（北京專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 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(xué)一輪復(fù)習(xí) 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(zhì)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(xué)腐蝕時,正極發(fā)生的主要反應(yīng)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(guān)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(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的電解質(zhì) 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(guān)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(chǎn)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(fù)極反應(yīng)為2H2O+Fe-3e-Fe+4H+ D.pH為7時,負(fù)

3、極反應(yīng)為Fe-3e-Fe3+,生成的Fe3+被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3 5.下列關(guān)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(shè)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(xiàn)象說明,得電子的物質(zhì)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(zhuǎn)。加熱燒杯a,指針向右偏轉(zhuǎn)。 ①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出現(xiàn)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(zhuǎn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaCl溶液,實驗記錄如下表所示。 實驗 a b 指針偏轉(zhuǎn)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(yīng)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(shè)計實驗證明:?? 　。? (4)根據(jù)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(fù)極反應(yīng)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(yīng)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(xué)進行下列實驗: 操作 現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xué)做如下實驗: 裝 置 圖1 圖2 現(xiàn)象 電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 下列說法正確的是(　　) A.“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”,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(fù)極 C.鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質(zhì)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(yīng)式為Fe-3e- Fe3+ 10.某小組同學(xué)利用原電池裝置探究物質(zhì)的性質(zhì)。 資料顯示:原電池裝置中,負(fù)極反應(yīng)物的還原性越強, 或正極反應(yīng)物的氧化性越強,原電池的電壓越大。 (1)同學(xué)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(xiàn)象 Ⅰ Fe pH=2的H2SO4溶液 連接裝置后,石墨表面產(chǎn)生無色氣泡;電壓表指針偏轉(zhuǎn) Ⅱ Cu pH=2的H2SO4溶液 連接裝置后,石墨表面無明顯現(xiàn)象;電壓表指針偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為a ①同學(xué)們認(rèn)為實驗Ⅰ中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕,其正極的電極反應(yīng)式是　 。? ②針對實驗Ⅱ的現(xiàn)象,甲同學(xué)認(rèn)

9、為不可能發(fā)生析氫腐蝕,其判斷依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　;乙同學(xué)認(rèn)為實驗Ⅱ中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕,其正極的電極反應(yīng)式是　 。? (2)同學(xué)們?nèi)杂蒙鲜鲅b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(zhuǎn)的原因及影響O2氧化性的因素。 編號 溶液B 操作及現(xiàn)象 Ⅲ 經(jīng)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(zhuǎn),記錄讀數(shù)為b Ⅳ pH=2的H2SO4溶液 在石墨一側(cè)緩慢通入O2并連接裝置,電壓表指針偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為c;取出電極,向溶液中加入數(shù)滴濃Na2SO4溶液混合后,插入電極,保持通入O2,電壓表讀數(shù)為c Ⅴ

10、pH=12的NaOH溶液 在石墨一側(cè)緩慢通入O2并連接裝置,電壓表指針偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為d ①丙同學(xué)比較實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的電壓表讀數(shù)為c>a>b,請解釋原因:　 。? ②丁同學(xué)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(xué)的實驗?zāi)康?經(jīng)討論,同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用如圖裝置對Ⅳ、Ⅴ重復(fù)進行實驗,其設(shè)計意圖是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;重復(fù)實驗時,記錄電壓表讀數(shù)依次為c'、d'且c'>d',由此得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　　

11、　　。? 答案精解精析 A組　基礎(chǔ)題組 1.B　食用油為非電解質(zhì)溶液,酒精為非電解質(zhì),水是弱電解質(zhì),食鹽水是強電解質(zhì)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(fù)極反應(yīng)為Fe-2e- Fe2+,正極反應(yīng)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(yīng)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(yīng),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(zhì)。 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(dāng)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(fù)極反應(yīng)為4OH-+Fe-3e-Fe+2H2O;D項,pH為7時,負(fù)極反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(xiàn)象 (4)溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度 解析　(1)依據(jù)題意知,鐵粉、碳粉、NaCl溶液構(gòu)成原電池,鐵粉作負(fù)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(chǎn)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(xiàn)藍色沉淀,說明a中產(chǎn)生了Fe2+,則a中鐵片作負(fù)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(yīng)速率加快,故電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 (3)①實驗Ⅱ中,b中鐵片作負(fù)極,電極反應(yīng)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(yán)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(jù)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(fù)極反應(yīng)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(yīng)是O2+4e-+4H+ 2H2O;D項,根據(jù)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(xiàn)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(xué)腐蝕,且腐蝕速率相等;B項,負(fù)極上Fe失電子生成Fe2+,Fe2+與K3[Fe(CN)6]作用會產(chǎn)生藍色沉淀,因此可以用K3[Fe(CN)6]溶液判斷電池的正、負(fù)極;C項,鐵片Ⅲ為原電池的負(fù)極,腐蝕速率大于鐵片Ⅰ;D項,鐵片Ⅳ的電極反應(yīng)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(jié)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(zhì)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(shù)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(zhì)溶液的酸堿性相同,防止對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。c'>d'說明酸性條件下,O2的氧化性強。