2025人教版高中化学选择性必修1同步练习题--第三节 金属的腐蚀与防护（含答案）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中化学选择性必修1同步练习题--第三节 金属的腐蚀与防护（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 561.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-04 10:04:40 | ||
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文档简介
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2025人教版高中化学选择性必修1
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
基础过关练
题组一 金属的腐蚀
1.(2024湖南长沙实验中学月考)如图是家庭燃气灶的部件图,下列说法正确的是 ( )
A.炉头容易生锈,主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料,不易锈蚀是因为铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成,电木起到了防止金属腐蚀的作用
2.(2024北京海淀期中)用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验,一段时间后,试管发热,导管口有气泡产生。下列说法正确的是 ( )
A.铁发生的电极反应为Fe-3e- Fe3+
B.铁腐蚀过程中,部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡,证明铁发生了析氢腐蚀
题组二 金属腐蚀的快慢比较
3.(2023陕西西安关山中学质量检测)在下列各种情况下,钢铁腐蚀速率最慢的是 ( )
A.潮湿疏松透气的土壤中
B.在含铁元素较多的酸性土壤中
C.在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中
D.在干燥致密不透气的土壤中
4.(教材习题改编)下列各装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置相同时间,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是 ( )
① ② ③ ④
A.③①④② B.①②④③
C.②①④③ D.②①③④
题组三 金属的防护
5.(2024山东师范大学附中月考)研究金属腐蚀及防护的装置如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.图1:溶液变红
B.若图2中电极d为铜棒,海水换成稀硫酸,则铜棒上有H2生成
C.图2:若电极d为锌,则铁不易被腐蚀
D.图1:a点产生的铁锈比b点少
6.(2024四川雅安期末)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,开关K应置于N处
B.若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为外加电流法
C.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于M处,该电化学防护法称为牺牲阳极法
D.若X为锌,开关K置于N处,对铁不能起到保护作用
能力提升练
题组 与金属的腐蚀与防护相关的实验探究
1.(教材深研拓展)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理。
相同时间后进行如下实验:
实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。
实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ是牺牲阳极法,负极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连
C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
D.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好
2.(2023山东枣庄三中月考)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是 ( )
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀,Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护,铁电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
3.(2024河北邢台一中期末)某化学小组探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验,相关数据如表所示。
实验 编号 浸泡液 pH 氧气体积分数 随时间的变化
① 1.0 mol/L NH4Cl溶液 6
② 0.5 mol/L (NH4)2SO4溶液 6
③ 1.0 mol/L NaCl溶液 7
④ 0.5 mol/L Na2SO4溶液 7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成:
①Fe+H2O-e- Fe(OH)ads(吸附物)+H+;
②Fe(OH)ads(吸附物)-e- FeOH+;
③FeOH++H+ Fe2++H2O。
下列说法错误的是 ( )
A.铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e-Fe2+
B.上述实验的正极反应式均为O2+4e-+2H2O 4OH-
C.300 min内,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:弱酸性溶液<中性溶液
D.对比实验①、③可知,N的存在导致铁钉的吸氧腐蚀速率加快
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.D 4.C 5.D 6.A
1.D 燃气灶的中心部位容易生锈,主要是高温下铁发生化学腐蚀,A错误;铝的化学性质活泼,B错误;锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,发生电化学腐蚀,C错误;外层电木阻止螺钉与空气接触,保护了内层的螺钉,防止金属腐蚀,D正确。
2.B 铁发生的电极反应为Fe-2e- Fe2+,A错误;铁腐蚀过程中,试管发热,说明部分化学能转化为热能,B正确;铁粉、碳粒、氯化钠溶液构成原电池,碳粒的存在加快铁腐蚀的速率,C错误;铁腐蚀过程中,具支试管内温度升高,气体膨胀,故导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀,D错误。
易错分析 注意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+,而不是Fe3+。本题D项易判断错误,注意导管口产生气泡,可能是产生了气体,也可能是反应放热使具支试管内温度升高,气体受热膨胀。
3.D 土壤潮湿疏松,提供水和氧气,钢铁腐蚀速率加快;在含铁元素较多的酸性土壤中,钢铁发生析氢腐蚀,腐蚀速率加快;在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中,构成原电池,钢铁腐蚀速率加快;干燥致密不透气的土壤中,不易构成原电池,钢铁腐蚀速率最慢。
4.C ①中Zn作负极,能加快Zn的腐蚀;②中Zn作电解池阳极,腐蚀速率比①中快;③中Zn作电解池阴极被保护,不易被腐蚀;④中Zn发生化学腐蚀,腐蚀速率比①中慢。综上可知,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。
5.D 与食盐水接触的生铁发生吸氧腐蚀,有OH-生成,可观察到溶液变红,a点氧气含量高,所以a点产生的铁锈比b点多,A正确、D错误;若电极d为铜棒,海水换成稀硫酸,则Fe作负极,Cu作正极,在正极发生得电子的还原反应:2H++2e- H2↑,B正确;若电极d为锌,形成原电池,Zn为负极,Fe为正极,正极被保护,则铁不易被腐蚀,C正确。
6.A
若X为碳棒,开关K置于N处,金属铁作电解池的阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,A正确;若X为锌,开关K置于M处,锌作原电池的负极,铁作原电池的正极,该电化学防护法称为牺牲阳极法,B错误;若X为碳棒,开关K置于M处,铁作原电池的负极,加快了铁的腐蚀,C错误;若X为锌,开关K置于N处,锌作电解池的阳极,铁作电解池的阴极,可以减缓铁的腐蚀,D错误。
能力提升练
1.D 2.B 3.C
1.D 图Ⅰ中Fe电极是正极,Zn电极是负极,属于牺牲阳极法,由于电解质溶液呈酸性,故正极上氢离子得电子,负极是Zn失去电子,负极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+,A错误;外加电流法中要保护的金属应与外接电源的负极相连,即Fe与外接电源的负极相连,B错误;Ⅰ中会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关,C错误;对比Ⅰ、Ⅱ现象可知,两种保护法均能保护Fe,且外加电流法保护得更好,即Ⅱ保护得更好,D正确。
2.B ①区形成原电池,Fe为负极,发生吸氧腐蚀,Cu电极上没有气体生成,故A错误;②区形成电解池,Cu电极为阴极,Fe为阳极,Fe被腐蚀,故B正确;③区形成原电池,Fe为正极,电解质溶液为中性溶液,正极电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,故C错误;④区形成电解池,Fe为阳极,被氧化,故D错误。
3.C 铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e- Fe2+,A正确;在中性或弱酸性环境中发生的是吸氧腐蚀,故正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,B正确;①②浸泡液显酸性,③④浸泡液显中性,根据图像可知,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:酸性溶液>中性溶液,C错误;对比实验①、③可知,溶液中Cl-浓度相同, N的存在导致铁钉的吸氧腐蚀速率加快,D正确。
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第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
基础过关练
题组一 金属的腐蚀
1.(2024湖南长沙实验中学月考)如图是家庭燃气灶的部件图,下列说法正确的是 ( )
A.炉头容易生锈,主要是高温下铁发生电化学腐蚀
B.外壳是铝合金材料,不易锈蚀是因为铝不活泼
C.锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,铁发生化学腐蚀
D.灶脚由螺钉和外层电木(一种耐高温塑料)组成,电木起到了防止金属腐蚀的作用
2.(2024北京海淀期中)用如图装置进行铁的电化学腐蚀实验,一段时间后,试管发热,导管口有气泡产生。下列说法正确的是 ( )
A.铁发生的电极反应为Fe-3e- Fe3+
B.铁腐蚀过程中,部分化学能转化为热能
C.碳粒的存在对铁腐蚀的速率无影响
D.导管口产生气泡,证明铁发生了析氢腐蚀
题组二 金属腐蚀的快慢比较
3.(2023陕西西安关山中学质量检测)在下列各种情况下,钢铁腐蚀速率最慢的是 ( )
A.潮湿疏松透气的土壤中
B.在含铁元素较多的酸性土壤中
C.在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中
D.在干燥致密不透气的土壤中
4.(教材习题改编)下列各装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置相同时间,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是 ( )
① ② ③ ④
A.③①④② B.①②④③
C.②①④③ D.②①③④
题组三 金属的防护
5.(2024山东师范大学附中月考)研究金属腐蚀及防护的装置如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.图1:溶液变红
B.若图2中电极d为铜棒,海水换成稀硫酸,则铜棒上有H2生成
C.图2:若电极d为锌,则铁不易被腐蚀
D.图1:a点产生的铁锈比b点少
6.(2024四川雅安期末)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,开关K应置于N处
B.若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为外加电流法
C.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于M处,该电化学防护法称为牺牲阳极法
D.若X为锌,开关K置于N处,对铁不能起到保护作用
能力提升练
题组 与金属的腐蚀与防护相关的实验探究
1.(教材深研拓展)甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理。
相同时间后进行如下实验:
实验①:甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ中产生蓝色沉淀,Ⅱ中无沉淀。
实验②:乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ是牺牲阳极法,负极反应式为Fe-2e- Fe2+
B.Ⅱ为外加电流法,Fe电极与外接电源的正极相连
C.由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异,推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ
D.由实验可知,两种保护法均能保护Fe,且Ⅱ保护得更好
2.(2023山东枣庄三中月考)某同学利用如图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。对于该实验下列说法正确的是 ( )
A.①区铁电极发生吸氧腐蚀,Cu电极上有气体生成
B.②区铁电极被腐蚀
C.③区铁电极被保护,铁电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-
D.④区铁电极被保护
3.(2024河北邢台一中期末)某化学小组探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验,相关数据如表所示。
实验 编号 浸泡液 pH 氧气体积分数 随时间的变化
① 1.0 mol/L NH4Cl溶液 6
② 0.5 mol/L (NH4)2SO4溶液 6
③ 1.0 mol/L NaCl溶液 7
④ 0.5 mol/L Na2SO4溶液 7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成:
①Fe+H2O-e- Fe(OH)ads(吸附物)+H+;
②Fe(OH)ads(吸附物)-e- FeOH+;
③FeOH++H+ Fe2++H2O。
下列说法错误的是 ( )
A.铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e-Fe2+
B.上述实验的正极反应式均为O2+4e-+2H2O 4OH-
C.300 min内,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:弱酸性溶液<中性溶液
D.对比实验①、③可知,N的存在导致铁钉的吸氧腐蚀速率加快
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.D 4.C 5.D 6.A
1.D 燃气灶的中心部位容易生锈,主要是高温下铁发生化学腐蚀,A错误;铝的化学性质活泼,B错误;锅支架生锈的主要原因是经常沾上盐水,发生电化学腐蚀,C错误;外层电木阻止螺钉与空气接触,保护了内层的螺钉,防止金属腐蚀,D正确。
2.B 铁发生的电极反应为Fe-2e- Fe2+,A错误;铁腐蚀过程中,试管发热,说明部分化学能转化为热能,B正确;铁粉、碳粒、氯化钠溶液构成原电池,碳粒的存在加快铁腐蚀的速率,C错误;铁腐蚀过程中,具支试管内温度升高,气体膨胀,故导管口产生气泡不能证明铁发生了析氢腐蚀,D错误。
易错分析 注意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+,而不是Fe3+。本题D项易判断错误,注意导管口产生气泡,可能是产生了气体,也可能是反应放热使具支试管内温度升高,气体受热膨胀。
3.D 土壤潮湿疏松,提供水和氧气,钢铁腐蚀速率加快;在含铁元素较多的酸性土壤中,钢铁发生析氢腐蚀,腐蚀速率加快;在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中,构成原电池,钢铁腐蚀速率加快;干燥致密不透气的土壤中,不易构成原电池,钢铁腐蚀速率最慢。
4.C ①中Zn作负极,能加快Zn的腐蚀;②中Zn作电解池阳极,腐蚀速率比①中快;③中Zn作电解池阴极被保护,不易被腐蚀;④中Zn发生化学腐蚀,腐蚀速率比①中慢。综上可知,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。
5.D 与食盐水接触的生铁发生吸氧腐蚀,有OH-生成,可观察到溶液变红,a点氧气含量高,所以a点产生的铁锈比b点多,A正确、D错误;若电极d为铜棒,海水换成稀硫酸,则Fe作负极,Cu作正极,在正极发生得电子的还原反应:2H++2e- H2↑,B正确;若电极d为锌,形成原电池,Zn为负极,Fe为正极,正极被保护,则铁不易被腐蚀,C正确。
6.A
若X为碳棒,开关K置于N处,金属铁作电解池的阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,A正确;若X为锌,开关K置于M处,锌作原电池的负极,铁作原电池的正极,该电化学防护法称为牺牲阳极法,B错误;若X为碳棒,开关K置于M处,铁作原电池的负极,加快了铁的腐蚀,C错误;若X为锌,开关K置于N处,锌作电解池的阳极,铁作电解池的阴极,可以减缓铁的腐蚀,D错误。
能力提升练
1.D 2.B 3.C
1.D 图Ⅰ中Fe电极是正极,Zn电极是负极,属于牺牲阳极法,由于电解质溶液呈酸性,故正极上氢离子得电子,负极是Zn失去电子,负极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+,A错误;外加电流法中要保护的金属应与外接电源的负极相连,即Fe与外接电源的负极相连,B错误;Ⅰ中会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+,与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关,C错误;对比Ⅰ、Ⅱ现象可知,两种保护法均能保护Fe,且外加电流法保护得更好,即Ⅱ保护得更好,D正确。
2.B ①区形成原电池,Fe为负极,发生吸氧腐蚀,Cu电极上没有气体生成,故A错误;②区形成电解池,Cu电极为阴极,Fe为阳极,Fe被腐蚀,故B正确;③区形成原电池,Fe为正极,电解质溶液为中性溶液,正极电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,故C错误;④区形成电解池,Fe为阳极,被氧化,故D错误。
3.C 铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe-2e- Fe2+,A正确;在中性或弱酸性环境中发生的是吸氧腐蚀,故正极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,B正确;①②浸泡液显酸性,③④浸泡液显中性,根据图像可知,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:酸性溶液>中性溶液,C错误;对比实验①、③可知,溶液中Cl-浓度相同, N的存在导致铁钉的吸氧腐蚀速率加快,D正确。
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