第4章 第三节 金属的腐蚀与防护 综合训练(含答案)-人教版化学选择性必修1

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名称 第4章 第三节 金属的腐蚀与防护 综合训练(含答案)-人教版化学选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-01-12 11:00:05

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文档简介

选择性必修1第4章第3节综合训练
一、单选题
1、下列金属防护的做法中,运用了电化学原理的是( )
A.健身器材刷油漆以防锈 B.衣架外面包上一层塑料层
C.地下钢铁管道连接镁块以防腐 D.自行车链条涂抹润滑油
2、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( )
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物
A.随pH的升高,碳钢腐蚀速率逐渐加快
B.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会加快
C.pH为14,其负极反应为
D. pH<4,发生析氢腐蚀
3、下列金属防护属于电化学保护的是( )
A.涂油漆 B.外加电流法
C.在金属表面覆盖一层保护层 D.改变金属内部组成结构
4、海水和空气会对船体造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。下列说法错误的是( )
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属被腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀
D.外加电流,使需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用
5、我国某城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中铁制品极易被腐蚀。下列对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时,正极的电极反应式为
C.在电化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为
6、下列试管所盛的溶液中的铁腐蚀速度说法正确的是( )
A.①比②慢 B.③比④快 C.⑤比⑥快 D.①比③慢
7、2021年在四川广汉三星堆新发现大量青铜器。下列有关说法错误的是( )
A.铜是人类使用最早的金属之一
B.青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能
C.出土的青铜器深埋于地下生锈是因为发生了析氢腐蚀
D.青铜是铜锡铅等的合金,常见的铜合金还有黄铜和白铜
8、根据所学习的电化学知识,下列说法正确的是( )
A.酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B.铁表面的镀锌层破损后,就完全失去了对铁的保护作用
C.水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D.智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
9、生活离不开化学,下列事实与电化学腐蚀有关的是( )
A.暴晒在太阳光下的地膜塑料易变成碎片
B.在铁中添加一定量的镍制成的金属硬币不易被腐蚀
C.铜、铝电线连接起来使用易出现断电现象
D.在雨水冲击下的汉白玉建筑物纹理变得模糊
10、下列说法正确的是( )
A.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
B.淀粉、纤维素、油脂、蛋白质等高分子化合物均能发生水解反应
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D.煤中含有大量苯及其同系物,可通过干馏的方法得到苯及其同系物
11、将经酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,下列叙述正确的是( )
A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:
12、下列方法不能减缓钢铁腐蚀速率的是( )
A.将钢铁制品与铜、锡等金属叠放在一起保存
B.将钢铁制品表面进行烤蓝处理
C.采用外加电流法,将钢铁制品连接电源的负极
D.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构
13、北京冬奥会火种灯的外形设计灵感来自于河北博物院的“长信宫灯”。
下列说法错误的是( )
A.青铜的硬度大于纯铜
B.镏金层破损后生成铜锈的主要成分为CuO
C.铝合金表面氧化物薄膜可以保护内部金属不被腐蚀
D.两灯所用的燃料充分燃烧后的产物均为和
14、化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为
B.酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为
D.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:
15、下列过程中涉及到化学变化的是( )
A.海水晒盐 B.金属的腐蚀
C.磁铁吸引小铁钉 D.粉碎矿石
16、化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧是将热能转化为化学能
B.在船底镶嵌的锌块作负极,以防船底被腐蚀
C.聚乙炔可用于制备导电高分子材料,是由于聚乙炔是电解质
D.煤、石油、天然气和沼气等都是生活中常用的能源,且均为不可再生能源
17、“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等,可延长食品保质期。有关叙述正确的是( )
A.主要发生吸氧腐蚀 B.电能转变为化学能
C.吸收的气体是和 D.正极反应为
二、判断题
18、在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用。______
将铜片置于干燥的空气中,不易被腐蚀。______
可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀。______
钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是。_______
22、钢铁发生析氢腐蚀时,得电子释放出,钢铁被腐蚀。_______
三、填空题
23、当今社会的主题之一:发展经济,节能减排。而燃料电池因其无污染,且原料来源广可再生被人们青睐,广泛应用于生产、生活、科学研究中,现有如下图所示装置,所有电极均为Pt,请按要求回答下列问题:
(1)甲装置是_______(填“原电池”或“电解池”),写出a极的电极反应_______。
(2)乙池中c极的电极反应_______。
(3)当b极消耗标准状况下的112mL时,若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL,假若电解前后溶液体积保持不变,此时乙池中的pH=_______。
(4)若(aq)足够,电解一段时间后,要恢复到原来的状态,则可加入_______。
A.CuO
B.
C.
D.
(5)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则A出口导出的溶液溶质为_______(写化学式),M为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
四、实验题
24、实验小组探究酸雨对低碳钢腐蚀的影响,实验流程如图:
实验使用了3种模拟酸雨。模拟酸雨中的离子浓度如表所示,其中平衡电荷的阳离子以或补充,实验均在室温下进行,低碳钢片样品的大小和质量均相同。
pH
模拟酸雨1 5
模拟酸雨2 5
模拟酸雨3 4
(1)将模拟酸雨1和模拟酸雨2进行对比实验,实验的目的是_______。模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率,可以得到结论是_______。
(2)在用模拟酸雨2进行实验时,腐蚀冲洗液中检测到和的含量升高。腐蚀时硝酸和铁反应的离子方程式为_______。
(3)在上述三组腐蚀实验中,都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流。产生腐蚀电流的原因是_______。
(4)钢铁的腐蚀研究中,通常用“腐蚀速率(单位为)”对钢铁腐蚀过程和结果进行评估。则计算“腐蚀速率”需要测量的实验数据为_______。
参考答案
1、答案:C
解析:A.刷油漆是隔绝空气和水,是物理防护方法,故A错误; B.衣架外面包上一层塑料层,是隔绝水,是物理防护方法,故B错误; C.Fe与Mg在一起形成原电池,Fe作正极被保护,镁在空气中被腐蚀,是电化学保护原理,故C正确; D自行车链条涂抹润滑油,隔绝水,是物理防护方法,故D错误;故选:C。
2、答案:D
解析:由题表可知,随pH的升高,碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快,故A错误;碱性条件下钢铁发生吸氧腐蚀,煮沸除氧气后的碱性溶液中氧气浓度降低,碳钢腐蚀速率会减慢,故B错误;在pH=14的溶液中,碳钢发生吸氧腐蚀,负极反应为,故C错误;当pH<4时,碳钢主要发生析氢腐蚀,负极上电极反应式为,正极上电极反应式为,故D正确。
3、答案:B
解析:运用电化学知识,可采用牺牲阳极法或外加电流法对金属进行保护,前者利用了原电池原理,后者利用了电解池原理。
4、答案:A
解析:海上舰艇的腐蚀主要为电化学腐蚀,故A项错误;在船舶外壳装上锌块,锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,该保护金属的方法称为牺牲阳极法,故B项正确;刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀,故C项正确;电解池中阳极金属易被腐蚀,使被保护的金属作阴极的保护金属的方法称为外加电流法,故D项正确。
5、答案:B
解析:金属铁的腐蚀过程中,金属铁可以和溶液中的氢离子反应,直接发生化学腐蚀,由于铁制品中含有铁和碳,再加上电解质环境,形成了原电池,也会发生电化学腐蚀,故A项正确;酸性条件下,发生电化学腐蚀时,碳作正极,溶液中的氢离子得电子生成氢气,正极的电极反应式为,故B项错误,C项正确;发生电化学腐蚀时,铁作负极,电极反应式为,故D项正确。
6、答案:C
解析:A.②中是干燥、相对无氧环境,故不容易发生腐蚀,则①比②快,A错误;
B.③中是无氧环境,故不容易发生腐蚀,则③比④慢,B错误;
C.⑤中铁与铜丝构成原电池、铁为负极被氧化而腐蚀,⑥中铁与锌构成原电池、锌为负极被氧化而腐蚀、铁为正极被保护,则⑤比⑥快,C正确;
D.③中是无氧环境,故不容易发生腐蚀,则①比③快,D错误;
答案选C。
7、答案:C
解析:A.铜的化学性质不活泼,易于冶炼为单质,使用较早,A正确;
B.合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能,故青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能,B正确;
C.铜在金属活动性顺序表中排在氢后面,不会发生析氢腐蚀,C错误;
D.青铜是铜锡铅的合金,常见的合金还有黄铜(铜和锌的合金)和白铜(铜和镍的合金),D正确;
故选C。
8、答案:A
解析:A.酸雨后钢铁所处环境酸性较强,发生析氢腐蚀,盐液显中心,铁锅发生吸氧腐蚀,A正确;
B.锌比铁活泼,镀层破损后形成原电池,Zn为负极,Fe被保护起来,B错误;
C.与电源正极相连后,钢闸门上发生氧化反应,加速腐蚀,钢闸门应与电源负极相连,C错误;
D.锂离子电池可以充电,为二次电池,D错误;
故选A。
9、答案:C
解析:A.暴晒在太阳光下的地膜塑料易变成碎片是塑料老化分解的原因,A错误;
B.在铁中添加一定量的镇改变了内部结构,使得制成的金属硬币不易被腐蚀,与电化学腐蚀无关,B错误;
C.铜、铝电线连接起来使用,接头在潮湿空气中形成原电池,铝线表面被氧化而不导电,出现断电现象,C正确;
D.汉白玉主要成分为碳酸钙,酸性的雨水能溶解碳酸钙,故建筑物纹理变得模糊,D错误;
故选C。
10、答案:C
解析:A.外加直流电源的防腐措施中被保护的设备与电源负极相连,故A错误;
B.油脂不属于高分子化合物,故B错误;
C.在海轮外壳连接锌块,锌块、船体、海水构成原电池,其中锌比铁活泼作负极,船体作正极被保护,故C正确;
D.煤中不含苯及其同系物,但通过煤的干馏可以生成苯及其同系物,故D错误;
故选:C。
11、答案:A
解析:A.生铁遇到氯化钠溶液发生吸氧腐蚀,导致试管中气体压强减小,小于大气压,所以试管中的导管内水柱上升,故A正确;B.试管中铁钉发生的是原电池反应,而不是电解反应,故B错误;C.铁钉在该装置中发生吸氧腐蚀,随着氧气量的减少,则被腐蚀的情况随时间的延长而减慢,故C错误;D.试管中铁钉发生反应电极反应式分别为:负极;正极,故D错误;故选A。
12、答案:A
解析:A.将钢铁制品与铜、锡等金属叠放在一起保存,因为铁比铜、锡更活泼,发生电化学腐蚀的时候,铁做负极被腐蚀,不能减缓钢铁的腐蚀速率,A选项符合题意;
B.将钢铁制品表面进行烤蓝处理,会在钢铁制品表面生成一层致密的氧化膜,可以减缓钢铁腐蚀速率,B选项不符合题意;
C.采用外加电流法,将钢铁制品连接电源的负极,采用了外加电流的阴极保护法,可以减缓钢铁腐蚀速率,C选项不符合题意;
D.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构,可以减缓钢铁腐蚀速率,D选项不符合题意;
故选A。
13、答案:B
解析:A.青铜属于合金,一般来说合金的硬度大于纯金属的硬度,因此青铜的硬度大于纯铜,A正确;
B.镏金层破损后生成铜锈的主要成分为,B错误;
C.铝合金表面氧化物薄膜是致密的氧化膜,因此可以保护内部金属不被腐蚀,C正确;
D.丙烷含C、H两种元素,动物油脂含C、H、O三种元素,因此两灯所用的燃料充分燃烧后的产物均为和,D正确。
故选B。
14、答案:A
解析:A.电解饱和食盐水时,阳极氯离子失电子发生氧化反应,其电极反应为,A正确;
B.酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为:,B错误;
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,作阴极,其电极反应为,C错误;
D.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化,生成的是亚铁离子,所以其电极反应式为:,D错误;
故选A。
15、答案:B
解析:A.海水晒盐过程中没有新物质出现,属于物理变化,A错误;
B.金属的腐蚀过程中出现新物质铁锈,属于化学变化,B正确;
C.磁铁吸引小铁钉属于物理变化,C错误;
D.粉碎矿石没有新物质出现,属于物理变化,D错误;
故选B。
16、答案:B
解析:A.燃烧是将化学能转化为热能和光能,所以 ,A错误;
B.在船底镶嵌的锌块,锌做负极,此方法为牺牲阳极法,B正确;
C.聚乙炔结构中存在共轭结构,电子可以自由移动,所以可以导电,但由于它是混合物,所以并不是电解质,C错误;
D.沼气通过秸秆等发酵可再生,D错误;
故选B。
17、答案:A
解析:A.铁为金属,活泼性大于碳,氯化钠为电解质,潮湿环境中形成原电池,为中性环境,发生铁的吸氧腐蚀,A正确;
B.形成原电池,将化学能转化为电能,B错误;
C.该过程发生铁的吸氧腐蚀,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,吸收的气体是和水,C错误;
D.为负极反应,正极反应是,D错误;
故选A。
18、答案:错误
解析:金属保护层破损后,会形成原电池装置,若是被保护的金属是正极金属被保护,若是被保护的金属做负极会加快腐蚀速率,故错误。
19、答案:正确
解析:干燥的空气中铜与水不接触,与空气中的氧气不易发生氧化反应,因此不容易生锈,故该说法是正确的。
20、答案:正确
解析:当地下输油钢管与外加直流电源的负极相连时,金属做电解池的阴极材料,可以得到保护,该方法为外加电流的阴极保护法,故正确。
21、答案:错误
解析:钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极反应都应是。原说法错误。
22、答案:正确
解析:钢铁吸附的水膜酸性较强时发生析氢腐蚀,负极铁失电子被腐蚀,正极得电子生成。原说法正确。
答案:
(1)原电池;
(2)
(3)1
(4)AC
(5);阴
解析:由图中可知,甲装置为原电池,a是原电池负极,b是原电池正极,乙丙装置为电解池。
(1)甲装置是原电池,a是原电池负极,其电极反应为。
(2)乙池为电解池,c极是阳极,其电极反应为。
(3)由图分析可知则,pH=1。
(4)乙池只发生反应,损失的是铜与氧元素,所以要恢复到原来的状态只需要加入铜与氧元素即可。
(5)丙装置的左室消耗的是水电离的,左室与电源的正极相连为电解池的阳极,向左室定向移动,所以A出口的产品是,M是阴离子交换膜。
24、答案:(1)研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀效果;酸雨酸性越强,对钢片的腐蚀速率越快
(2)
(3)钢片发生了电化学腐蚀
(4)腐蚀前钢片的质量,(腐蚀结束后)除去铁锈后钢片的质量,腐蚀持续的时间
解析:(1)分析题给表格中的数据可知,模拟酸雨1和模拟酸雨2的和pH均相同,只有不同,故进行这组对比实验的目的是研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀效果;比较模拟酸雨3和模拟酸雨2可知,二者只有溶液的pH不同,且模拟酸雨3的pH更小即酸性更强,模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率,说明酸雨酸性越强,对钢片的腐蚀速率越快。
(2)在用模拟酸雨2进行实验时,腐蚀冲洗液中检测到和的含量升高,说明腐蚀时硝酸和铁反应生成了和,故该反应的离子方程式为。
(3)由于钢铁为铁和碳的合金,在电解质溶液中可形成原电池,在题给组腐蚀实验中,都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流,可判断原内是钢片发生了电化学腐蚀。
(4)根据腐蚀速率的单位可以推知其计算公式为腐蚀速率=,故计算“腐蚀速率”稀要测量的实验数据为腐蚀前钢片的质量,(腐蚀结束后)除去铁锈后钢片的质量,腐蚀持续的时间。