高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护作业ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护作业ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了有水和氧气，吸收水蒸气等内容，欢迎下载使用。
1.为了避免青铜器生成铜绿,下列方法正确的是(　　)①将青铜器放在银质托盘上　②将青铜器保存在干燥的环境中　③将青铜器保存在潮湿的空气中　④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜A.①③B.②③C.②④D.①④
解析 Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上,构成原电池时青铜器作负极,青铜器更易被腐蚀,①错误;将青铜器保存在干燥的环境中,可避免其与空气中的水接触,不易被腐蚀,②正确;青铜器在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,③错误;覆盖防渗的高分子膜可以隔绝潮湿的空气,④正确。
2.将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现AB段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法错误的是(　　)A.铁棒AB段发生的反应为O2+2H2O+4e-=== 4OH-B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从AB段到BC段C.向水中加入一定量硫酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同
解析 铁在水中发生吸氧腐蚀,水面O2浓度较大,因此AB段作原电池正极,正极发生反应O2+2H2O+4e-===4OH-,故A项正确;BC段作原电池负极,Fe溶解生成Fe2+进入溶液,腐蚀过程中电子从BC段流向AB段,电流方向为从AB段到BC段,故B项正确;向水中加入一定量的硫酸钾固体后,离子浓度增大,铁棒的生锈速率增大,故C项错误;此原电池的形成是由于铁棒所处的化学环境不同,故D项正确。
3.用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示:分析图像,以下结论错误的是(　　)A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y-x=b-a)D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-=== Fe2+
解析 由压强变化图像可知pH=2时,压强增大,说明生成氢气,发生析氢腐蚀,pH=4时,压强逐渐减小,说明消耗氧气,发生吸氧腐蚀,两溶液中负极反应均为Fe-2e-===Fe2+,A、B、D项正确;由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快,C项错误。
4.我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-=== H2↑+2OH-C.断电时,锌环上的电极反应为Zn2++2e-=== ZnD.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀
解析 锌环与电源的正极相连,为阳极,阴极水电离产生的H+放电生成H2,A、B均正确;断电时,Zn比铁活泼,作负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,铁仍受到保护,C错误,D正确。
5.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如表。
下列说法错误的是(　　)A.当pH6时,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.当pH>14时,正极反应:O2+4H++4e-=== 2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓
解析 在pH6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,B正确;在pH>14的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,C错误;在煮沸除氧气后的碱性溶液中,O2浓度较低,且碱性溶液中腐蚀较慢,因此正极上氧气生成OH-的速率减小,所以碳钢腐蚀速率会减缓,D正确。
6.某城市为了减少钢管因锈蚀而造成的损失,拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢管。下列有关说法正确的是(　　)A.在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生吸氧腐蚀B.在潮湿的酸性土壤中金属棒M中的电子通过导线流向钢管C.在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M移动,抑制H+与铁的反应D.钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以达到减缓腐蚀钢管的目的
解析 在酸性环境下,钢铁主要发生析氢腐蚀,A项错误;金属棒M、钢管在酸性土壤中形成原电池,其中金属棒M作负极,失去电子,失去的电子通过导线流向钢管,钢管作正极被保护,B项正确;在潮湿的酸性土壤中,存在大量H+,H+移动到正极上得电子被还原,即移动到钢管上得电子,抑制H+与铁的反应,C项错误;若钢管与金属棒M用导线分别连接直流电源正、负极,则钢管作阳极,腐蚀速率加快,D项错误。
7.某研究小组对铁生锈的条件进行探究。请回答下列问题:
(1)甲同学设计了A、B、C三个实验(如图所示),探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。
①通过分析上述实验现象,可得出铁生锈的外部条件是　 ; ②上述实验条件下铁钉发生电化学腐蚀的正极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　; ③实验B所用的水要经过　　　　　　处理,植物油的作用是　　　 　　　; ④实验C中碱石灰的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (2)乙同学设计了实验D(如图所示),一段时间后,发现试管中的液面升高,其原因是  　。 
O2+4e-+2H2O===4OH-
隔绝空气(或防止氧气与铁接触)
铁腐蚀吸收氧气,造成试管内气体体积减小,试管内压强减小
解析 对比A、B、C中现象可知铁生锈的外部条件是有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)。铁钉生锈所处的环境为中性环境时,发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-。
8.下列有关金属的保护方法的说法正确的是(　　)A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀加快C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
解析 A项中搪瓷层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护,A错误;B项中镀层破损后,由于锌的活动性比铁强,与铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀,B错误;C项采取的是牺牲阳极法,C正确;D项中用沥青作涂层不是电化学保护法,D错误。
9.利用如图装置,可完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述正确的是(　　)A.若X为镁棒,Y为NaCl,开关K置于M处,铁表面因积累大量电子而被保护B.若X为石墨棒,Y为NaCl,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀C.若X为石墨棒,开关K置于M处,当Y溶液为河水时比为海水时Fe腐蚀快D.若X为铜棒,Y为硫酸铜,开关K置于N处,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将减小
解析 若X为镁棒,Y为NaCl,开关K置于M处,则构成原电池,由于金属活动性:Mg>Fe,则Mg为负极,失去电子,被氧化变为金属阳离子进入溶液,电子由导线经外电路流向正极Fe,铁表面因积累大量电子而被保护,A正确;若X为石墨棒,Y为NaCl,开关K置于N处,装置为电解池,X为阳极,铁棒为阴极,铁表面因积累大量电子而得到保护,B错误;若X为石墨棒,开关K置于M处,当Y溶液为河水或海水时,均构成原电池,铁棒为负极,被腐蚀。由于河水中电解质离子浓度比海水小,溶液导电能力弱,因此Fe在河水中腐蚀相对于海水要慢些,C错误;若X为铜棒,Y为硫酸铜,开关K置于N处,装置为电解池,铜棒为阳极,被氧化变为Cu2+进入溶液,在阴极铁棒上,溶液中的Cu2+得到电子被还原,因此可用于铁棒表面镀铜,但溶液中Cu2+浓度不变,D错误。
10.金属腐蚀现象遍及国民经济和国防建设各个领域,危害十分严重。近几十年来,金属的腐蚀与防腐已成为一门独立的综合性学科。某实验小组进行铁的电化学腐蚀原理及防护的探究实验:(1)已知:Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。小组同学认为以下两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①用电极反应式解释实验ⅰ中的现象:　　　　　　　　　　　。 ②查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是________________________________________________________________________________。 ③为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ⅱ结果的影响,进行下列实验,几分钟后的记录如下:
K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由电化学腐蚀生成的Fe2+的检验
a.以上实验表明:在Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。b.为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是　 。 (2)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,电流表指针未发生偏转。加热容器a,电流表指针向右偏转。
破坏铁片表面的氧化膜
①分别取少量容器a、b中的溶液置于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,容器a中的溶液所在的试管中出现蓝色沉淀,容器b中的溶液所在的试管中无变化,容器b中铁片作　　　　　极。 ②加热后,电流表指针发生偏转的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中,一定条件下,Fe钝化形成致密的Fe3O4氧化膜,试写出该阳极的电极反应 　 。 
温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快
3Fe-8e-+4H2O===Fe3O4+8H+
解析 (1)①实验ⅰ中连接好装置,构成原电池,铁片为负极,石墨棒为正极,由于电解质溶液呈中性,则正极石墨棒上O2得到电子发生还原反应,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,c(OH-)增大,附近溶液显碱性,因此石墨棒附近溶液变红。②根据资料“K3[Fe(CN)6]具有氧化性”,故实验ⅱ中铁电极可能直接和K3[Fe(CN)6]溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,产生的Fe2+再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,会干扰对电化学腐蚀生成的Fe2+的检验。③小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ,发现铁片表面产生蓝色沉淀,稀硫酸“酸洗”的目的是除去铁表面的氧化膜,由此补充实验,结合实验ⅳ说明Cl-的作用是破坏铁片表面的氧化膜。