高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素精品课时训练

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姓名：             班级                      4.3   金属的腐蚀和防护本课重点（1）金属的腐蚀和防护本课难点（2）吸氧腐蚀一、选择题1．（2021·全国·高二课时练习）在下图所示装置的烧杯中均盛有0.1mol/LH2SO4溶液，其中锌片最易被腐蚀的是A．     B．  C．   D．【答案】C【详解】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极，A中锌发生化学腐蚀，B中锌作正极被镁保护，C中锌作负极加速被腐蚀，D中锌作阴极被保护，所以锌片最易被腐蚀的是C；答案为C。2．（2021·全国·高二课时练习）以下现象与电化学腐蚀无关的是A．生铁比纯铁容易生锈B．银质物品久置表面变暗C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿【答案】B【详解】A．生铁中金属铁、碳、潮湿的空气能构成原电池，金属铁为负极，易被腐蚀而生锈，和电化学腐蚀有关，故A不符合题意；B．银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故B符合题意；C．铁质器件附有铜质配件，在接触处形成原电池装置，其中金属铁为负极，易生铁锈，和电化学腐蚀有关，故C不符合题意；D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，和电化学腐蚀有关，故D不符合题意；答案为B。3．（2018·全国高考真题）化学与生活密切相关。下列说法错误的是A．泡沫灭火器可用于一般的灭火，也适用于电器灭火B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性C．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法【答案】A【解析】A．泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液，两者混合时发生盐的双水解反应，生成大量的二氧化碳气体泡沫，该泡沫喷出CO2进行灭火。但是，喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水，形成电解质溶液，具有一定的导电能力，会导致触电或电器短路，因此泡沫灭火器不适用于电器灭火，A错误；B．疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确；C．油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆；水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆，使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响，C正确；D．电热水器内胆连接一个镁棒，就形成了原电池，因为镁棒比较活泼，Mg棒作原电池的负极，从而对正极的热水器内胆（多为不锈钢或铜制）起到了保护作用，这种保护方法为：牺牲阳极的阴极保护法，D正确；故合理选项是A。4．（2021·云南省玉溪第一中学高二期中）2017年4月26 日，中国第一艘国产001A 型航母顺利建成下水，有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀，因此船体的防腐处理非常重要。下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是A．可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极的阴极保护法防止金属腐蚀B．海上舰艇的腐蚀主要为金属的析氢腐蚀C．刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀D．外加电流，将需要保护的金属做阴极，可以起到保护金属的作用【答案】B【详解】A．锌比铁活泼，在船舶外壳装上锌块，形成原电池，锌为负极被氧化，该方法为牺牲阳极的阴极保护法防止金属腐蚀，A正确；B．海水显弱碱性，主要发生吸氧腐蚀，B错误；C．金属被腐蚀的过程即金属被氧气氧化的过程，且有水存在时易发生电化学腐蚀，所以刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀，C正确；D．电解池中阴极得电子被还原，外加电流，将需要保护的金属做阴极，可以防止金属被氧化，起到保护金属的作用，D正确；综上所述答案为B。5．（2021·贵州·高二学业考试）下列金属防护的做法中，运用了电化学原理的是A．健身器材刷油漆以防锈 B．衣架外面包上一层塑料层C．地下钢铁管道连接镁块以防腐 D．自行车链条涂抹润滑油【答案】C【详解】A．健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故A不选；
B．衣架的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故B不选；
C．地下钢铁管道连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法，运用了电化学原理，故C选；
D．自行车链条涂抹润滑油，可以隔绝空气，只运用了化学防腐蚀的原理，故D不选；
故选：C。6．（2019·江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是A．铁被氧化的电极反应式为Fe−3e−Fe3+B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-；据此解题；A．在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，错误；B．铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，错误；C．活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，正确；D．以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，错误；综上所述，本题应选C．7．（2021·江苏苏州·高二期中）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法不正确的是A．0~时，铁可能发生了析氢腐蚀B．~时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C．负极的电极反应式为D．用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸【答案】C【详解】A．由图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；B．由图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选；D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D不选；故选：C。8．（2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高二期中）深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(一种厌氧微生物，适宜pH为7~8)的作用下，能被硫酸根离子腐蚀，原理如图。下列有关说法正确的是A．腐蚀过程中，土壤酸性逐渐增强B．输送暖气铁管道温度越高，越易发生此类腐蚀C．正极反应为D．管道壁镶嵌锌块或锡块都可保护管道不易被腐蚀【答案】C【分析】铁管道腐蚀过程中铁做负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极是硫酸根离子发生还原反应，由题意可知为碱性环境，故正极电极反应式为：；【详解】A．由分析知，正极反应生成OH-，土壤酸性逐渐减弱，故A错误；B．正极的腐蚀需要硫酸盐还原菌这种微生物，若温度过高，使微生物失活，则腐蚀程度会减弱，故B错误；C．正极是硫酸根离子发生还原反应，生成硫氢根离子，所以电极反应式为：，故C正确；D．铁比锡活泼，管道壁镶嵌锡块，铁做负极，加快管道腐蚀，故D错误；故选：C。9．（2021·福建·厦门双十中学高二期中）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3％NaC1溶液)。①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法错误的是A．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化 B．对比②③，可以判定Zn保护了FeC．将Zn换成Cu，可用①的方法判断Fe比Cu活泼 D．验证Zn保护Fe时不能用①的方法【答案】C【详解】A．①②相比较，可知铁棒表面被氧化，但溶液中没有Fe2+，可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化为Fe2+，A正确；B．②中铁没有被腐蚀，而③铁腐蚀，可说明铁连接锌后，锌保护了铁，B正确；C．实验①可说明K3[Fe(CN)6]提供具有强氧化性的Fe3+可将Fe氧化为Fe2+，说明方法存在缺陷，不能比较金属的活泼性，则将Zn换成Cu，用①的方法无法判断Fe比Cu活泼，C错误；D．如铁不纯，也可形成原电池反应而被氧化，加入K3[Fe(CN)6]可在铁的表面生成蓝色沉淀，则验证Zn保护Fe时不能用①的方法，应用②的方法，D正确；答案选C。10．（2021·福建·厦门双十中学高二期中）用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列说法不正确的是A．压强增大主要是因为产生了H2B．整个过程中，负极电极反应式均为：Fe–2e- = Fe2+C．pH= 4.0时，体系为弱酸性，同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀D．pH= 2.0时，体系为强酸性，正极只发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H+ + 2e- = H2↑【答案】D【详解】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的铁粉能发生析氢腐蚀，西青服饰产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A正确；B．锥形瓶中的铁粉和碳构成原电池，铁粉作为原电池的负极，发生的电极反应Fe–2e- = Fe2+，B正确；C．若pH= 4.0时，若只发生吸氧腐蚀，锥形瓶的压强会有下降，而图中锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，铁还发生了析氢腐蚀，锥形瓶内的溶解氧减少，因此罪行平内压强几乎不变， C正确；D．pH= 2.0时，体系为强酸性，压强变大，说明正极发生析氢腐蚀，电极方程式为：2H+ + 2e- = H2↑，但溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，D错误；故选D。11．（2017·全国高考真题）[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。12．（2021·山东滕州·高二期中）下列有关电化学的示意图正确的是ABCD阴极电保护法保护铁管道电解熔融氯化铝制备金属铝铁片镀锌验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物【答案】D【详解】A．在电解池中，阴极被保护，故铁管道应连接电源的负极，故A错误；B．氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，制备金属铝应该电解熔融氧化铝，故B错误；C．电镀时镀层金属作阳极，铁片上镀锌，所以锌为阳极，即锌片与电源正极相连，故C错误；D．电解饱和食盐水，阳极发生氧化反应生成氯气，检验氯气用碘化钾淀粉溶液；阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠能使酚酞变红色，该装置能验证氯化钠溶液的电解产物，故D正确；故选D。13．（2017·浙江高考真题）在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现，铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。下列说法正确的是A．铁片发生还原反应而被腐蚀B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀【答案】D【解析】A、铁作负极，发生失电子的氧化反应，选项A错误；B、铁片负极腐蚀最严重，由于离子的移动，在正极区域生成铁锈最多，选项B错误；C、铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，选项C错误；D、在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀，铁作负极，碳作正极，选项D正确。答案选D。二、非选择题14．（2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高二期中）根据如图所示实验装置，回答相关问题。（1）“装置1”中铁钉发生的电化学腐蚀类型为___________，石墨电极的电极反应式为___________。（2）“装置2”中外电路电子的移动方向为___________(填“由a到b”或“由b到a”)，该装置发生的总反应的离子方程式为___________。（3）“装置3”中甲烧杯盛有100mL0.2mol/LNaCl溶液，乙烧杯盛有100mL0.5mol/LCuSO4溶液。一段时间后，铜电极增重1.28g。①直流电源的M端为___________极，乙烧杯中电解反应的化学方程式为___________。②装置3产生的气体在标准状况下的体积为___________mL；欲恢复乙烧杯中的溶液至电解前的状态，可加入___________(填字母标号)。a．b．1.6gCuOc．d．【答案】（1）    吸氧腐蚀    O2＋4e﹣＋2H2O=4OH﹣    （2）由b到a    2Fe3+＋2I﹣=2Fe2+＋I2    （3）正    2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4    672    bc    【解析】（1）电解质为中性溶液，铁发生吸氧腐蚀，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-；（2）I-可被Fe3++氧化，发生2Fe3+＋2I﹣=2Fe2+＋I2，形成原电池反应时，石墨b为负极，石墨a为正极，外电路电子的移动方向为由b到a；（3）①铜电极增重1.28g，说明乙烧杯为电解硫酸的反应，阳极生成氧气，阴极析出铜，则N为负极，M为正极，乙烧杯中电解反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4；②生成1.28g Cu的物质的量为，转移的电子的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，乙烧杯中生成氧气，由电极反应式，2H2O -4e﹣= O2↑＋4H+，可知n(O2)=0.01mol，甲烧杯中，阳极铁被氧化，阴极产生气体为氢气，2H2O+2e-═2OH-+H2↑，n(H2)=0.02mol，则装置3产生的气体在标准状况下的体积为V=nVm=(0.01+0.02)×22.4L/mol=0.672L=672mL；电解过程中CuSO4溶液每损失2个Cu原子，就损失2个 O原子，相当于损失一个CuO，为了使CuSO4溶液，恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO3，符合恢复溶液浓度的定量关系，但不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，因为CuCO3+H2SO4═CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，而Cu(OH)2+H2SO4═CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，除增加溶质外还增加了水，由n(Cu)=0.02mol，应加CuO的质量为m=nM=0.02mol×80g/mol=1.6g，加CuCO3质量为m=nM=0.02mol×124g/mol=2.48g，故选bc。15．（2014·安徽高考真题）某研究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，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。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化。（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.5__36.0③__0.22.090.0（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_____________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_________ (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是___________________________________。（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：______________________________；……（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：_________【答案】（1）2.0    碳粉含量的影响    （2）吸氧    还原反应    2H2O+O2+4e-=4OH- （或4H++O2+4e-=2H2O）    （3）反应放热，温度升高，体积膨胀    （4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）②通入氩气排净瓶内空气；③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）    【解析】（1）探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有②中铁的量不变，为2.0g；③中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。（2） t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：还原；O2+2H2O+4e-=4OH-；（3） 图2中0-t1时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；（4）基于假设一，可知，产生氢气，发送那些变化，从变化入手考虑实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）②通入氩气排净瓶内空气；③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均可）。