课时梯级训练(7) 金属的腐蚀与防护（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（苏教版2019）

课时梯级训练(7)　金属的腐蚀与防护 一　金属的电化学腐蚀 1．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(　　) A．图甲中，铁钉易被腐蚀 B．图乙中，滴加少量KSCN溶液，溶液变为红色 C．图丙中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D．图丁中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 C　解析：图甲中浓硫酸能吸收空气中的水蒸气，干燥条件下铁钉不易被腐蚀，A错误；图乙中构成原电池，铁为负极失去电子，转化为亚铁离子，因此滴加少量KSCN溶液，溶液不会变为红色，B错误；图丙中燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁和氧气发生反应，为化学腐蚀，C正确；图丁中用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁比铁活泼，则镁块相当于原电池的负极，D错误。 二　金属的电化学防护 2．钢铁的防护方法有多种，图中的方法描述正确的是(　　) A．b为电源负极 B．该方法是牺牲阳极的阴极保护法 C．电子流向：a→钢铁闸门→辅助电极→b→a D．电源改用导线连接进行防护时，辅助电极发生氧化反应 D　解析：从图示可知，由于有外加电源，故此防护方法为外加电流的阴极保护法，B错误；在外加电流的阴极保护法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，A错误；在电解池中，电子由电解池的阳极→电源的正极，电源的负极→电解池的阴极，溶液中通过离子导电而不是电子，C错误；电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳极的阴极保护法，则辅助电极要作负极，发生氧化反应，D正确。 3．我国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，锌环为阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．断电时，锌环上的电极反应式：Zn2＋＋2e－===Zn D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 C　解析：通电时，锌环连接电源正极，锌环为阳极，发生氧化反应，A正确；通电时，阴极上溶液中由水电离出的氢离子得电子，所以电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正确；断电时发生原电池反应，锌环失电子作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C错误；断电时锌环作负极被腐蚀，铁帽作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，D正确。 4．下列关于如图所示的实验装置的判断错误的是(　　) 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处都可减缓铁的腐蚀 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↑ D　解析：若X为碳棒，开关K置于a处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，A正确；若X为碳棒，开关K置于b处，铁作原电池的负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，D错误；若X为锌棒，开关K置于a处，铁作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，若X为锌棒，开关K置于b处时，铁作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，B、C正确。 5．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀}。 下列说法不合理的是(　　) A．①区Cu电极上产生气泡，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀 B．②区Cu电极附近滴加酚酞试液后变成红色，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀 C．③区Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出现蓝色沉淀，Fe被保护 D．④区Zn电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，Fe被腐蚀 A　解析：①区发生吸氧腐蚀，Cu为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu电极上不产生气泡，A错误；②区Cu为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu电极附近溶液碱性增强，滴加酚酞试液后变成红色，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，B正确；③区Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，被保护，C正确；④区Zn为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，D正确。 6．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下。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 D．两溶液中负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋ C　解析：根据pH＝2时锥形瓶中气体压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置中发生了析氢腐蚀，可推知溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，A正确；pH＝4时锥形瓶中气体压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生了吸氧腐蚀，B正确；根据压强与时间的关系图知，pH＝2的溶液和pH＝4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，C错误；两溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，D正确。 7.某研究小组的同学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炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸，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 炭粉/g 铁粉/g 醋酸/% ① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0 ② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2所示。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，炭粉表面发生了________(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：______________________________________________________。 答案：(1) 编号 实验目的 炭粉/g 铁粉/g 醋酸/% ② 2.0 ③ 炭粉含量的影响 (2)吸氧　 还原　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (3)反应放热，温度升高 解析：(1)对比编号①，编号②中炭粉的质量与编号①相同，醋酸的浓度与编号①不同，所以铁粉的质量应与编号①相同，即2.0 g；编号③中炭粉质量与编号①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与编号①相同，显然编号③的目的是探究炭粉含量的影响。(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁发生吸氧腐蚀的过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；炭为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是此反应是放热反应，温度升高。 8．(1)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答下列问题： ①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极______________________________，正极__________________________。 ②为了降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________(填标号)。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨 ③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极上。 (2)根据如图装置，回答下列问题。 ①装置C中Fe极的电极反应式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②装置B中Fe极的电极反应式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。 Cu极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。比较装置A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_____________________________________________。 答案：(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　②C　③负 (2)①2H＋＋2e－===H2↑　②2Fe－4e－===2Fe2＋　增大　B>A>C 解析：(1)①发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。②铁闸门上连接比较活泼的金属时，活泼的金属作负极被氧化，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。Na与水会剧烈反应，本题应该选用锌。③图乙所示方案属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。(2)①装置C中Zn­Fe­稀硫酸构成原电池，其中Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。②装置B中，Cu­Fe­海水构成原电池，其中负极(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极(Cu)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。该装置本质上是发生的吸氧腐蚀，故Cu极附近c(OH－)增大，pH增大。铁被腐蚀的快慢顺序是B>A>C。 学科网（北京）股份有限公司 $$