（北京專用）2022年高考化學一輪復習 第20講 金屬的腐蝕及防護作業(yè)

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1、（北京專用）2022年高考化學一輪復習 第20講 金屬的腐蝕及防護作業(yè) 1.(2017北京豐臺二模,6)鐵鍋表面覆蓋有下列物質時,銹蝕速率最快的是(　　) A.水　　 B.食鹽水　　 C.食用油　　 D.酒精 2.鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學腐蝕時,正極發(fā)生的主要反應是　(　　) A.Fe-2e- Fe2+ B.2H2O+O2+4e- 4OH- C.4OH--4e- 2H2O+O2↑ D.2H++2e- H2↑ 3.(2017北京房山二模,9)研究金屬橋墩腐蝕及防護是跨海建橋的重要課題。下列有關判斷中正確的是(　　) A.用裝置①模擬研究時未見a上有氣泡,說明鐵沒有被腐

2、蝕 B.②中橋墩與外加電源正極連接能確保橋墩不被腐蝕 C.③中采用了犧牲陽極的陰極保護法保護橋墩 D.①②③中海水均是實現化學能與電能相互轉化的電解質 4.(2017北京懷柔零模,10)一定條件下,某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關系如下表: pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蝕 快慢 較快 慢 較快 主要 產物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 Fe 下列說法正確的是(　　) A.隨pH的升高,含碳鋼腐蝕速率逐漸加快 B.pH<4,發(fā)生析氫腐蝕 C.pH為14,其負極反應為2H2O+Fe-3e-Fe+4H+ D.pH為7時,負

3、極反應為Fe-3e-Fe3+,生成的Fe3+被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3 5.下列關于金屬腐蝕與防護的說法不正確的是(　　) 圖①　　　　　　　圖②　　　　　　　　　　圖③　　 A.圖①,放置于干燥空氣中的鐵釘不會生銹 B.圖②,若斷開電源,鋼閘門將發(fā)生吸氧腐蝕 C.圖②,若將鋼閘門與電源的正極相連,可防止鋼閘門腐蝕 D.圖③,若金屬M比Fe活潑,可防止輸水管腐蝕 6.以NaCl為主要成分的融雪劑會腐蝕橋梁、鐵軌等鋼鐵設備。某研究小組探究NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響。 (1)將濾紙用3.5%的NaCl溶液潤濕,涂上鐵粉、碳粉的混合物,貼在表面皿上。在濾紙上加幾滴檢驗試劑,

4、再緩慢加入NaCl溶液至沒過濾紙,操作如下所示: ①實驗Ⅰ的現象說明,得電子的物質是　　　　。? ②碳粉的作用是　 。? ③為了說明NaCl的作用,需要補充的對照實驗是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)向圖示裝置的燒杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液,閉合K,指針未發(fā)生偏轉。加熱燒杯a,指針向右偏轉。 ①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出現藍色沉淀,b中無變化,b中鐵片作　　　　　極。? ②加熱后,指針發(fā)生偏轉的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)用圖示裝置探究不同濃度NaCl溶液對鋼

5、鐵腐蝕的影響,向燒杯a、b中各加入30 mL不同質量分數的NaCl溶液,實驗記錄如下表所示。 實驗 a b 指針偏轉方向 Ⅰ 0.1% 0.01% 向右 Ⅱ 0.1% 3.5% 向左 Ⅲ 3.5% 飽和溶液 向右 ①Ⅱ中,b中電極上發(fā)生的電極反應式是　　　　　　　　　　　。? ②Ⅲ中,鐵在飽和NaCl溶液中不易被腐蝕。 查閱資料可知:在飽和NaCl溶液中O2濃度較低,鋼鐵不易被腐蝕。 設計實驗證明:?? 　。? (4)根據上述實驗,對鋼鐵腐蝕有影響的因素是　　　　　　　　　　　　　　　　　。? B組　提升題組 7.(2017北

6、京西城一模,10)生鐵在pH=2和pH=4的鹽酸中發(fā)生腐蝕。在密閉容器中,用壓強傳感器記錄該過程的壓強變化,如下圖所示。下列說法中,不正確的是(　　) A.兩容器中負極反應均為Fe-2e- Fe2+ B.曲線a記錄的是pH=2的鹽酸中壓強的變化 C.曲線b記錄的容器中正極反應是O2+4e-+2H2O 4OH- D.在弱酸性溶液中,生鐵能發(fā)生吸氧腐蝕 8.(2017北京海淀期末,10)某同學進行下列實驗: 操作 現象 取一塊打磨過的生鐵片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水 放置一段時間后,生鐵片上出現如下圖所示“斑痕”。其邊緣處為紅色,中心區(qū)域為藍色

7、,在兩色環(huán)交界處出現鐵銹 下列說法不合理的是(　　) A.生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕 B.中心區(qū):Fe-2e- Fe2+ C.邊緣處:O2+2H2O+4e- 4OH- D.交界處:4Fe2++O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+ 9.某同學做如下實驗: 裝 置 圖1 圖2 現象 電流計指針未發(fā)生偏轉 電流計指針發(fā)生偏轉 下列說法正確的是(　　) A.“電流計指針未發(fā)生偏轉”,說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕 B.用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液,可判斷電池的正、負極 C.鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質溶液濃度相同,二者的腐蝕速率相等 D.鐵片

8、Ⅳ的電極反應式為Fe-3e- Fe3+ 10.某小組同學利用原電池裝置探究物質的性質。 資料顯示:原電池裝置中,負極反應物的還原性越強, 或正極反應物的氧化性越強,原電池的電壓越大。 (1)同學們利用下表中裝置進行實驗并記錄。 裝置 編號 電極A 溶液B 操作及現象 Ⅰ Fe pH=2的H2SO4溶液 連接裝置后,石墨表面產生無色氣泡;電壓表指針偏轉 Ⅱ Cu pH=2的H2SO4溶液 連接裝置后,石墨表面無明顯現象;電壓表指針偏轉,記錄讀數為a ①同學們認為實驗Ⅰ中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕,其正極的電極反應式是　 。? ②針對實驗Ⅱ的現象,甲同學認

9、為不可能發(fā)生析氫腐蝕,其判斷依據是　　　　　　　　　　　　　　　;乙同學認為實驗Ⅱ中應發(fā)生吸氧腐蝕,其正極的電極反應式是　 。? (2)同學們仍用上述裝置并用Cu和石墨為電極繼續(xù)實驗,探究實驗Ⅱ中電壓表指針發(fā)生偏轉的原因及影響O2氧化性的因素。 編號 溶液B 操作及現象 Ⅲ 經煮沸的pH=2的H2SO4溶液 溶液表面用煤油覆蓋,連接裝置后,電壓表指針微微偏轉,記錄讀數為b Ⅳ pH=2的H2SO4溶液 在石墨一側緩慢通入O2并連接裝置,電壓表指針偏轉,記錄讀數為c;取出電極,向溶液中加入數滴濃Na2SO4溶液混合后,插入電極,保持通入O2,電壓表讀數為c Ⅴ

10、pH=12的NaOH溶液 在石墨一側緩慢通入O2并連接裝置,電壓表指針偏轉,記錄讀數為d ①丙同學比較實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的電壓表讀數為c>a>b,請解釋原因:　 。? ②丁同學對Ⅳ、Ⅴ進行比較,其目的是探究　　　　對O2氧化性的影響。? ③實驗Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? ④為達到丁同學的實驗目的,經討論,同學們認為應改用如圖裝置對Ⅳ、Ⅴ重復進行實驗,其設計意圖是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;重復實驗時,記錄電壓表讀數依次為c'、d'且c'>d',由此得出的結論是　　　　　　　　　　　　　　　　

11、　　。? 答案精解精析 A組　基礎題組 1.B　食用油為非電解質溶液,酒精為非電解質,水是弱電解質,食鹽水是強電解質溶液,所以銹蝕速率最快的是食鹽水。 2.B　鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕,負極反應為Fe-2e- Fe2+,正極反應為2H2O+O2+4e- 4OH-。 3.C　A項,裝置①中a極上氧氣得電子生成OH-,b極上鐵失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2+,鐵被腐蝕;B項,橋墩與電源正極相連作陽極,失電子發(fā)生氧化反應,被腐蝕;C項,鋅比鐵活潑,故鋅失電子,所以③中采用了犧牲陽極的陰極保護法保護橋墩;D項,海水是混合物,不是電解質。 4.B　A項,由表中信息可知,隨pH的升

12、高,含碳鋼腐蝕速率先減慢后加快;B項,當pH<4時,含碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕;C項,在pH=14的溶液中,含碳鋼發(fā)生吸氧腐蝕,負極反應為4OH-+Fe-3e-Fe+2H2O;D項,pH為7時,負極反應為Fe-2e-Fe2+,生成的Fe2+被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3。 5.C　A項,鐵生銹的條件是與水和空氣(或氧氣)接觸;B項,鋼閘門在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕;C項,鋼閘門與電源正極相連時作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應而被腐蝕;D項,若M比Fe活潑 ,則鋼鐵作正極,可防止鋼鐵輸水管腐蝕。 6.答案　(1)①O2 ②與鐵組成原電池,作原電池的正極 ③用水代替NaCl溶液進行實驗 (2)①正

13、 ②溫度升高,Fe的還原性增強,反應速率加快 (3)①Fe-2e- Fe2+ ②另取兩個燒杯,分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液,再分別滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后往其中一個燒杯中通入O2,觀察現象 (4)溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度 解析　(1)依據題意知,鐵粉、碳粉、NaCl溶液構成原電池,鐵粉作負極發(fā)生吸氧腐蝕,碳粉作正極。滴加酚酞后溶液變紅說明產生了OH-,即正極上O2得到電子。為了說明NaCl的作用,可用水代替NaCl溶液進行實驗。 (2)①滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出現藍色沉淀,說明a中產生了Fe2+,則a中鐵片作負極,b中鐵片作

14、正極; ②加熱后,溫度升高,Fe的還原性增強,反應速率加快,故電流計指針發(fā)生偏轉。 (3)①實驗Ⅱ中,b中鐵片作負極,電極反應式為Fe-2e- Fe2+; ②另取兩個燒杯,分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液,再分別滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后往其中一個燒杯中通入O2,若通入O2的燒杯中,鐵片腐蝕較嚴重,則可證明在飽和NaCl溶液中O2濃度較低,鋼鐵不易被腐蝕。 (4)根據實驗可知,對鋼鐵腐蝕有影響的因素是溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度。 B組　提升題組 7.C　A項,生鐵發(fā)生腐蝕時,無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕,負極反應均為Fe-2e- Fe2+;B項,觀

15、察圖像知,曲線a隨著時間增加,壓強增大,說明有氣體生成,即發(fā)生了析氫腐蝕,所以曲線a記錄的是pH=2的鹽酸中壓強的變化;C項,曲線b的壓強隨時間增加而減小,說明發(fā)生了吸氧腐蝕,由于pH=4的鹽酸呈酸性,所以正極反應是O2+4e-+4H+ 2H2O;D項,根據曲線b的變化趨勢可知生鐵在弱酸性溶液中能發(fā)生吸氧腐蝕。 8.D　生鐵片邊緣處為紅色,說明生成了OH-,即O2+4e-+2H2O 4OH-,生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕,A、C項正確;中心區(qū)域為藍色,說明生成了Fe2+,即Fe-2e- Fe2+,B項正確;在兩色環(huán)交界處出現鐵銹是因為生成的氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成了氫氧化鐵,氫氧化鐵失水生成鐵銹,D項

16、錯誤。 9.B　A項,發(fā)生的是化學腐蝕,且腐蝕速率相等;B項,負極上Fe失電子生成Fe2+,Fe2+與K3[Fe(CN)6]作用會產生藍色沉淀,因此可以用K3[Fe(CN)6]溶液判斷電池的正、負極;C項,鐵片Ⅲ為原電池的負極,腐蝕速率大于鐵片Ⅰ;D項,鐵片Ⅳ的電極反應式為O2+4e-+2H2O 4OH-。 10.答案　(1)①2H++2e- H2↑ ②金屬活動性順序中,Cu在H后,因此不能發(fā)生置換 O2+4e-+4H+ 2H2O (2)①O2濃度越大,氧化性越強,電壓越大 ②溶液的酸堿性 ③排除溶液中的S可能對實驗造成的干擾 ④排除“Cu在酸堿性不同的溶液中,其還原性不同”對實驗結果的影響　溶液酸性越強,O2的氧化性越強 解析　(2)①對比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可知,變量為O2的濃度,由c>a>b可知O2濃度越大,電壓越大,說明O2的氧化性也越強。 ②Ⅳ、Ⅴ中電解質溶液的酸堿性不同,因此是探究酸堿性對O2氧化性的影響。 ③加入Na2SO4后,電壓表讀數不變,說明S對O2的氧化性無影響。 ④采用該裝置可以使Cu所處的電解質溶液的酸堿性相同,防止對實驗結果產生影響。c'>d'說明酸性條件下,O2的氧化性強。