高考化学一轮复习第20讲金属的腐蚀及防护作业

高考化学一轮复习第20讲金属的腐蚀及防护作业

‎【2019最新】精选高考化学一轮复习第20讲金属的腐蚀及防护作业 A组　基础题组 ‎1.(2017北京丰台二模,6)铁锅表面覆盖有下列物质时,锈蚀速率最快的是(　　)‎ A.水　　 B.食盐水　　‎ C.食用油　　 D.酒精 ‎2.钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时,正极发生的主要反应是　(　　)‎ A.Fe-2e- Fe2+‎ B.2H2O+O2+4e- 4OH-‎ C.4OH--4e- 2H2O+O2↑‎ D.2H++2e- H2↑‎ ‎3.(2017北京房山二模,9)研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列有关判断中正确的是(　　)‎ A.用装置①模拟研究时未见a上有气泡,说明铁没有被腐蚀 B.②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀 C.③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩 D.①②③中海水均是实现化学能与电能相互转化的电解质 ‎4.(2017北京怀柔零模,10)一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表:‎ pH ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎6.5‎ ‎8‎ ‎13.5‎ ‎14‎ 9 / 9‎ 腐蚀 快慢 较快 慢 较快 主要 产物 Fe2+‎ Fe3O4‎ Fe2O3‎ Fe 下列说法正确的是(　　)‎ A.随pH的升高,含碳钢腐蚀速率逐渐加快 B.pH<4,发生析氢腐蚀 C.pH为14,其负极反应为2H2O+Fe-3e-Fe+4H+‎ D.pH为7时,负极反应为Fe-3e-Fe3+,生成的Fe3+被空气中的氧气氧化为Fe2O3‎ ‎5.下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是(　　)‎ 图①　　　　　　　图②　　　　　　　　　　图③　　‎ A.图①,放置于干燥空气中的铁钉不会生锈 B.图②,若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀 C.图②,若将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀 D.图③,若金属M比Fe活泼,可防止输水管腐蚀 ‎6.以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。‎ ‎(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿,涂上铁粉、碳粉的混合物,贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂,再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸,操作如下所示:‎ ‎①实验Ⅰ的现象说明,得电子的物质是　　　　。 ‎ ‎②碳粉的作用是　 。 ‎ 9 / 9‎ ‎③为了说明NaCl的作用,需要补充的对照实验是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)向图示装置的烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液,闭合K,指针未发生偏转。加热烧杯a,指针向右偏转。‎ ‎①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,b中无变化,b中铁片作　　　　　极。 ‎ ‎②加热后,指针发生偏转的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)用图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响,向烧杯a、b中各加入30 mL不同质量分数的NaCl溶液,实验记录如下表所示。‎ 实验 a b 指针偏转方向 Ⅰ ‎0.1%‎ ‎0.01%‎ 向右 Ⅱ ‎0.1%‎ ‎3.5%‎ 向左 Ⅲ ‎3.5%‎ 饱和溶液 向右 ‎①Ⅱ中,b中电极上发生的电极反应式是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②Ⅲ中,铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。‎ 查阅资料可知:在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀。‎ 设计实验证明:   　。 ‎ ‎(4)根据上述实验,对钢铁腐蚀有影响的因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ B组　提升题组 9 / 9‎ ‎7.(2017北京西城一模,10)生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如下图所示。下列说法中,不正确的是(　　)‎ A.两容器中负极反应均为Fe-2e- Fe2+‎ B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化 C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O 4OH-‎ D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀 ‎8.(2017北京海淀期末,10)某同学进行下列实验:‎ 操作 现象 取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后,生铁片上出现如下图所示“斑痕”。其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈 下列说法不合理的是(　　)‎ A.生铁片发生吸氧腐蚀 B.中心区:Fe-2e- Fe2+‎ C.边缘处:O2+2H2O+4e- 4OH-‎ D.交界处:4Fe2++O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+‎ ‎9.某同学做如下实验:‎ 9 / 9‎ 装 置 图1‎ 图2‎ 现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转 下列说法正确的是(　　)‎ A.“电流计指针未发生偏转”,说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀 B.用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液,可判断电池的正、负极 C.铁片Ⅰ、Ⅲ所处的电解质溶液浓度相同,二者的腐蚀速率相等 D.铁片Ⅳ的电极反应式为Fe-3e- Fe3+‎ ‎10.某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。‎ 资料显示:原电池装置中,负极反应物的还原性越强,‎ 或正极反应物的氧化性越强,原电池的电压越大。‎ ‎(1)同学们利用下表中装置进行实验并记录。‎ 装置 编号 电极A 溶液B 操作及现象 Ⅰ Fe pH=2的H2SO4溶液 连接装置后,石墨表面产生无色气泡;电压表指针偏转 Ⅱ Cu pH=2的H2SO4溶液 连接装置后,石墨表面无明显现象;电压表指针偏转,记录读数为a ‎①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,其正极的电极反应式是　 。 ‎ ‎②针对实验Ⅱ的现象,甲同学认为不可能发生析氢腐蚀,其判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　;乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀,其正极的电极反应式是　 。 ‎ 9 / 9‎ ‎(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验,探究实验Ⅱ中电压表指针发生偏转的原因及影响O2氧化性的因素。‎ 编号 溶液B 操作及现象 Ⅲ 经煮沸的pH=2的H2SO4溶液 溶液表面用煤油覆盖,连接装置后,电压表指针微微偏转,记录读数为b Ⅳ pH=2的H2SO4溶液 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为c;取出电极,向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后,插入电极,保持通入O2,电压表读数为c Ⅴ pH=12的NaOH溶液 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为d ‎①丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为c>a>b,请解释原因:　 。 ‎ ‎②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较,其目的是探究　　　　对O2氧化性的影响。 ‎ ‎③实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④为达到丁同学的实验目的,经讨论,同学们认为应改用如图装置对Ⅳ、Ⅴ重复进行实验,其设计意图是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;重复实验时,记录电压表读数依次为c'、d'且c'>d',由此得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案精解精析 A组　基础题组 ‎1.B　食用油为非电解质溶液,酒精为非电解质,水是弱电解质,食盐水是强电解质溶液,所以锈蚀速率最快的是食盐水。‎ 9 / 9‎ ‎2.B　钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e- Fe2+,正极反应为2H2O+O2+4e- 4OH-。‎ ‎3.C　A项,装置①中a极上氧气得电子生成OH-,b极上铁失电子发生氧化反应生成Fe2+,铁被腐蚀;B项,桥墩与电源正极相连作阳极,失电子发生氧化反应,被腐蚀;C项,锌比铁活泼,故锌失电子,所以③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩;D项,海水是混合物,不是电解质。‎ ‎4.B　A项,由表中信息可知,随pH的升高,含碳钢腐蚀速率先减慢后加快;B项,当pH<4时,含碳钢主要发生析氢腐蚀;C项,在pH=14的溶液中,含碳钢发生吸氧腐蚀,负极反应为4OH-+Fe-3e-Fe+2H2O;D项,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。‎ ‎5.C　A项,铁生锈的条件是与水和空气(或氧气)接触;B项,钢闸门在海水中主要发生吸氧腐蚀;C项,钢闸门与电源正极相连时作电解池的阳极,发生氧化反应而被腐蚀;D项,若M比Fe活泼 ,则钢铁作正极,可防止钢铁输水管腐蚀。‎ ‎6.答案　(1)①O2‎ ‎②与铁组成原电池,作原电池的正极 ‎③用水代替NaCl溶液进行实验 ‎(2)①正 ‎②温度升高,Fe的还原性增强,反应速率加快 ‎(3)①Fe-2e- Fe2+‎ ‎②另取两个烧杯,分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液,再分别滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后往其中一个烧杯中通入O2,观察现象 ‎(4)温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度 9 / 9‎ 解析　(1)依据题意知,铁粉、碳粉、NaCl溶液构成原电池,铁粉作负极发生吸氧腐蚀,碳粉作正极。滴加酚酞后溶液变红说明产生了OH-,即正极上O2得到电子。为了说明NaCl的作用,可用水代替NaCl溶液进行实验。‎ ‎(2)①滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,说明a中产生了Fe2+,则a中铁片作负极,b中铁片作正极;‎ ‎②加热后,温度升高,Fe的还原性增强,反应速率加快,故电流计指针发生偏转。‎ ‎(3)①实验Ⅱ中,b中铁片作负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+;‎ ‎②另取两个烧杯,分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液,再分别滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后往其中一个烧杯中通入O2,若通入O2的烧杯中,铁片腐蚀较严重,则可证明在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀。‎ ‎(4)根据实验可知,对钢铁腐蚀有影响的因素是温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。‎ B组　提升题组 ‎7.C　A项,生铁发生腐蚀时,无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,负极反应均为Fe-2e- Fe2+;B项,观察图像知,曲线a随着时间增加,压强增大,说明有气体生成,即发生了析氢腐蚀,所以曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化;C项,曲线b的压强随时间增加而减小,说明发生了吸氧腐蚀,由于pH=4的盐酸呈酸性,所以正极反应是O2+4e-+4H+ 2H2O;D项,根据曲线b的变化趋势可知生铁在弱酸性溶液中能发生吸氧腐蚀。‎ ‎8.D　生铁片边缘处为红色,说明生成了OH-,即O2+4e-+2H2O 4OH-,生铁片发生吸氧腐蚀,A、C项正确;中心区域为蓝色,说明生成了Fe2+,即Fe-2e-‎ 9 / 9‎ ‎ Fe2+,B项正确;在两色环交界处出现铁锈是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化生成了氢氧化铁,氢氧化铁失水生成铁锈,D项错误。‎ ‎9.B　A项,发生的是化学腐蚀,且腐蚀速率相等;B项,负极上Fe失电子生成Fe2+,Fe2+与K3[Fe(CN)6]作用会产生蓝色沉淀,因此可以用K3[Fe(CN)6]溶液判断电池的正、负极;C项,铁片Ⅲ为原电池的负极,腐蚀速率大于铁片Ⅰ;D项,铁片Ⅳ的电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-。‎ ‎10.答案　(1)①2H++2e- H2↑‎ ‎②金属活动性顺序中,Cu在H后,因此不能发生置换 O2+4e-+4H+ 2H2O ‎(2)①O2浓度越大,氧化性越强,电压越大 ‎②溶液的酸碱性 ‎③排除溶液中的S可能对实验造成的干扰 ‎④排除“Cu在酸碱性不同的溶液中,其还原性不同”对实验结果的影响　溶液酸性越强,O2的氧化性越强 解析　(2)①对比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可知,变量为O2的浓度,由c>a>b可知O2浓度越大,电压越大,说明O2的氧化性也越强。‎ ‎②Ⅳ、Ⅴ中电解质溶液的酸碱性不同,因此是探究酸碱性对O2氧化性的影响。‎ ‎③加入Na2SO4后,电压表读数不变,说明S对O2的氧化性无影响。‎ ‎④采用该装置可以使Cu所处的电解质溶液的酸碱性相同,防止对实验结果产生影响。c'>d'说明酸性条件下,O2的氧化性强。‎ 9 / 9‎