2019-2020年高中化学 课时分层作业6 金属的腐蚀与防护（含解析）苏教版选修4

课时分层作业(六)金属的腐蚀与防护(建议用时：45分钟)[基础达标练]1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀C[A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀。]2．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A．2H＋＋2e－===H2↑B．Fe2＋＋2e－===FeC．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Fe3＋＋e－===Fe2＋C[钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。]3．一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表，下列说法正确的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeO－2A．随pH的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快B．当pH＜4时，发生析氢腐蚀C．pH为14时，其负极反应为2H2O＋Fe－3e－===FeO－2＋4H＋D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀的速率会加快B[表中显示pH在2～4、13.5～14时，该碳钢腐蚀速率较快，而pH在6～8时，腐蚀速率较慢，A项错误；铁在酸性较强的溶液中发生析氢腐蚀，B项正确；铁在碱性环境发生吸氧腐蚀，故不可能生成H＋，C项错误；钢铁在碱性环境中发生吸氧腐蚀，若煮沸除去氧气则不易发生腐蚀，D项错误。]4．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和氯化钠的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()A．a中铁钉附近呈现红色B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应D．b中铝条附近有气泡产生B[a中铁比铜活泼，铁作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此A、C不正确；b中铝比铁活泼，铝作负极，发生氧化反应，铁作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：4Al－12e－===4Al3＋，正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，因此B正确，D不正确。]5．某同学进行下列实验：实验操作实验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．中心区一定发生：Fe－2e－===Fe2＋C．边缘处：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．交界处：4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋D6．为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有()A．与石墨棒相连B．与直流电源负极连接C．与直流电源正极连接D．与铜板相连B[本题考查金属腐蚀的防护方法。Fe与石墨棒、Fe与Cu板构成原电池，Fe作负极，腐蚀加快，故A、D不符合题意。在电解池中，与电源正极相连作阳极，发生氧化反应，腐蚀加快；与电源负极相连作阴极，发生还原反应，金属受保护，故B项符合题意，C项不符合题意。]7．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“外加电流的阴极保护法”D．镁块上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B[A.构成的原电池中，该方法是将化学能转化成了电能，A错误；B.根据题图知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，B正确，C错误；D.镁块作负极，电极反应：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，D错误。]8.支持海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极，下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整C[通入保护电流抑制钢管桩失电子，钢管桩几乎不被腐蚀即表面腐蚀电流接近于零，A正确；通电后，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电子流向：阳极(高硅铸铁)→电源正极，电源负极→阴极(钢管桩)，B正确；高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以不作为损耗阳极材料，只起到传递电流作用，C错误；由于电流受温度、溶液酸碱性、氧气浓度等外界因素影响，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。]9．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。甲乙(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：负极：_______________________________________________________________；正极：_________________________________________________________。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，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()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。解析：(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)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属(但不可与水直接反应)如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)图乙属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)C(3)负10．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。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。(1)图中哪些装置不能防止铁棒被腐蚀______________________________。(2)实际生产可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如图所示，请回答：①B电极对应的金属是________(写元素名称)，A电极的电极反应式是___________________________________________。②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__________________________________________________________________。解析：(1)A、铁作负极，发生吸氧腐蚀，故符合；B、锌比铁活泼，铁作正极，锌被腐蚀，故不符合；C、铁能被腐蚀，故符合；D、铁连接电源的负极，作阴极，不被腐蚀，故不符合。(2)①待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，因此B电极材料是铁，A电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；②镀铜铁：铁比铜活泼，铁作负极，被腐蚀；镀锌铁：锌比铁活泼，铁作正极。答案：(1)A、C(2)①铁Cu－2e－===Cu2＋②镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护[能力提升练]11．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图示，下列与此原理有关的说法中错误的是()A．正极反应为SO2－4＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2OD．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀C[原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为SO2－4＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；管道上刷富锌油漆，形成Zn－Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。]12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的B[海水表面O2浓度大，故铁棒在海水表面处腐蚀的程度最严重，A错误；由M改置于N后，锌作原电池的负极，Cu­Zn合金应充当原电池的正极，明显受到了一定的保护，腐蚀速率减小，B正确；接通开关时，锌作原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌(负极)上产生，而是在铂(正极)上产生，C错误；Zn­MnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。]13．用图示的方法可以保护钢闸门。下列说法正确的是()A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌或石墨C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的正极D．当a、b与外接电源相连时，阴极的电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑A[牺牲阳极的阴极保护法中，被保护的金属作原电池正极，当a、b间用导线连接时，形成原电池，则X作负极发生氧化反应，其活泼性大于铁，故A正确，B错误；外加电流的阴极保护法中，被保护的金属作阴极，应与电源负极相连，所以当a、b与外接电源相连时形成电解池，钢闸门应与电源负极相连作阴极，所以a应连接电源的负极，阴极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故C、D错误。]14．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：(1)打开K2，闭合K1，B为________极，A的电极反应式为________________。(2)打开K1，闭合K2，E为________极，此时铁________(填“被”或“未被”)腐蚀。(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，________极周围能变红(填A、B、E或F)。解析：(1)打开K2，闭合K1，此时构成原电池，铁是负极，发生吸氧腐蚀，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若滴加酚酞，该极变红；若使铁被保护，可把A电极换为比铁活泼的金属锌。(2)打开K1，闭合K2，此时构成电解池，E为阴极，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，消耗氢离子生成OH－，若滴加酚酞，该极变红；阳极是石墨，故铁被保护，未被腐蚀。答案：(1)负O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)阴未被(3)A、E