2025版新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第3節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)隨堂演練新人教版選擇性必修1

第3節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)1．如圖所示裝置，若起先時(shí)a、b兩端液面相平，放置一段時(shí)間后，下列有關(guān)敘述中正確的是(C)A．鐵絲在兩處的腐蝕速率：a>bB．a(chǎn)、b兩端相同的電極反應(yīng)式為Fe－3e－=Fe3＋C．一段時(shí)間后，a端液面高于b端液面D．a(chǎn)處總反應(yīng)為Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑解析：左邊試管中，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，右邊試管中，生鐵發(fā)生析氫腐蝕。A項(xiàng)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕的速率比吸氧腐蝕的速率大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a處負(fù)極上鐵失電子，正極上氧氣得電子，b處負(fù)極上鐵失電子，正極上氫離子得電子，所以a、b兩處相同的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a處發(fā)生吸氧腐蝕，b處發(fā)生析氫腐蝕，一段時(shí)間后，a處氣體壓強(qiáng)減小，b處氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致溶液從b處向a處移動(dòng)，所以a處液面高于b處液面，正確；D項(xiàng)，a處發(fā)生吸氧腐蝕，其總反應(yīng)為2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，錯(cuò)誤。2．下列說法不正確的是(A)A．鋼鐵因含雜質(zhì)而簡潔發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以合金都不耐腐蝕B．原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要緣由，但人們可以利用原電池原理來減緩金屬的腐蝕C．鋼鐵電化學(xué)腐蝕兩種類型主要區(qū)分在于水膜的酸性不同，正極反應(yīng)不同D．無論哪種類型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬被氧化解析：不銹鋼和鋁合金等耐腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬作原電池正極時(shí)被疼惜，B項(xiàng)正確；水膜酸性較強(qiáng)時(shí)，鐵主要發(fā)生析氫腐蝕，水膜中性或弱酸性時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，C項(xiàng)正確；金屬被腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失電子，被氧化，D項(xiàng)正確。3．如圖所示是探究鐵發(fā)生腐蝕的裝置圖。發(fā)覺起先時(shí)U形管左端紅墨水水柱下降，一段時(shí)間后U形管左端紅墨水水柱又上升。下列說法中不正確的是(D)A．起先時(shí)發(fā)生的是析氫腐蝕B．一段時(shí)間后發(fā)生的是吸氧腐蝕C．兩種腐蝕負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－=Fe2＋D．析氫腐蝕的總反應(yīng)式為2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2解析：在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕：2H＋＋2e－=H2↑，產(chǎn)生的氫氣使試管內(nèi)壓強(qiáng)增大，造成U形管左端紅墨水水柱下降，A項(xiàng)正確；發(fā)生析氫腐蝕一段時(shí)間后，溶液中的c(H＋)慢慢減小，在酸性很弱或中性條件下則發(fā)生吸氧腐蝕：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，反應(yīng)中消耗氧氣使試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，造成U形管左端紅墨水水柱上升，B項(xiàng)正確；無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，負(fù)極都是鐵失去電子，即Fe－2e－=Fe2＋，C項(xiàng)正確；析氫腐蝕，負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：2H＋＋2e－=H2↑，總反應(yīng)式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．有關(guān)遠(yuǎn)洋輪船船殼腐蝕與防護(hù)敘述錯(cuò)誤的是(D)A．可在船殼外刷油漆進(jìn)行疼惜B．可將船殼與電源的負(fù)極相連進(jìn)行疼惜C．可在船底安裝鋅塊進(jìn)行疼惜D．在海上航行時(shí)，船殼主要發(fā)生析氫腐蝕解析：在船殼外刷油漆可以防止金屬和海水、空氣接觸，所以在船殼外刷油漆可以對(duì)船殼進(jìn)行疼惜，故A正確；將船殼與電源的負(fù)極相連，即船殼為陰極，陰極材料不易被腐蝕，電解池的陰極金屬被疼惜，故B正確；在船底安裝鋅塊，形成原電池，金屬鋅是負(fù)極，被腐蝕，正極材料Fe被疼惜，故C正確；海水是中性環(huán)境，金屬會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，即在海上航行時(shí)，船殼主要發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯(cuò)誤。5．《我在故宮修文物》這部紀(jì)錄片里關(guān)于古代青銅器的修復(fù)引起了某研學(xué)小組的愛好?！靶夼f如舊”是文物疼惜的主旨。(1)查閱中學(xué)教材得知銅銹為Cu2(OH)2CO3，俗稱銅綠，可溶于酸。請(qǐng)寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)接著查閱中國知網(wǎng)，了解到銅銹的成分特殊困難，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古學(xué)家將銅銹分為無害銹和有害銹，結(jié)構(gòu)如圖所示：Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分別屬于無害銹和有害銹，請(qǐng)說明緣由。(3)如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕生成有害銹Cu2(OH)3Cl的原理示意圖，①寫出在發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過程中正極的電極反應(yīng)式。②若生成2.145gCu2(OH)3Cl，計(jì)算理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況氧氣體積。③文獻(xiàn)顯示有害銹的形成過程中會(huì)產(chǎn)生CuCl(白色不溶于水的固體)：寫出過程Ⅰ中負(fù)極的電極反應(yīng)式。(4)BTA疼惜法是青銅器的修復(fù)最常用的方法之一，原理如圖所示：請(qǐng)分析BTA疼惜法可能的優(yōu)點(diǎn)。答案：(1)Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋3H2O＋CO2↑(2)結(jié)合圖像可知，Cu2(OH)2CO3為致密結(jié)構(gòu)，可以阻擋潮濕空氣進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)一步腐蝕銅，屬于無害銹。Cu2(OH)3Cl為疏松結(jié)構(gòu)，潮濕空氣可以進(jìn)入空隙內(nèi)將內(nèi)部的銅進(jìn)一步腐蝕，屬于有害銹。(3)①O2＋4e－＋2H2O=4OH－②0.224L③Cu－e－＋Cl－=CuCl(4)在青銅器表面形成一層致密的透亮疼惜膜；能夠替換出銹層中的Cl－，能夠高效除去有害銹；此法不破壞無害銹，可以疼惜青銅器的藝術(shù)價(jià)值，做到“修舊如舊”。解析：(1)銅銹為堿式鹽，與鹽酸反應(yīng)方程式為Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。(2)由圖像分析可知，Cu2(OH)2CO3為致密結(jié)構(gòu)，為無害銹，Cu2(OH)3Cl為疏松結(jié)構(gòu)，為有害銹。①正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。②n[Cu2(OH)3Cl]＝2.145g÷214.5g·mol－1＝0.01mol，依據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等可得n(O2)＝0.01mol×2×2/4＝0.01mol，故在標(biāo)準(zhǔn)狀況體積為V＝0.01mol×22.4L·mol－1＝0.224L。③結(jié)