1.3 金属的腐蚀与防护 随堂检测 (含解析)高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1

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名称 1.3 金属的腐蚀与防护 随堂检测 (含解析)高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-02-26 13:52:52

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1.3 金属的腐蚀与防护 随堂检测 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.下列有关说法正确的是
A.钢铁水闸可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法进行保护
B.铜锌原电池中,盐桥中的和分别移向负极和正极
C.铅蓄电池放电时负极质量减轻,充电时阳极质量增加
D.在铁片上镀锌时,将铁片与电源的正极相连
2.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.如图,对钢管的防护措施为牺牲阳极保护法
B.明矾和高铁酸钾(K2FeO4)都可净水,其原理相同
C.侯氏制碱法比索尔维制碱法食盐的利用率高
D.“保暖贴”在发热过程中应用的是原电池的工作原理
3.下列应用不涉及氧化还原反应的是
A.为预防新冠肺炎用ClO2对环境消毒
B.工业上利用合成氨实现人工固氮
C.工业上将NH3和CO2通入饱和食盐水制备小苏打
D.为防止钢铁锈蚀在铁上镀锌
4.利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管),开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法正确的是
A.铁丝的腐蚀速率:a>b
B.a、b管溶液的pH值都增大
C.一段时间后,a管液面低于b管
D.a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
5.下列关于自行车金属部件的防腐措施中,错误的是
A.为车架,挡泥板、车座弹簧烤上一层漆 B.为链条涂上机油,为轴承涂上凡士林
C.对车圈,辐条进行电镀处理 D.把自行车存放在高温、潮湿的地方
6.下列关于电化学原理及其应用的说法正确的是
A.电解饱和食盐水时,阳极附近溶液升高
B.通过电解溶液可以实现镁的再生
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.电解精炼铜时,粗铜做阴极,精铜作阳极
7.事物的变化都有两面性。下列关于金属的腐蚀和防护说法错误的是
A.生活中常用的“暖宝宝”是利用吸氧腐蚀原理制造的
B.生铁浸泡在食盐水中易发生析氢腐蚀
C.为保护轮船的外壳,常在外壳上镶入锌块
D.利用阳极氧化法处理铝制品的表面使之形成致密的氧化膜而防腐
8.化学与生活社会发展息息相关。下列说法错误的是
A.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用
B.75%的乙醇和84消毒液的消毒原理不相同
C.“光化学烟雾” “硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关
D.海轮船体镶嵌锌块是可有效防止船体被腐蚀
9.材料的腐蚀造成了严重的经济损失和环境污染。以下有关防腐蚀措施的说法中,不正确的是
A.用铁罐车运输浓硝酸
B.避免不同金属的搭接和铆接
C.在铁表面镀锌是一种阳极保护方法
D.在金属表面覆盖塑料、玻璃等非金属材料
10.根据图Ⅰ和图Ⅱ所示,下列判断正确的是
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护,为牺牲阳极的阴极保护法
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是
D.Ⅰ、Ⅱ溶液pH均增大,原因相同
11.下列关于各图的说法,正确的是(  )
A.①中阴极处能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体
B.②中待镀铁制品应与电源正极相连
C.③中钢闸门应与外接电源的正极相连
D.④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
12.下列有关电化学原理的说法中,不正确的是
A.二次电池在充电时,是将电能转变成化学能
B.锌与稀硫酸反应时,加入几滴硫酸铜溶液,产生气泡速率加快
C.工业上采用电解熔融氯化铝的方法冶炼金属铝
D.水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫做外加电源的阴极保护法
13.金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值的2%~4%。下列有关说法错误的是
A.改变金属的结构,可将金属制成防腐的合金
B.喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化是金属防护的物理方法
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿与金属的电化学防护有关
D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用
14.出土于陕西的两千多年前的越王剑(主要成分为铁),现藏于广州博物馆,该剑剑格左右侧皆以鸟虫书体铸刻“王戊”二字,剑色为水银古,时至如今,依然锋利。剑脊含铜量较多,韧性好,不易折断;刃部含锡高,硬度强,可见其性能优异,锻造技术优良。已知:剑在地下因构成原电池发生了腐蚀,导致生锈()。下列叙述错误的是
A.铁与铜、锡构成原电池时,铁为负极
B.铁发生的电极反应为
C.生活中,为了防止铁板被腐蚀,可以在铁板上镀铜或者镀锌,镀锌效果更好
D.铜碳合金在强酸性条件下不会发生析氢腐蚀
15.下列关于“暖宝宝”叙述错误的是
A.暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热 B.暖宝宝需接触空气才会发热
C.铁生锈后反应产物的主要成分是Fe3O4 D.食盐能加快热敷袋中铁生锈的速度
16.下列说法正确的是
A.Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑可以设计成电解池,但不能设计成原电池
B.用惰性电极电解MgCl2溶液,发生反应的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C.根据得失电子守恒可知电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。
D.因空气中CO2的存在,金属表面形成一层酸膜,所以大多数金属发生的是析氢腐蚀
17.研究电化学腐蚀及防护具有重大意义。铁片在海水中发生腐蚀的模拟装置如图所示,下列有关说法错误的是
A.铁片作负极,被腐蚀
B.将海水换成蒸馏水,铁片腐蚀速率减慢
C.碳棒上发生的电极反应为
D.将碳棒换成锌片,铁片不易被腐蚀
18.化学电源在日常生活中应用广泛。下列说法不正确的是
A.硅太阳能电池利用原电池原理实现能量转化
B.锂电池比能量大,应用于新能源汽车,使汽车续航能力得以提高
C.氢燃料电池客车与传统客车相比,能量转化效率高
D.支撑海港码头基础的钢管桩,可以通过外接化学电源,利用“外加电流法”防腐蚀
19.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 实验、操作和现象 实验结论
A 石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使酸性KMnO4溶液褪色 产生的气体是C2H4
B 常温下,用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和 CH3COONa溶液的pH 比较 HClO和CH3COOH的酸性强弱
C 将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液,依次出现白色沉淀、溶液褪色 分解产生物中一定有SO3和 SO2
D 试管内无明显变化 采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀
A.A B.B C.C D.D
20.海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵蚀,常用外加电流法对其进行保护,如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列说法不正确的是
A.钢制管桩应与电源的负极相连
B.通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩
C.高硅铸铁及钢制管桩周边没有电极反应发生
D.保护电流应该根据环境条件变化进行调整
21.金属材料有着广泛的应用。下列说法错误的是
A.由于铝具有强还原性,所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属
B.利用牺牲阳极保护法保护钢铁时,钢铁作正极
C.少量铁溶于稀硝酸,反应的离子反应为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O
D.纳米Fe、纳米Cu的化学活性都比原来增强,两者都能与盐酸反应生成氢气
22.如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图,烧杯内为经过酸化的溶液。
下列关于该装置的叙述错误的是
A.铁作正极被保护
B.将换成,也可以保护铁不被腐蚀
C.向试管中加入溶液,无明显现象
D.正极反应式为
23.下列变化与原电池原理有关的是
A.运输原油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀
B.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
C.红热的铁丝与冷水接触,表面形蓝黑色保护层
D.锌与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液可使反应加快
24.下列叙述中错误的是
A.在铁制品上镀铜时,铁制品为阳极,铜盐为电镀液
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
D.铅酸蓄电池充电,溶液的酸性增强
25.如图是模拟电化学反应的装置图。下列说法正确的是
A.开关K置于N处,可以减缓铁的腐蚀
B.开关K置于M处,电子从碳棒经开关K流向铁捧
C.开关K置于M处,则铁电极的电极反应式为
D.开关K置于N处,则铁电极的电极反应式为
二、填空题
26.归纳总结金属腐蚀快慢的规律: 。
27.钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题:
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式是 。
(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是 。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,装置如图所示。
①A电极对应的金属是 (填元素名称),B电极的电极反应是 。
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5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀,简要说明原因 。
28.将1 g琼脂加入250 mL烧杯中,再向其中加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热、煮沸,使琼脂溶解。稍冷后,趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中,各滴入5~6滴酚酞溶液和铁氰化钾溶液,混合均匀。取两个2~3cm长的铁钉,用砂纸擦光,除去表面氧化物。将裹有锌皮的铁钉放入上述培养皿中,如图1;将缠有铜丝的铁钉放入上述另一个培养皿中,如图2。

(1)图1中裸露的铁钉作 极,该电极的电极反应式为 ,其附近可观察到的颜色变化为 。
(2)图2中,在裸露的铁钉附近看到的颜色变化为 ,分析出现该颜色的原因: ,靠近铜丝一端可观察到的颜色变化为 。
(3)另一个同学也进行了上述实验操作,在图1装置中没有看到上述实验现象,其原因可能是 (填一条)。
参考答案:
1.A
【详解】A.用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法,铁分别为正极和阴极,都发生还原反应,可防止被氧化,故A正确;
B.铜锌原电池中,盐桥中的和分别移向正极和负极,故B错误;
C.铅蓄电池放电时,负极反应为:Pb- 2e- +SO=PbSO4,充电时阳极反应为PbSO4 + 2H2O- 2e-=PbO2 + 4H++ SO,所以负极质量增大,阳极质量减小,故C错误;
D.电镀时,镀层金属为阳极,待镀金属作阴极,则在铁片上镀锌,铁片与电源的负极相连,故D错误;
故选A。
2.B
【详解】A.镁比铁活泼,将它们用导线相连,镁受腐蚀,保护了钢铁,这种防护措施为牺牲阳极保护法,故A不符合题意;
B.高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,可用于杀菌消毒,又可利用还原生成的三价铁离子水解,生成的氢氧化铁胶体净水,明矾只能净水,所以原理不同,故B符合题意;
C.侯氏制碱法生成纯碱外,还生成氯化铵,相对于索尔维制碱法提高了食盐的利用率,故C不符合题意;
D.“保暖贴”利用铁粉为负极,C粉为负极,氯化钠为电解液,发生电化学腐蚀而发热,故D不符合题意;
综上所述答案为B。
3.C
【详解】A.ClO2杀菌消毒,利用了其强氧化性,故涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.N2与H2生成NH3,有元素化合价改变,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.饱和NaCl溶液中通NH3与CO2发生如下反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,无元素化合价改变,不涉及氧化还原反应,C符合题意;
D.钢铁表面镀锌,此时锌失电子被腐蚀,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故答案选C。
4.B
【详解】A.a管电解质溶液为中性,发生吸氧腐蚀,b管电解质溶液为稀硫酸,发生析氢腐蚀,氢离子浓度大,所以腐蚀速率,A错误;
B.a中产生OH-,pH会变大;b中消耗氢离子,pH也会变大,B正确;
C.a发生吸氧腐蚀,吸收氧气,气体体积会减少;b发生析氢腐蚀,产生氢气气体体积会变大,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,C错误;
D.金属的腐蚀,都是金属做负极,失去电子发生氧化反应,所以,a、b两管中负极的电极反应均为,D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.为车架,挡泥板、车座弹簧烤上一层漆,可以隔绝水和空气,防止生锈,故A正确;
B.为链条涂上机油,为轴承涂上凡士林,用物理方法将链条隔绝水和空气,防止生锈,故B正确;
C.对车圈,辐条进行电镀处理,用化学方法将车圈隔绝空气和水,防止生锈,故C正确;
D.把自行车存放在高温、潮湿的地方,金属与空气、水接触,且在高温下会加快反应速率,易生锈,故D错误。
综上所述,答案为D。
6.C
【详解】A.电解饱和食盐水时,阳极附近氯离子放电生成氯气,阴极水放电生成氢气同时生成氢氧根离子,故阴极附近溶液升高,A错误;
B.通过电解熔融生成镁单质,可以实现镁的再生,B错误;
C.锌比铁活泼,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,C正确;
D.电解精炼铜时,粗铜做阳极发生氧化反应,精铜作阴极发生还原反应,D错误;
故选C。
7.B
【详解】A.“暖宝宝”里面主要用碳粉、铁粉、水和食盐水,再加点添加剂组成一个原电池放电,由于没有正负极,电子无法分正负电子导出,直接形成短路,从而产生热量,可见是利用吸氧腐蚀原理制造的,故A正确;
B.生铁在弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀,在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,故B错误;
C.金属铁和锌形成的原电池中,锌是负极,铁是正极,铁被保护,所以为保护轮船的外壳,常在外壳上镶入锌块,故C正确;
D.利用阳极氧化处理铝制品的表面,使之形成致密的氧化膜而钝化,防腐性能更好,故D正确;
答案选B。
8.A
【详解】A.聚氯乙烯在使用时会释放有毒的含氯物质,不能利用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,A错误;
B.75%的乙醇可以杀菌消毒是因为酒精能使蛋白质变性,84消毒液可以杀菌消毒是因为使用过程中生成具有漂白性的次氯酸,两者消毒原理不相同,B正确;
C.氮氧化合物可导致“光化学烟雾”和“硝酸型酸雨”等环境问题,C正确;
D.由于金属性Zn>Fe, 海轮船体镶嵌锌块时,与海水构成原电池,首先被腐蚀的是锌,船体被保护,可有效防止船体被腐蚀,D正确;
故选A。
9.C
【详解】A.常温下铁在浓硝酸中发生钝化,所以可以用铁罐车运输浓硝酸,A正确;
B.不同金属的搭接和铆接,容易形成原电池发生电化学腐蚀,所以应避免,B正确;
C.锌比铁活泼,铁表面镀锌,发生电化学腐蚀时,锌被腐蚀,此法为牺牲阳极的阴极保护法,C错误;
D.在金属表面覆盖塑料、玻璃等非金属材料,可以隔绝水和氧气,防止金属被氧化,D正确;
综上所述答案为C。
10.A
【分析】图I装置中Zn金属性强于Fe,根据原电池工作原理,Zn为负极,Fe为正极,通过电解液判断,该装置发生吸氧腐蚀,图Ⅱ装置中,Fe金属性强于Cu,Fe为负极,Cu为正极,该装置发生析氢腐蚀,据此分析;
【详解】A.根据原电池工作原理以及上述分析,正极不参与反应,均被保护,该方法为牺牲阳极法,故A正确;
B.装置I中Zn比Fe活泼,锌作负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,装置Ⅱ负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C.装置I为吸氧腐蚀,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,装置Ⅱ为析氢腐蚀,正极反应式为2H++2e-=H2↑,故C错误;
D.装置I电极总反应为2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2,溶液的pH不变,装置Ⅱ电极总反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,c(H+)减小,pH增大,故D错误;
答案为A。
11.D
【详解】A.①装置是电解池,阴极是溶液中阳离子得到电子发生还原反应,应是铜离子得到电子生成铜,故A错误;
B.②装置中待镀制品上要有Cu2+放电析出铜,故应和电源负极相连做电解池的阴极,故B错误;
C.③装置是电解池,在电解池中,阴极被保护,故钢闸门应与外接电源的负极相连,故C错误;
D.氯气能和氢氧化钠反应.而氯气在阳极生成,NaOH在阴极生成,而④装置中的离子交换膜允许离子通过,氯气不能通过,可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应,故D正确;
故选D。
12.C
【详解】A.由能量转化关系可知,二次电池在充电时,是将电能转变成化学能,A项正确;
B.锌与稀硫酸反应时,加入几滴硫酸铜溶液,可形成锌铜原电池,加快反应速率,产生气泡更快,B项正确;
C.由于氯化铝为共价化合物,工业上通常采用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝,C项错误;
D.水库里钢闸门与电源负极相连作阴极,被保护,该方法叫做外加电源的阴极保护法,D项正确;
故答案选C。
13.B
【详解】A.改变金属的结构,将金属制成防腐的合金可以减少金属腐蚀造成的损失,故A正确;
B.电镀或表面钝化时,有新物质生成,属于化学变化,故B错误;
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿是因为锌的金属性强于铜,锌铜构成的原电池中锌做负极被损耗,铜做正极被保护,该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法,故C正确;
D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用,该保护方法为外加直流电源的阴极保护法,故D正确;
故选B。
14.B
【详解】A.铁与铜、锡构成原电池时,铁的活泼性强于铜和锡,铁作负极,A正确;
B.铁电极反应为,B错误;
C.在铁板上镀铜或者镀锌,镀层把铁与周围环境隔绝而防止了铁的腐蚀,镀锌效果更好,是因为白铁皮(镀锌铁)表面镀层被划伤后,形成原电池时锌为负极,铁为正极,镀层仍能对铁起到保护作用,C正确;
D.铜碳合金在强酸性条件下铜不与氢离子反应,故不会发生析氢腐蚀,D正确;
故选B。
15.C
【详解】A.铁生锈是缓慢的氧化反应,会放热,A项正确;
B.铁生锈需要空气,则暖宝宝需接触空气才会发热,B项正确;
C.铁生锈后反应产物的主要成分是Fe2O3,C项错误;
D.食盐的主要成分为氯化钠,吸水后能和铁和其中的碳,构成原电池,能加快热敷袋中铁生锈的速度,D项正确;
答案选C。
16.A
【详解】A.Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑不是自发反应,不能设计成原电池。但是以铜为阳极、石墨为阴极,电解稀硫酸,可实现反应,A项正确;
B.用惰性电极电解MgCl2溶液,发生反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2,B项错误;
C.电解精炼铜时,阳极先是较活泼的杂质(锌、铁等)失电子,而后是铜失电子,同时不活泼金属等掉下形成阳极泥;阴极始终是铜离子得电子被还原。阳极减少的质量和阴极增加的质量通常不会相等,C项错误;
D.强酸条件下为析氢腐蚀;弱酸或中性条件下,为吸氧腐蚀,D项错误;
答案选A。
17.C
【分析】根据图中信息可知,装置为原电池,铁片为负极,碳棒为正极,据此分析解题。
【详解】A.铁片作负极,被腐蚀,A正确;
B.将海水换成蒸馏水不含电解质,铁片腐蚀速率减慢,B正确;
C.海水为中性,碳棒上发生吸氧腐蚀,电极反应为,C错误;
D.将碳棒换成锌片,铁片不易被腐蚀,锌片比铁活泼,锌片做负极,D正确;
答案选C。
18.A
【详解】A.硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,不属于原电池,故A错误;
B.锂元素的相对分子质量小,所以锂电池比能量大,应用于新能源汽车,使汽车续航能力得以提高,故B正确;
C.氢燃料电池是化学能转化为电能的原电池,与传统客车相比,氢燃料电池客车的能量转化效率高,故C正确;
D.支撑海港码头基础的钢管桩与直流电源的负极相连做阴极被保护,防止钢管桩被保护的方法为外加电流法,故D正确;
故选A。
19.D
【详解】A.石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使酸性KMnO4溶液褪色,说明产生的气体中含有碳碳不饱和键,但不一定是乙烯,故A错误;
B.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测NaClO溶液的pH,故B错误;
C.将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液,SO3和Ba(HSO3)2溶液反应放出SO2气体,品红溶液褪色,不能说明Ag2SO4分解产生SO2气体,故C错误;
D.Fe电极附近的溶液滴入,无明显变化,证明溶液中不含Fe2+,说明采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀,故D正确;
选D。
20.C
【分析】外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,被保护金属与电源的负极相连作为阴极,电子从电源负极流出,给被保护的金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,让被保护金属结构电位低于周围环境,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,减弱腐蚀的发生,阳极若是惰性电极,则是电解质溶液中的离子在阳极失电子,据此解答。
【详解】根据题干信息及分析可知,
A. 被保护的钢管桩应作为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,钢制管桩应与电源的负极相连,故A正确;
B. 通电后,惰性高硅铸铁作阳极,海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应,电子经导线流向电源正极,再从电源负极流出经导线流向钢管桩,故B正确;
C. 高硅铸铁为惰性辅助阳极,可减弱腐蚀的发生,但不能使电极反应完全消失,故C错误;
D. 在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境,则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,故D正确;
故选C。
21.D
【详解】纳米Cu相对于块状铜来说,只是状态改变,但化学性质不变,其不能与盐酸反应生成氢气。
22.B
【详解】A.铁和锌形成原电池,锌作为负极,锌被腐蚀,铁作正极被保护,A正确;
B.将换成,铁作为负极,被腐蚀,B错误;
C.铁不发生反应,向试管中加入溶液,无明显现象,C正确;
D.酸性溶液中,正极反应式为,D正确;
故选B。
23.D
【详解】A.运输原油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀,与原电池原理无关,故A不选;
B.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层,是铝在空气中的氧化反应,与原电池原理无关,故B不选;
C.红热的铁丝与冷水接触,表面形蓝黑色保护层,是铁表面形成氧化膜保护层,与原电池原理无关,故C不选;
D.锌与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液可使反应加快,锌置换出硫酸铜中的铜,形成锌铜原电池,与原电池原理有关,故D可选;
故选D。
24.A
【详解】A.在铁制品上镀铜时,铜为阳极,发生反应,铁制品为阴极,发生反应,铜盐为电镀液,A错误;
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处形成铁锡电池,铁为负极,易生锈,B正确;
C.生铁中含有碳,在潮湿的空气中形成原电池,易腐蚀,C正确;
D.铅酸蓄电池充电时发生反应:,溶液的酸性增强,D正确;
故选A。
25.A
【详解】A.开关K置于N处,构成外加电源的阴极保护法,铁受到保护,可以减缓铁的腐蚀,A正确;
B.开关K置于M处,构成原电池,活泼金属铁是负极,电子从铁棒经开关K流向碳捧,B错误;
C.开关K置于M处,构成原电池,铁为负极,则铁电极的电极反应式为Fe-2e =Fe2+,C错误;
D.开关K置于N处,铁为阴极,发生得电子还原反应,D错误;
答案选A。
26.同一金属在相同电解质溶液中,腐蚀快慢如下:
【详解】电解池的阳极、原电池的负极均发生氧化反应,会加速金属的腐蚀;电解池的阴极、原电池的正极均发生还原反应,会减慢金属的腐蚀;故同一金属在相同电解质溶液中,腐蚀快慢如下: 。
27. 2FeCl3+Fe=3FeCl2 BD 铜 Cu2++2e-=Cu 0.08 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(其他合理答案也可)
【详解】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3,与盐酸反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,该反应属于化合反应;
(2) A.Fe是金属,比石墨活泼,作为原电池的负极,被腐蚀,A不符合题意;
B.Zn比Fe活泼,作为原电池的负极,被腐蚀,可以保护Fe棒,B符合题意;
C.Fe棒浸入水中,水中溶解的氧气会使Fe发生吸氧腐蚀,C不符合题意;
D.Fe棒作为电解池的阴极,属于外加电源的阴极保护法,可以保护Fe棒,D符合题意;
故选BD;
(3)①电镀池中,铁上镀铜,待镀金属为铁,做阴极,镀层铜做阳极,故A极的材料为Cu;
②根据电极反应:阳极Cu-2e-=Cu2+,阴极Cu2++2e-=Cu,可知阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等,两极相差5.12g时,两极的质量变化均为2.56 g,转移电子的物质的量为×2=0.08 mol;
③根据金属活动性:Zn>Fe>Cu,铁比铜活泼,镀铜铁的镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀,而镀锌铁的镀层破坏后,Zn为原电池的负极,被腐蚀,正极的Fe不会被腐蚀;
28.(1) 正 出现红色
(2) 出现蓝色 铁钉作负极,发生氧化反应得到,与反应生成蓝色沉淀 出现红色
(3)锌皮和铁钉接触不够紧密
【分析】形成原电池时,需要有两个活动性不同的电极。Zn与Fe可在电解质中形成原电池,Zn、Fe与Cu也能在电解质溶液中分别形成原电池。图1中,Fe、Zn、水膜可形成原电池,Zn发生吸氧腐蚀;图2中,由于Zn与Fe未接触,所以Fe、Cu、水膜可形成原电池,发生吸氧腐蚀。
【详解】(1)图1中,由于Zn的金属活动性大于Fe,所以Zn作负极,裸露的铁钉作正极,该电极上,O2得电子产物与水作用生成OH-,电极反应式为,生成的OH-使酚酞变红色,则其附近可观察到的颜色变化为出现红色。
(2)图2中,由于铁钉与锌未接触,所以铁钉作负极,铜作正极,裸露的铁钉发生反应:Fe-2e-=Fe2+,Fe2+与作用生成蓝色沉淀,看到的颜色变化为出现蓝色,出现该颜色的原因:铁钉作负极,发生氧化反应得到,与反应生成蓝色沉淀;在铜丝上,,则靠近铜丝一端可观察到的颜色变化为出现红色。
(3)另一个同学也进行了上述实验操作,在图1装置中没有看到上述实验现象,则表明锌皮、铁钉、水膜没有形成原电池,其原因可能是:锌皮和铁钉接触不够紧密。
【点睛】形成原电池时,必须形成闭合回路。