第4章 第3节 素养提升练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第四章　化学反应与电能 第三节　金属的腐蚀与防护素养提升练 一、选择题 1．(广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　) A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用 C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：Zn－2e－===Zn2＋ (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 解析：钢铁外壳为正极，锌块为负极，A错误；镶嵌的锌块会被逐渐消耗，需根据腐蚀情况进行维护和更换，不能永久使用，B错误；该方法为牺牲阳极法，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 解析：Zn比Fe活泼，在氨水中二者可形成原电池，电化学腐蚀的总反应方程式为Zn＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋H2↑＋2H2O＋2OH－，氨水浓度越大，生成[Zn(NH3)4]2＋的速率越快，腐蚀趋势越大，A正确；总反应方程式中有OH－生成，故溶液pH变大，B正确；Zn生成[Zn(NH3)4]2＋，发生氧化反应，作负极，则Fe作正极，正极上水解离出来的H＋得电子生成氢气，结合电解液为氨水知Fe电极上发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C错误；根据总反应方程式，可得关系式：H2～Zn，故每生成标准状况下224 mL(0.010 mol)H2，消耗0.010 mol Zn，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 3．浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列说法错误的是(　　) A．金属贮存罐可用钢制材料 B．电子沿导线流入辅助电极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 解析：钢的主要成分是铁，铁遇冷的浓硫酸发生钝化，因此金属贮存罐可用钢制材料，A正确；金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，发生氧化反应，贮存浓硫酸的金属罐为阳极，连接电源正极，辅助电极是阴极，电子沿导线流向辅助电极，B正确，C错误；金属为阳极，电压过高时，大量金属失电子发生氧化反应，有可能会加剧腐蚀，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 4．如图所示是燃气灶的部件说明图，下列说法正确的是(　　) A．锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水，铁发生化学腐蚀 B．炉头易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀 C．外壳是铝合金材料，不易锈蚀是因为铝不活泼 D．灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成，电木起到了防止金属腐蚀的作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 [归纳总结]　金属腐蚀快慢的判断方法 在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀＞原电池原理引起的负极腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 5．埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是(　　) A．该方法将电能转化成化学能 B．在此装置中钢管道作正极 C．该方法称为“外加电流法” D．镁块上发生的电极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 解析：该方法是将化学能转化成了电能，A错误；根据题图知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极法，钢管道作正极，B正确，C错误；镁块作负极，发生电极反应：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 6．如图所示装置中，U形管底部盛有CCl4，分别在U形管a、b两侧慢慢加入饱和食盐水和稀硫酸，并使两端液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，放置一段时间。下列有关叙述错误的是(　　) A．两端铁丝的腐蚀速率：a<b B．a、b两侧相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．一段时间后，a侧液面高于b侧液面 D．生铁丝中的碳在a、b两侧分别作原电池的负极和正极 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 解析：生铁发生析氢腐蚀的速率比发生吸氧腐蚀的速率快，故A正确；a侧负极上Fe失电子，正极上O2得电子，b侧负极上Fe失电子，正极上H＋得电子，所以a、b两侧相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B正确；a侧发生吸氧腐蚀，b侧发生析氢腐蚀，一段时间后，a侧气体压强减小，b侧气体压强增大，所以a侧液面高于b侧液面，故C正确；生铁丝中的碳在a、b两侧都作正极，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．液滴边缘是负极区，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域 D．导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少 7．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)变暗，在液滴外沿形成棕色环(b)，如图所示。下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析：氯化钠溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，铁在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，由于液滴之下氧气含量比边缘处少，铁作负极发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，液滴边缘是正极，氧气在正极得到电子，发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，亚铁离子与氢氧根离子反应生成的氢氧化亚铁极易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁脱水形成了棕色铁锈环(b)。由上述分析可知，A、B错误；铁片腐蚀最严重的区域不是生锈最多的区域，而是液滴覆盖的圆圈中心区，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 1小时 2小时 5小时 铁钉 无明显现象 铁钉表面出现少量红褐色物质 铁钉表面“生长”出大量红褐色物质 纯铁粉 无明显现象 无明显现象 无明显现象 9．某小组同学研究“84”消毒液(主要成分为NaClO)对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸没于10 mL“84”消毒液中，记录现象如下，下列说法正确的是(　　) A.铁钉主要发生的是化学腐蚀 B．铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl－)增大 C．铁粉的腐蚀速率慢主要是由于其表面积大 D．“84”消毒液有强氧化性，因此Fe被腐蚀时发生：Fe－3e－===Fe3＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 解析：铁钉为铁碳合金，易形成原电池，所以铁钉主要发生的是电化学腐蚀，A错误；铁钉腐蚀后，次氯酸根离子被还原生成氯离子，溶液中c(Cl－)增大，B正确；纯铁粉的腐蚀速率慢主要是铁粉与次氯酸钠不能形成原电池，与固体的表面积无关，C错误；“84”消毒液有强氧化性，铁钉发生电化学腐蚀生成红褐色的Fe(OH)3，D错误。 1小时 2小时 5小时 铁钉 无明显现象 铁钉表面出现少量红褐色物质 铁钉表面“生长”出大量红褐色物质 纯铁粉 无明显现象 无明显现象 无明显现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 11．(浙江6月选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。右图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 解析：图2为外加电流法，阳极通常是惰性电极，其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl－，A不正确；图2为外加电流法， 理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确；图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了反应Fe－2e－===Fe2＋的发生，钢闸门不发生化学反应，但是牺牲阳极和辅助阳极上发生了氧化反应，D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 二、非选择题 12．某研究小组设计了如图三组实验来探究铁生锈的条件： 经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。 有水(或电解质 (1)通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是______________ ___________________。 (2)铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为________________________。 溶液)和氧气(或空气) O2＋4e－＋2H2O===4OH－　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 (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_________________________________________。 煮沸(或除去氧气) 隔绝空气(或防止氧气与铁接触) 吸收水蒸气(或干燥或保持试管内的干燥环境) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 13．研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。 (1)甲图为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有_____(填序号)。 A．用纯氧气代替试管内空气 B．用酒精灯加热试管提高温度 C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D．换成更细的导管，水中滴加红墨水 ACD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 (2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______(填“加快”“不变”或“减慢”)，你认为主要的影响因素为____________。 减慢 时间/min 1 3 5 7 9 液柱高度/cm 0.8 2.1 3.0 3.7 4.2 氧气的浓度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 27 (3)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白： 根据以上实验探究，试判断_____(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。 (4)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式_______________________________。 实验操作 实验现象 向NaCl溶液中滴加2～3滴酚酞指示剂 a点附近溶液出现红色 然后再滴加2～3滴____________ b点周围出现蓝色沉淀 铁氰化钾溶液 b 3Fe－8e－＋4H2O===Fe3O4＋8H＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 28 解析：(2)液柱高度变化值与铁腐蚀的速率成正比，1～3 min、3～5 min、5～7 min、7～9 min时间段液柱上升高度分别为1.3 cm、0.9 cm、0.7 cm、0.5 cm，故铁腐蚀的速率逐渐减慢。 (3)铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，b点则为Fe失电子生成Fe2＋，b点周围出现蓝色沉淀说明是加入铁氰化钾验证Fe2＋的存在，b点为电池的负极，腐蚀更严重。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 29 　　　　　　　　　　　　　 R 2．(浙江1月选考)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成[Zn(NH3)4]2+和H2，下列说法不正确的是(　　) A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液的pH变大 C．铁电极上发生的电极反应式为2NH3＋2e－===H2↑＋2NHeq \o\al(－,2) D．每生成标准状况下224 mL H2，消耗0.010 mol Zn 8．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7～8之间)作用下，能被硫酸根离子腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关的说法正确的是(　　) A．输送暖气的管道更容易发生此类腐蚀 B．正极反应式：SOeq \o\al(2－,4)＋9H＋＋8e－===HS－＋4H2O C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀 解析：硫酸盐还原菌中的蛋白质在高温下易变性，失去催化效果，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故A错误；在pH为7～8的弱碱性条件下，原电池的正极发生还原反应，由题图可知，正极反应式为SOeq \o\al(2－,4)＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故B错误；腐蚀在硫酸盐还原菌作用下进行，且管道深埋在土壤中，O2稀少，Fe腐蚀的最终产物中Fe元素的化合价不会呈＋3价，故C错误。 10．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表： 下列说法正确的是(　　) A．溶液pH<4，发生析氢腐蚀 B．随pH的升高，含碳钢腐蚀速率逐渐加快 C．pH为14时，其负极反应为2H2O＋Fe－3e－===FeOeq \o\al(－,2)＋4H＋ D．pH为7时，负极反应为Fe－3e－===Fe3＋，生成的Fe3＋被空气中的O2氧化为Fe2O3 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeOeq \o\al(－,2) 解析：在pH<4的溶液中，含碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；由表中信息可知，随pH的升高，含碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，B错误；在pH＝14的溶液中，含碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe＋4OH－－3e－===FeOeq \o\al(－,2)＋2H2O，C错误；pH为7时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋被空气中的氧气氧化为Fe2O3，D错误。 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeOeq \o\al(－,2) $$