2018年高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.2.2 金屬的腐蝕及防止同步配套練習(xí) 新人教版選修2.doc

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第2課時(shí)　金屬的腐蝕及防止 課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升 1美籍華裔科學(xué)家錢(qián)永健曾獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。16歲時(shí),他憑借一個(gè)金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調(diào)查項(xiàng)目,榮獲“美國(guó)西屋科學(xué)天才獎(jiǎng)”。下列敘述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過(guò)程 B.將水庫(kù)中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連,正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕 C.合金的熔點(diǎn)都高于它的成分金屬,合金的耐腐蝕性也比其成分金屬?gòu)?qiáng) D.銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng):Fe-3e-Fe3+,繼而形成鐵銹 解析：A項(xiàng),金屬腐蝕是金屬失去電子被氧化的過(guò)程,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)低,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鐵鉚釘處發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,錯(cuò)誤。 答案：B 2下列各種金屬防護(hù)的方法中:①金屬表面涂抹油漆 ②改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)?、郾３纸饘俦砻媲鍧嵏稍铩、茉诮饘俦砻孢M(jìn)行電鍍?、菔菇饘俦砻嫘纬芍旅艿难趸锉∧?能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是(　　) A.①②③ B.③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④⑤ 答案：D 3為了探究金屬腐蝕的條件和快慢,某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將一根大小相同的普通鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置內(nèi),并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時(shí)間,下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述錯(cuò)誤的是 (　　) A.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置(1)左側(cè)的液面一定會(huì)下降 B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置(1)左側(cè)的液面一定比裝置(2)的低 C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鐵釘b腐蝕最嚴(yán)重 D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鐵釘c幾乎沒(méi)有被腐蝕 解析：A中是Fe與鹽酸酸霧的一般化學(xué)腐蝕,因產(chǎn)生H2導(dǎo)致裝置(1)左側(cè)管內(nèi)壓強(qiáng)增大,故左側(cè)液面下降;裝置(2)銅—鐵—鹽酸構(gòu)成原電池,Fe作負(fù)極,被腐蝕,正極是Cu作電極,正極上H+放電產(chǎn)生H2,原電池反應(yīng)速率大于一般化學(xué)反應(yīng),Fe腐蝕快,產(chǎn)生H2多,故實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置(1)左側(cè)液面一定比裝置(2)高;裝置(3)中由于濃硫酸吸水,在干燥的空氣中鐵釘幾乎沒(méi)有被腐蝕。 答案：B 4相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是(　　) 解析：A、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕;在B中,食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金,符合原電池形成的條件,鐵是活潑金屬作負(fù)極,碳作正極;C中銅鍍層把鐵完全覆蓋,構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。 答案：C 5下列有關(guān)金屬及其合金的說(shuō)法不正確的是(　　) A.目前我國(guó)流通的硬幣是由合金材料制造的 B.生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加 C.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)正極放出氫氣 D.日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜,對(duì)內(nèi)部金屬起保護(hù)作用 解析：在生鐵、普通鋼、不銹鋼中,生鐵的含碳量最高。 答案：B 6保護(hù)埋在地下的鋼管常用如圖所示方法,使其免受腐蝕。關(guān)于此方法,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.金屬棒X的材料可能為銅 B.金屬棒X的材料可能為鈉 C.鋼管附近土壤的pH可能會(huì)上升 D.這種方法稱(chēng)為外加電流的陰極保護(hù)法 解析：由圖中看出該法為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,故X的金屬活動(dòng)性應(yīng)大于鐵的活動(dòng)性,但金屬鈉活動(dòng)性太強(qiáng),能與H2O、CO2等直接反應(yīng),故A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤;O2在鋼管處發(fā)生得電子的還原反應(yīng):O2+4e-+2H2O4OH-,C項(xiàng)正確。 答案：C 7下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是(　　) A.光亮的自行車(chē)鋼圈不易生銹 B.黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 C.銅、鋁電線(xiàn)一般不連接起來(lái)作導(dǎo)線(xiàn) D.生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹 解析：自行車(chē)鋼圈外面鍍了一層不易發(fā)生化學(xué)變化的金屬,阻止了鋼鐵與空氣的接觸,所以不易生銹,與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。 答案：A 8鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng):①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.反應(yīng)①生成2 mol Fe(OH)2與反應(yīng)②有4 mol Fe(OH)2參加反應(yīng)時(shí),二者電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B.反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水 C.與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕 D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 解析：B項(xiàng),反應(yīng)①氧化劑為O2,不包含H2O;C項(xiàng),兩種金屬形成原電池,加快鋼質(zhì)水管的腐蝕;D項(xiàng),鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 答案：A 9現(xiàn)有①汽車(chē)、②機(jī)器上的齒輪、③門(mén)把手、④鋸條、⑤鐵洗臉盆、⑥鐵柜、⑦鐵軸、⑧剪刀等常見(jiàn)的鐵制品,為防止它們生銹,通常采用下面哪一種方法(填序號(hào))。 (1)在表面刷一層油漆　　　　　。 (2)在表面涂上機(jī)油　　　　　。 (3)在表面鍍上一層其他金屬　　　　　。 (4)在表面燒制搪瓷　　　　　。 (5)使其表面形成致密的氧化膜　　　　　。 解析：(1)汽車(chē)、鐵柜等鐵制品強(qiáng)調(diào)外觀(guān),通常是在表面刷一層油漆來(lái)防止鐵生銹。 (2)機(jī)器上的齒輪、鐵軸,這些部位往往摩擦較多,且具有傳動(dòng)性能,不能使用漆來(lái)防銹,通常是在表面涂上機(jī)油來(lái)防止鐵生銹。 (3)門(mén)把手因?yàn)橐笃浔砻婷烙^(guān)光滑,且接觸手等,通常是在表面鍍上一層其他金屬來(lái)防止鐵生銹。 (4)鐵洗臉盆,由于不能夠有異味且必須經(jīng)得起溫度變化,通常是在表面燒制搪瓷來(lái)防止鐵生銹。 (5)鋸條、剪刀等鐵制品,由于使用中需要摩擦系數(shù)小,所以不宜使用刷漆的方式防銹。同時(shí)由于使用過(guò)程中來(lái)回拉動(dòng),所以抹油很快就會(huì)擦拭干凈,通常是使其表面形成致密的氧化膜來(lái)防止鐵生銹。 答案：(1)①⑥　(2)②⑦　(3)③　(4)⑤　(5)④⑧ 10市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”中的成分主要是鐵粉、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等?！盁岱蟠庇盟芰洗芊?使用時(shí)從袋中取出輕輕揉搓就會(huì)放出熱量,用完后袋內(nèi)有大量鐵銹生成,回答下列各問(wèn)題: (1)“熱敷袋”放出的熱量來(lái)自　　　　　　　　　　　　　。 (2)碳粉和氯化鈉的作用分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)寫(xiě)出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)鐵粉發(fā)生氧化反應(yīng)放出的熱量 (2)碳粉構(gòu)成原電池的正極,氯化鈉溶液起電解質(zhì)溶液作用,從而形成原電池,加速鐵的氧化 (3)負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+　正極:2H2O+O2+4e-4OH- 總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng): 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O[或2Fe(OH)3Fe2O3nH2O+(3-n)H2O] ★11如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素,某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn): 序號(hào) 內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 常溫下將鐵絲放在干燥的空氣中一個(gè)月 干燥的鐵絲表面依然光亮 2 常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一小時(shí) 鐵絲表面依然光亮 3 常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個(gè)月 鐵絲表面已變得灰暗 續(xù)表　　 序號(hào) 內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 4 將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面略顯灰暗 5 將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面已變得灰暗 6 將浸過(guò)氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面灰暗程度比實(shí)驗(yàn)5嚴(yán)重 回答以下問(wèn)題: (1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))　　　　　;在電化學(xué)腐蝕中,負(fù)極反應(yīng)是　　　　;正極反應(yīng)是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)由該實(shí)驗(yàn)可知,可以影響鐵銹蝕速率的因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)為防止鐵的銹蝕,工業(yè)上普遍采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(答兩種方法) (4)目前我國(guó)許多大型銅質(zhì)文物露天放置腐蝕嚴(yán)重,在不影響觀(guān)瞻效果的條件下,除用加保護(hù)層法保護(hù)外,請(qǐng)你再提出一項(xiàng)簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)方法并簡(jiǎn)述其保護(hù)原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析：由鐵絲所接觸的介質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(鐵絲表面變灰暗)得出發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)有3、4、5、6,負(fù)極Fe失去電子變成Fe2+被腐蝕,正極均為O2得電子結(jié)合水生成OH-,其腐蝕的實(shí)質(zhì)就是金屬單質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬陽(yáng)離子的過(guò)程;對(duì)金屬進(jìn)行防護(hù)應(yīng)從改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從覆蓋保護(hù)層、電化學(xué)原理等方面進(jìn)行分析。 答案：(1)3、4、5、6　Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)　2H2O+O2+4e-4OH- (2)濕度、溫度、O2濃度、電解質(zhì)是否存在 (3)電鍍等表面覆蓋保護(hù)膜法、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 (4)將鐵塊(或鋅塊)連接文物底座并埋入地下,定期更換;原理是:使文物成為原電池的正極 (或使銅文物用導(dǎo)線(xiàn)連接直流電源的負(fù)極,正極用導(dǎo)線(xiàn)連接埋入地下的導(dǎo)體。原理是:使文物成為電解池的陰極) ★12鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ),請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹。現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中,當(dāng)鐵銹被除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕　　　　　。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖: ①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是　　　　　(寫(xiě)元素名稱(chēng)),B電極的電極反應(yīng)式是　。 ②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱(chēng)量,二者質(zhì)量差為5.12 g,則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為　　　　　 mol。 ③鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析：(1)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物,與鹽酸反應(yīng)后生成了三價(jià)鐵離子,而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(2)B中鋅比鐵活動(dòng)性強(qiáng),為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,D為外加電流的陰極保護(hù)法。A、C均易使鐵棒腐蝕。(3)在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽(yáng)極,當(dāng)析出1 mol銅時(shí)兩電極的質(zhì)量差為64+64=128(g),轉(zhuǎn)移2 mol電子,當(dāng)質(zhì)量差為5.12 g時(shí),電路中通過(guò)的電子為0.08 mol;鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,因?yàn)殄冦~鐵的鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負(fù)極,加速鐵的腐蝕。 答案：(1)2FeCl3+Fe3FeCl2　(2)BD (3)①銅　Cu2++2e-Cu　②0.08?、坭F比銅活潑,鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負(fù)極,加速鐵的腐蝕(其他合理答案也可)