-新教材高中化學課時檢測20金屬的腐蝕與防護含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE7金屬的腐蝕與防護1．化學與生活息息相關，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，可以長期服用C．與銅質水龍頭連接處的鐵質水管更易被腐蝕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”，天然藥物也不能長期服用，故B錯誤；與銅質水龍頭連接處的鐵質水管更易被腐蝕，是因為形成鐵銅原電池，鐵更活潑，鐵更易發(fā)生氧化反應，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，該裝置中發(fā)生化學腐蝕，腐蝕速率比電化學腐蝕速率慢；B項，根據金屬活動性順序，Mg的金屬活動性大于鋅，所以該裝置中Zn為正極被保護；C項，鋅的金屬活動性大于Sn，所以該裝置中Zn為負極，加速腐蝕；D項，該裝置中Zn與電源負極相連為陰極，被保護；綜上所述腐蝕最快的是C。3.港珠澳大橋的設計使用壽命高達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)生吸氧腐蝕時的負極反應式為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)生吸氧腐蝕時的負極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，故A錯誤；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．我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現鐵帽腐蝕現象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．通電時，鋅環(huán)為陽極，發(fā)生氧化反應B．通電時，陰極上的電極反應：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．斷電時，鋅環(huán)上的電極反應：Zn2＋＋2e－=ZnD．斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕解析：選C通電時，鋅環(huán)連接電源正極，所以鋅環(huán)為陽極，發(fā)生氧化反應，A正確；通電時，陰極上溶液中由水電離出的氫離子得電子，所以發(fā)生的電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B正確；斷電時發(fā)生原電池反應，鋅環(huán)失電子作負極，電極反應為Zn－2e－=Zn2＋，C錯誤；斷電時鋅環(huán)作負極被腐蝕，鐵帽作正極被保護，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，下列說法錯誤的是()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中電解質溶液為中性，活潑金屬鐵作負極，發(fā)生氧化反應，C為正極，正極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，稱為吸氧腐蝕，故A錯誤；裝置Ⅱ中活潑金屬鋅作負極，則鐵作正極，電極上發(fā)生還原反應，故B正確；裝置Ⅰ中石墨電極作正極，電極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，則附近溶液pH上升，故C正確；裝置Ⅱ中鋅作負極，發(fā)生氧化反應，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.利用如圖裝置進行實驗，開始時，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()A．左側發(fā)生吸氧腐蝕，右側發(fā)生析氫腐蝕B．一段時間后，左邊液面高于右邊液面C．a、b兩處具有相同的負極反應式：Fe－2e－=Fe2＋D．a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小解析：選D左側電解質溶液呈中性，因此發(fā)生吸氧腐蝕，右側電解質溶液顯強酸性，因此發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；左側發(fā)生吸氧腐蝕，氣體壓強減小，右側發(fā)生析氫腐蝕，產生氣體，氣體壓強增大，因此左側的液面高于右側液面，故B正確；吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負極反應式均為Fe－2e－=Fe2＋，故C正確；a處正極反應式為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錯誤。7．驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下(燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀下列說法不正確的是()A．對比②③，可以判定Zn保護了FeB．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗證Zn保護Fe時不能用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實驗②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液無變化，說明溶液中沒有Fe2＋；實驗③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍色沉淀，說明溶液中有Fe2＋，A項正確；對比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，Fe2＋再與K3[Fe(CN)6]反應生成藍色沉淀，B項正確；由以上分析可知，驗證Zn保護Fe時，可以用②③做對比實驗，不能用①的方法，C項正確；K3[Fe(CN)6]可將單質鐵氧化為Fe2＋，Fe2＋與K3[Fe(CN)6]生成藍色沉淀，附著在Fe表面，無法判斷鐵比銅活潑，D項錯誤。8．下列說法不正確的是()A．氫氧燃料電池是將化學能直接轉化為電能的化學電源B．鋼鐵在弱酸環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕時會生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)C．工業(yè)電解飽和食鹽水時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，是將化學能直接轉化為電能的化學電源，故A正確；鋼鐵在弱酸環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕時會生成鐵銹(Fe2O3·nH2O)，故B錯誤；電解飽和食鹽水時為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應，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，鋅為負極，保護外殼不受腐蝕，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，有關厭氧腐蝕的機理有多種，其中一種理論為厭氧細菌可促使SOeq\o\al(2－,4)與H2反應生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反應原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．正極的電極反應式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑B．SOeq\o\al(2－,4)與H2的反應可表示為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up7(厭氧細菌))S2－＋4H2OC．鋼管腐蝕的直接產物中含有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鋼管有保護作用解析：選D根據題意知鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，即發(fā)生析氫腐蝕，正極上H2O發(fā)生還原反應生成H2，電極反應式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，A正確；SOeq\o\al(2－,4)與H2在厭氧細菌的作用下反應生成S2－和H2O，反應的離子方程式為4H2＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(=,\s\up7(厭氧細菌))S2－＋4H2O，B正確；鋼管腐蝕的過程中，負極上Fe失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2＋，Fe2＋與正極周圍的S2－和OH－反應分別生成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，會加速鐵的腐蝕，D錯誤。10．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下表。下列說法錯誤的是()pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A．當pH<4時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B．當6<pH<8時，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C．當pH>14時，正極反應為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，負極電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，正極上電極反應式為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：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故C錯誤；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減緩，故D正確。11．某研究小組對鐵生銹進行研究。(1)甲同學設計了A、B、C一組實驗(如圖)，探究鐵生銹的條件。經過較長時間后，甲同學觀察到的現象是A中鐵釘生銹，B中鐵釘不生銹，C中鐵釘不生銹。①通過上述實驗現象分析，可得出鐵生銹的外部條件是___________________________。②由于與金屬接觸的介質不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于________，正極電極反應式為____________________________。③實驗B所用的水要經過________處理；植物油的作用是__________。④實驗C中堿石灰的作用是____________。(2)乙同學為了達到同樣目的，設計了實驗D(如圖)，發(fā)現一段時間后，試管中的液面升高，其原因是_______________________________________，該實驗________(填“能”或“不能”)說明水對鐵釘生銹產生影響。(3)丙同學為了防止鐵釘生銹，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對比A和B可知鐵生銹需要有氧氣(或空氣)，對比A和C可知鐵生銹需要有水(或電解質溶液)；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，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；③為保證變量唯一，實驗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，保證試管內的干燥環(huán)境。(2)鐵生銹會消耗氧氣，這樣會使試管內壓強低于大氣壓，所以液面上升的原因是鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓；該實驗不能證明水對鐵釘生銹產生影響。(3)鐵釘表面鍍的金屬應比鐵活潑，這樣發(fā)生電化學腐蝕時，鐵作正極才能被保護，故選C。答案：(1)①有水(或電解質溶液)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、保持試管內干燥環(huán)境)(2)鐵發(fā)生吸氧腐蝕吸收了O2，使試管內氣體壓強減小不能(3)C12．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎。請回答下列有關鋼鐵腐蝕、防護過程中的問題：(1)生產中可用鹽酸來除鐵銹?，F將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式是____________________。(2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是________(填字母)。(3)在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，裝置如圖所示。①A電極對應的金屬是________(填元素名稱)，B電極上發(fā)生的電極反應是____________________________________________________________。②若電鍍前鐵、銅兩電極質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子的物質的量為________mol。③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更易被腐蝕，簡要說明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵與鹽酸反應生成FeCl3，FeCl3與Fe反應生成FeCl2，該反應屬于化合反應。(2)鐵被保護的裝置：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根據陽極電極反應：Cu－2e－=Cu2＋，陰極電極反應：Cu2＋＋2e－=Cu，可知兩極相差5.12g時，陽極被氧化的銅和陰極析出的銅質量相等，即2.56g，轉移電子的物質的量為eq\f(2.56g,64g·mol－1)×2＝0.08mol。③根據金屬活動性：Zn>Fe>Cu，分析形成原電池后何種金屬為負極可知其原因。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．對金屬制品進行抗腐蝕處理可延長其使用壽命。(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，陽極電極反應式為________________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________