化学人教版 (2019)第三节 金属的腐蚀与防护优秀当堂检测题

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课时作业20　金属的腐蚀与防护1．下列措施不能防止或减缓钢铁腐蚀的是(　　)A．在钢铁制品表面镀一层金属锌B．将钢铁制品放置在潮湿处C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构D．将钢铁制品与电源负极相连2．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是(　　)A．正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3C．此过程中铜并不被腐蚀D．此过程中电子从Fe移向Cu3．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是(　　)A．a中铁钉附近呈现红色B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应D．b中铝条附近有气泡产生4．如图是金属牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，下列有关说法正确的是(　　)A．该装置为电解池B．本实验牺牲了金属Fe来保护金属ZnC．若加入K3[Fe(CN)6]溶液，Fe电极附近不会产生特征蓝色的沉淀D．远洋货轮上镶嵌的金属Zn不需要更换5．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　)A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑6．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是(　　)A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c做负极，被氧化B．正极发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓D．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗的O2体积为4.48 L7．如图是中国在南极建设的第四个科学考察站——泰山站。为了延长科学考察站基础设施的使用寿命，钢铁设备表面镶嵌了一些金属块(M)。下列说法正确的是(　　)A．金属块M可能是铜，发生氧化反应B．科学考察站里的钢铁设备在潮湿空气中主要发生化学腐蚀C．这种保护方法叫牺牲阳极的阴极保护法D．若采用外加电流法，钢铁设备应与电源正极相连8．下列各种方法中，能对金属起到防止或减弱腐蚀作用的是(　　)①金属表面喷油漆　②改变金属内部结构　③保持金属表面清洁干燥　④对金属表面进行电镀　⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④ B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部9．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增大，Zn电极上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的10．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%NaCl溶液)。下列说法不正确的是(　　)A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼11．回答下列问题：(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。①该电化学腐蚀称为________。②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下面防腐示意图，并作相应标注：(3)下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是________。(4)如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体12．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了如图所示的快速、易行的实验：首先检查制取氧气装置的气密性，然后按图所示连接好装置，点燃酒精灯，持续3 min左右，观察到的实验现象：①硬质玻璃管中干燥的团状细铁丝表面依然光亮，没有发生腐蚀；②硬质玻璃管中潮湿的团状细铁丝表面颜色变灰暗，发生腐蚀；③烧杯中潮湿的团状细铁丝表面依然光亮。试回答下列问题：(1)根据与金属接触的介质不同，金属腐蚀可分成不同类型，本实验中铁生锈属于________，能表示其原理的电极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)仪器A的名称为________，其中装的药品可以是________，其作用是________________________________________________________________________。(3)由实验可知，铁生锈的条件为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是________________________________________________________________________。13．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)：(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________(填“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：________________________________________________________________________；……14．某学校化学兴趣小组设计如下实验探究铁的电化学腐蚀原理：(1)实验一：甲小组同学设计如图所示装置证明铁发生了电化学腐蚀。①用电极反应解释实验a的现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②写出实验b中生成蓝色沉淀的离子方程式：________________________________________。(2)实验二：乙小组同学向如图所示装置的容器a、b中分别加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，电流计指针未发生偏转。加热容器a，电流计指针向右偏转。①分别取少量容器a、b中溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，容器a中溶液所在的试管中出现蓝色沉淀，容器b中溶液所在的试管中无变化，容器b中铁片作________极。②加热后，电流计指计发生偏转的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验三：丙小组同学向如图所示装置的容器a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验数据如表所示：则实验Ⅱ的容器b中发生的电极反应是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。课时作业20　金属的腐蚀与防护1．解析：钢铁表面镀锌，可使内部金属被保护；钢铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀；钢铁中加入锰、铬金属，制成不锈钢，能有效防止钢铁被腐蚀；将钢铁与电源负极相连，钢铁作阴极，被保护。答案：B2．答案：A3．答案：B4．解析：该装置没有外接电源，所以是原电池而不是电解池，故A项错误；锌比铁活泼，失电子作负极，铁作正极，所以牺牲了锌保护了铁，故B项错误；铁被保护，所以溶液中不会产生亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]溶液后，Fe电极附近不会产生特征蓝色的沉淀，故C项正确；远洋货轮船底镶嵌锌块，其中锌与铁构成原电池，锌作负极，失电子发生氧化反应，锌被腐蚀，为保护货轮需定期更换，故D项错误。答案：C5．答案：D6．解析：根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu做负极被氧化，腐蚀过程中，负极是c，发生氧化反应，A项正确；氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项正确；多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl为固体，故生成Cu2(OH)3Cl的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，C项正确；不确定氧气是否在标准状况下，则不能计算氧气的体积，D项错误。答案：D7．解析：若金属块M为铜，在环境中Fe和Cu构成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，则会加快钢铁设备的腐蚀，A项错误；潮湿的空气中，钢铁设备主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，B项错误；外加金属块的金属防护方法是牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；外加电流法中，被保护的金属不能发生氧化反应，故钢铁设备应与电源负极相连，D项错误。答案：C8．解析：①④⑤中油漆、电镀层和氧化物薄膜均能防止空气、水等与金属接触；其他做法也均能对金属起到防护作用。答案：D9．解析：图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中，开关置于M时，Cu－Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu－Zn合金作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中，接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt电极上放出，C项错误；图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn发生氧化反应引起的，D项错误。答案：B10．解析：②中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2＋，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但③中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2＋，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比②③可知Zn保护了Fe，A项正确。①与②的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，①中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2＋，B项正确。通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用①的方法，C项正确。若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2＋，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2＋是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案：D11．解析：(1)①金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌做负极，铁闸做正极，得到保护。(2)要用石墨通过电化学腐蚀保护铜，只能用电解池原理，碳接电源正极，铜接电源负极。(3)当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。故本小题中，铁腐蚀由快到慢的顺序为④>②>①>③。(4)A项，K1闭合时，该装置构成了Fe­C­NaCl溶液原电池，铁做负极，发生氧化反应，电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋；B项，石墨棒做正极，发生的电极反应式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高；C项，K2闭合时，该装置构成了Fe­C­外加电源的电解池，石墨棒做阳极，Fe做阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保护法；D项，K2闭合时，阳极的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，所以当电路中通过0.002NA个即0.002 mol电子时，生成H2和Cl2的物质的量均为0.001 mol，则两极共产生0.002 mol气体。答案：(1)①吸氧腐蚀　②B　③C(2)(3)④>②>①>③　(4)B12．解析：由实验现象①②可知，潮湿是铁生锈的必要前提；而当潮湿程度相同时，硬质玻璃管中的实验与烧杯中实验的对比说明O2的浓度是影响铁生锈快慢的重要因素。答案：(1)吸氧腐蚀　负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(2)球形干燥管　碱石灰(或无水CaCl2)　干燥O2(3)与O2接触，与水接触　氧气浓度13．解析：(1)探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0 g；对比实验①和③可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。(2)当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(3)Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。答案：(1)②2.0　③碳粉含量的影响(2)吸氧　　还原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－　(3)反应放热，温度升高14．解析：(1)①此装置发生了铁的吸氧腐蚀，碳棒上氧气放电，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。②Fe2＋和K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。(2)①K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2＋反应生成蓝色沉淀，分别取少量容器a、b中溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，容器a中溶液所在试管中出现蓝色沉淀，说明容器a中生成Fe2＋，容器b中溶液所在试管中无变化，说明容器b中没有Fe2＋生成，所以容器a中铁片作负极，容器b中铁片作正极。②加热后，电流计指针发生偏转的原因可能是温度升高，Fe的还原性增强，反应速率加快。(3)依据表中实验Ⅱ的数据及电流计指针向左偏转，可知容器b中铁片为负极，失 去电子发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。答案：(1)①O2＋2H2O＋4e－===4OH－　②3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓　(2)①正　②温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快　(3)Fe－2e－===Fe2＋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0.536.0③0.22.090.0装置分别进行的实验现象a.连接好装置，一段时间后，向烧杯中滴加酚酞溶液碳棒附近溶液变红b.连接好装置，一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀　　实验标号容器a容器b电流计指计偏转方向Ⅰ0.1%0.01%向右Ⅱ0.1%3.5%向左Ⅲ3.5%饱和溶液向右