专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护 单元综合训练-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

专题1　化学反应与能量变化 第三单元　金属的 腐蚀与防护 单元综合训练 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2023·广东省深圳市光明区高三模拟)我国有着 丰富的海风资源，在海水中建立风电设备，防腐蚀是一 个突出问题。下列说法正确的是(　　) A．钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢 铁不被腐蚀 B．可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生 C．钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe－3e－===Fe3＋ D．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．下列说法不正确的是(　　) A．钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀 B．钢铁表面水膜酸性较强，发生析氢腐蚀 C．外加电流的阴极保护法中钢铁作为阴极而受到保护 D．牺牲阳极的阴极保护法中将锌板换成铜板对钢铁保护效果更好 答案 解析 解析　当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，A正确；当钢铁表面的水膜酸性较强时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是析氢腐蚀，B正确；在电解池中，阴极被保护，故要保护钢铁，应使钢铁作电解池的阴极，C正确；在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜作正极被保护，钢铁作负极被腐蚀，起不到对钢铁的保护作用，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3．(2023·河南南阳高二期中)硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，在工业上可用于监测土壤环境中钢制管道的电位，进而判断钢制管道的腐蚀情况，电化学原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．钢制管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀 B．铜棒为正极，发生还原反应 C．负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ D．测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变(溶液体积变化忽略不计) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　钢制管道、参比电极、潮湿土壤构成原电池，铁作原电池的负极，钢制管道在潮湿土壤中主要发生电化学腐蚀，故A正确；铜作正极，铜离子得电子生成铜单质，发生还原反应，故B正确；铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故C错误；随着Cu2＋被还原，CuSO4·5H2O固体会不断溶解，测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度不变，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4．港珠澳大桥设计使用寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是(　　) A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 B．构件表面喷涂环氧树脂层，是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池 C．采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极 D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 答案 解析 解析　钢构件在海水中发生吸氧腐蚀，负极铁失电子Fe－2e－===Fe2＋，正极氧气得电子O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，故防腐蚀即为了避免此反应的发生，A正确；构件表面喷涂环氧树脂层，能隔绝空气和水，防止原电池的形成，B正确；外加电流的阴极保护法中，钢铁作阴极被保护，惰性电极作阳极，C错误；不锈钢的耐腐蚀性比较好，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析　Al比Fe活泼，b中Al为负极，Fe为正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，铁钉上的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，没有Fe3＋生成，溶液不会变红，A错误，C正确；Fe比Cu活泼，a中Fe为负极，Cu为正极，溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，铁钉上的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，Cu为正极，铜丝上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故铜丝附近有气泡产生，B、D正确。 5．将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述中错误的是(　　) A．b中铁钉附近呈现红色 B．a中铁钉附近出现蓝色沉淀 C．b中发生吸氧腐蚀 D．a中铜丝附近有气泡产生 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析　钢铁的吸氧腐蚀中，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A正确；将石墨换成镁，镁和铁构成的原电池中，镁作负极，失去电子被氧化，铁被保护而不易生锈，B正确；向自来水中加入少量NaCl固体，溶液中自由移动离子增加，有利于电化学腐蚀，铁失电子能力增加，所以可以较快看到铁锈，C正确；钢铁的吸氧腐蚀中，铁失电子生成Fe2＋，正极上O2得电子生成OH－，故将O2吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D错误。 6．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置， 下列有关说法错误的是(　　) A．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．将石墨电极改成镁电极，难以观察到铁锈生成 C．若向自来水中加入少量NaCl固体，可较快地看到铁锈 D．向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2，铁锈出现得快 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [归纳总结]　 (1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。 (2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 (3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。 (4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是(　　) A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，K应该置于M处 B．若X为锌棒，K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法 C．若X为碳棒，K与M连接时，一段时间后溶液的pH减小 D．若X为锌棒，K与N连接时，X电极产生气泡 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　若X为碳棒，K置于M处时，构成原电池，铁是负极，被腐蚀，A错误；若X为锌棒，K置于M处时，构成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；若X为碳棒，K置于M处时，构成原电池，铁作负极，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，溶液的pH不会减小，C错误；若X为锌棒，K置于N处时，构成电解池，Zn作阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，不产生气泡，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8．如图所示，在具支试管中加入铁粉和活性炭的混合物，然后注入少量稀盐酸，立即塞上橡胶塞。下列有关说法错误的是(　　) A．铁一定发生析氢腐蚀 B．铁可能会发生吸氧腐蚀 C．若改用NaOH溶液，腐蚀不再发生 D．若改用食盐水，一段时间后导气管内液面高于导管外 答案 解析 解析　在酸性条件下，钢铁发生析氢腐蚀，A正确；在酸性较弱或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，当盐酸反应完，即可发生吸氧腐蚀，所以铁可能会发生吸氧腐蚀，B正确；若改用NaOH溶液，溶液显碱性，发生吸氧腐蚀，C错误；若改用食盐水，发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，具支试管内气体压强减小，所以导气管内液面高于导管外，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9．电化学保护法是常用的金属防腐的手段， 在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是(　　) A．图1正极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强 C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．图2防止金属腐蚀的方法叫做外加电流的阴极保护法 答案 解析 解析　图1正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A错误；图1中金属M失去电子保护钢铁，钢铁的活动性比金属M的活动性弱，B错误；图2高硅铸铁是惰性辅助阳极，作用是传递电流，C错误；图2钢柱桩外接直流电源负极，作为电子流入一极而得到保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10．在日常生活中，我们经常看到铁制品 生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现 象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列 说法正确的是(　　) A．按图甲装置实验，加热具支试管可更快 更清晰地得到实验证据——观察到导管内液柱上升 B．图乙是图甲所示装置的原理示意图，图乙的正极材料是铁 C．铝制品表面白斑可用图丙装置进行探究，Cl－在铝箔表面区域发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．图丙装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3脱水形成白斑 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　加热具支试管，试管内温度升高，气体受热膨胀使导管内液柱下降，A错误；图乙是图甲所示装置的原理示意图，铁在负极失去电子，被氧化，B错误；图丙装置中，Al发生吸氧腐蚀，铝箔表面区域的电极反应式为Al－3e－===Al3＋，C错误；图丙装置中，负极Al失电子生成的Al3＋与正极O2得电子生成的OH－反应生成Al(OH)3，总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3脱水形成白斑，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11．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 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　①区发生吸氧腐蚀，Cu为正 极，电极反应为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，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，被保护，C正确；④区Zn为阴极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Fe为阳极，被腐蚀，电极反应为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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二、非选择题 12．钢铁工业是国家工业的基础。请回答： (1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________(填字母)。 答案 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。 装置示意图如图： 请回答： ①A电极对应的金属是________(写元素名称)，B电极的 电极反应式是__________________。 ②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它 们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5．12 g，则电镀时电路中通过的电子为________mol。 ③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：________ ____________________________________________________________________。 答案 铜 Cu2＋＋2e－===Cu 0．08 铁比铜 活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 　　　　　　　　　　　　　 R 解析　(2)①在铁上镀铜时，铜作阳极，铁作阴极，所以A为铜，B为铁，铁电极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。 ②电镀时，阳极上金属失电子导致金属质量减少，阴极上析出金属，导致金属质量增加，电镀后两极质量差的一半为阴极上析出铜的质量，所以阴极上析出铜的质量为5．12 g×eq \f(1,2)＝2．56 g，转移电子的物质的量为eq \f(2.56 g,64 g·mol－1)×2＝0．08 mol。 ③铜、铁和电解质溶液构成的原电池中，铁作负极而加速腐蚀，铁、锌和电解质溶液构成的原电池中，铁作正极被保护，所以镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。 $$