均作為負(fù)極，失去電子，為犧牲陽極法，故B正確；防腐涂料可以防水、隔離O2，減少鐵與氧氣接觸，減緩吸氧腐蝕速率，故C正確；鋼鐵防腐只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除鋼鐵腐蝕，故D正確。4．我國(guó)多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．通電時(shí)，鋅環(huán)為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)：Zn2＋＋2e－=ZnD．?dāng)嚯姇r(shí)，仍能防止鐵帽被腐蝕解析：選C通電時(shí)，鋅環(huán)連接電源正極，所以鋅環(huán)為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；通電時(shí)，陰極上溶液中由水電離出的氫離子得電子，所以發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B正確；斷電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng)，鋅環(huán)失電子作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，C錯(cuò)誤；斷電時(shí)鋅環(huán)作負(fù)極被腐蝕，鐵帽作正極被保護(hù)，屬于犧牲陽極法，D正確。5．利用如圖裝置探究鐵的腐蝕與防護(hù)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．裝置Ⅰ中鐵發(fā)生析氫腐蝕B．裝置Ⅱ中鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．裝置Ⅰ中石墨電極附近溶液pH上升D．裝置Ⅱ模擬了犧牲陽極法解析：選A裝置Ⅰ中電解質(zhì)溶液為中性，活潑金屬鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C為正極，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，稱為吸氧腐蝕，故A錯(cuò)誤；裝置Ⅱ中活潑金屬鋅作負(fù)極，則鐵作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；裝置Ⅰ中石墨電極作正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，則附近溶液pH上升，故C正確；裝置Ⅱ中鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕，鐵作正極，沒有被腐蝕，模擬了犧牲陽極法，故D正確。6.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是()A．左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，左邊液面高于右邊液面C．a(chǎn)、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋D．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小解析：選D左側(cè)電解質(zhì)溶液呈中性，因此發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)電解質(zhì)溶液顯強(qiáng)酸性，因此發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，氣體壓強(qiáng)減小，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氣體，氣體壓強(qiáng)增大，因此左側(cè)的液面高于右側(cè)液面，故B正確；吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe－2e－=Fe2＋，故C正確；a處正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液中c(OH－)增大，pH增大，b處消耗H＋，c(H＋)減小，pH增大，故D錯(cuò)誤。7．驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是()A．對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了FeB．對(duì)比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑解析：選D實(shí)驗(yàn)②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液無變化，說明溶液中沒有Fe2＋；實(shí)驗(yàn)③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，說明溶液中有Fe2＋，A項(xiàng)正確；對(duì)比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)正確；由以上分析可知，驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)，可以用②③做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不能用①的方法，C項(xiàng)正確；K3[Fe(CN)6]可將單質(zhì)鐵氧化為Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，附著在Fe表面，無法判斷鐵比銅活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．下列說法不正確的是()A．氫氧燃料電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源B．鋼鐵在弱酸環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕時(shí)會(huì)生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)C．工業(yè)電解飽和食鹽水時(shí)需用陽離子交換膜隔開陰極區(qū)和陽極區(qū)D．海輪外殼焊接鋅塊是應(yīng)用了犧牲陽極法解析：選B氫氧燃料電池屬于原電池，是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源，故A正確；鋼鐵在弱酸環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)會(huì)生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)，故B錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水時(shí)為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，所以常使用陽離子交換膜將電解池的陽極區(qū)與陰極區(qū)隔開，故C正確；海輪外殼連接鋅塊，鋅為負(fù)極，保護(hù)外殼不受腐蝕，為犧牲陽極法，故D正確。9．在潮濕的深層土壤中，鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，有關(guān)厭氧腐蝕的機(jī)理有多種，其中一種理論為厭氧細(xì)菌可促使SOeq\o\al(2－,4)與H2反應(yīng)生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反應(yīng)原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．正極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑B．SOeq\o\al(2－,4)與H2的反應(yīng)可表示為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up7(厭氧細(xì)菌))S2－＋4H2OC．鋼管腐蝕的直接產(chǎn)物中含有FeS、Fe(OH)2D．在鋼管表面鍍鋅或銅可減緩鋼管的腐蝕，即使鍍層破損后仍對(duì)鋼管有保護(hù)作用解析：選D根據(jù)題意知鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，即發(fā)生析氫腐蝕，正極上H2O發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，A正確；SOeq\o\al(2－,4)與H2在厭氧細(xì)菌的作用下反應(yīng)生成S2－和H2O，反應(yīng)的離子方程式為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up7(厭氧細(xì)菌))S2－＋4H2O，B正確；鋼管腐蝕的過程中，負(fù)極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與正極周圍的S2－和OH－反應(yīng)分別生成FeS和Fe(OH)2，C正確；在鋼管表面鍍鋅或銅可減緩鋼管的腐蝕，但鍍銅的鋼管鍍層破損后容易形成Fe-Cu原電池，會(huì)加速鐵的腐蝕，D錯(cuò)誤。10．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表。下列說法錯(cuò)誤的是()pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A．當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B．當(dāng)6<pH<8時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C．當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2OD．在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩解析：選C在pH＜4的溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，正極上電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，故A正確；在6<pH<8的溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，故B正確；在pH＞14的溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故C錯(cuò)誤；在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，正極上氧氣生成氫氧根離子的速率減小，所以碳鋼的腐蝕速率會(huì)減緩，故D正確。11．某研究小組對(duì)鐵生銹進(jìn)行研究。(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了A、B、C一組實(shí)驗(yàn)(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間后，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是A中鐵釘生銹，B中鐵釘不生銹，C中鐵釘不生銹。①通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是___________________________。②由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于________，正極電極反應(yīng)式為____________________________。③實(shí)驗(yàn)B所用的水要經(jīng)過________處理；植物油的作用是__________。④實(shí)驗(yàn)C中堿石灰的作用是____________。(2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)D(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間后，試管中的液面升高，其原因是_______________________________________，該實(shí)驗(yàn)________(填“能”或“不能”)說明水對(duì)鐵釘生銹產(chǎn)生影響。(3)丙同學(xué)為了防止鐵釘生銹，想在鐵釘表面鍍上一層金屬，該金屬最好是________(填字母)。A．錫 B．銅C．鋅解析：(1)①對(duì)比A和B可知鐵生銹需要有氧氣(或空氣)，對(duì)比A和C可知鐵生銹需要有水(或電解質(zhì)溶液)；②水為中性環(huán)境，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極為氧氣得電子生成氫氧根離子的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；③為保證變量唯一，實(shí)驗(yàn)B中的水需要煮沸除去氧氣；植物油可以隔絕空氣，防止氧氣與鐵接觸；④堿石灰可以吸收水蒸氣，保證試管內(nèi)的干燥環(huán)境。(2)鐵生銹會(huì)消耗氧氣，這樣會(huì)使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓，所以液面上升的原因是鐵釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓；該實(shí)驗(yàn)不能證明水對(duì)鐵釘生銹產(chǎn)生影響。(3)鐵釘表面鍍的金屬應(yīng)比鐵活潑，這樣發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作正極才能被保護(hù)，故選C。答案：(1)①有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)②吸氧腐蝕O2＋4e－＋2H2O=4OH－③煮沸(或除去氧氣)隔絕空氣(或防止氧氣與鐵接觸)④吸收水蒸氣(或干燥、保持試管內(nèi)干燥環(huán)境)(2)鐵發(fā)生吸氧腐蝕吸收了O2，使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小不能(3)C12．鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答下列有關(guān)鋼鐵腐蝕、防護(hù)過程中的問題：(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。(2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是________(填字母)。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，裝置如圖所示。①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是________(填元素名稱)，B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是____________________________________________________________。②若電鍍前鐵、銅兩電極質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過的電子的物質(zhì)的量為________mol。③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更易被腐蝕，簡(jiǎn)要說明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)。(2)鐵被保護(hù)的裝置：原電池中，鐵作正極；電解池中，鐵作陰極。(3)①電鍍池中，鍍層銅作陽極。②根據(jù)陽極電極反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋，陰極電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，可知兩極相差5.12g時(shí)，陽極被氧化的銅和陰極析出的銅質(zhì)量相等，即2.56g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為eq\f(2.56g,64g·mol－1)×2＝0.08mol。③根據(jù)金屬活動(dòng)性：Zn>Fe>Cu，分析形成原電池后何種金屬為負(fù)極可知其原因。答案：(1)2FeCl3＋Fe=3FeCl2(2)BD(3)①銅Cu2＋＋2e－=Cu②0.08③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速了鐵的腐蝕；而鋅比鐵活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為正極，減慢了鐵的腐蝕(其他合理答案也可)13．對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理可延長(zhǎng)其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為________________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________