专题1 第3单元 单元综合训练-【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（苏教版2019）

0 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 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．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 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 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 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 13 14 15 3 3．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) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 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 13 14 15 5 [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 13 14 15 6 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9 6．市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是(　　) A．该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋ B．活性炭作正极，发生的电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的 D．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11 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 13 14 15 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 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 13 14 15 14 9．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是(　　) A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液 B．装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连 C．装置③中总反应是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ D．装置④中铁钉几乎没被腐蚀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 解析：根据电流的方向可知，a为电解池的阳极，则装置①用来精炼铜时，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，故A正确；装置②为外加电流的阴极保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电源提供电子而防止铁被氧化，故B正确；装置③中铁比铜活泼，为原电池的负极，发生的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C错误；装置④中浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁难以被腐蚀，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 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 13 14 15 18 11．某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 19 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；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；③区Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，被保护；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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 12．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。如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作负极 B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉 状锈的生成 C．若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48 L D．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↓ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 21 解析：根据题图知，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，腐 蚀过程中c作负极，A正确；潮湿环境中的Cl－与 正极生成物氢氧根离子和负极生成物铜离子作用 生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓，潮湿环境中Cl－浓度大时，有利于多孔粉状锈的生成，B、D正确；未指明是否为标准状况，无法计算消耗的O2体积，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 22 A．NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路 B．①中变红是因为发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域变蓝，铜丝附近区域变红 D．①和②中发生的氧化反应均可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁) 13．下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中，不正确的是(　　) 操作 现象 一段时间后： ①中，铁钉裸露在外的附近区域变红； ②中…… 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 23 解析：构成原电池的条件之一是形成闭合回路，①和②实验中，NaCl的琼脂水溶液作用是形成闭合回路，即NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路，故A正确；中性或碱性条件下，发生吸氧腐蚀，①中Zn、Fe和热的NaCl的琼脂水溶液构成原电池，Zn比Fe活泼，Zn作负极，Fe作正极，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域变红，故B错误；②中NaCl的琼脂水溶液、Cu、Fe构成原电池，Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以铁钉裸露在外的附近区域Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，铜丝附近区域酚酞遇到碱变红，故C正确；①中Zn和②中Fe作负极，均失去2e－生成＋2价的阳离子(Zn2＋和Fe2＋)，发生氧化反应，所以①和②中发生的氧化反应可表示为M－2e－===M2＋(M代表锌或铁)，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 24 二、非选择题 14．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)。 吸氧腐蚀 B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 25 15．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)。 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 26 (2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下： 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10.24 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：_________ ___________________________________________________________________。 铜 Cu2＋＋2e－===Cu 0.16 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 13 14 15 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 28 　　　　　　　　　　　　　 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10.24 g×eq \f(1,2)＝5.12 g，转移电子的物质的量为eq \f(5.12 g,64 g·mol－1) ×2＝0.16 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。 $$