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高二化学金属的腐蚀与保护考试题

2012-04-08  fsht

高二化学金属的腐蚀与保护考试题 

 

(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2011?扬州高二质检)关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是( )
A.正极就是阳极     B.负极就是阴极
C.阳极上发生氧化反应   D.正极上发生氧化反应
解析: 此保护法是被保护的金属做原电池的正极,在电极上发生还原反应,被消耗的金属做原电池的负极,发生氧化反应,在电池内部称为阳极。
答案: C
2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(  )
①纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 ②当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 ③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的阴极保护法 ④可将地下输油钢管与外加直接电源的正极相连以保护它不受腐蚀
A.①②③   B.①③④
C.①③   D.全部
解析: 纯银器在空气中不能形成原电池,主要发生化学腐蚀;当镀层破损时,Sn—Fe可形成原电池,Fe做负极,腐蚀速度加快,不再起到保护作用;C与Zn块形成原电池,Zn做负极(阳极),从而保护Fe正极(阴极);外加电流保护法应该与直流电源的负极相连。
答案: C
3.以下现象说明是化学腐蚀的是(  )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.铝制品擦亮后,几天后表面又变暗
解析: A项中Zn比Cu活泼,Zn易被腐蚀,而Cu被保护,铜锣不易产生铜绿说明的是电化腐蚀;B项中生铁由于易发生电化腐蚀导致比纯铁易生锈;C项发生电化腐蚀时铁作负极易被腐蚀。
答案: D
4.下列说法不正确的是(  )
A.电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁发生吸氧腐蚀时负极反应为:Fe―→Fe3++3e-
C.钢铁在干燥的环境中不易被腐蚀
D.镀锌铁比镀锡铁耐用
解析: 在干燥不透气的环境中,最不易构成原电池。
答案: C
5.(2011?余姚高二质检)缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中,如图所示,可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是(  )
 
A.镁   B.铝
C.锌   D.铜
解析: 在金属丝一边的溶液中出现粉红色,是由于铁钉发生吸氧腐蚀,则铁钉作原电池的负极:2Fe―→2Fe2++4e-;比铁不活泼的金属作正极:O2+2H2O+4e-―→4OH-,由于[OH-]增大,溶液显红色,D正确。
答案: D
6.(2011?屯溪高二质检)下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是(  )
A.镀铝塑料   B.食品罐头盒(镀锡)
C.白铁水桶(镀锌)   D.镀银铜质奖章
解析: 关键是看,镀层损坏后,暴露出的金属与镀层能否形成原电池,形成原电池金属是否是负极。A项塑料不会被腐蚀;B项Fe为原电池负极,锡为原电池的正极,加速Fe的腐蚀;C项Zn为电池的负极,铁为电池的正极,铁被保护起来;D项Cu为原电池的负极,Ag为原电池的正极,加速了铜的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失去电子,所以腐蚀最快的是B中的铁。
答案: B
7.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是(  )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A.①②   B.②③
C.①④   D.③④
解析: 镀锌铁发生析氢腐蚀时,负极:Zn―→Zn2++2e-,正极:2H++2e-―→H2↑,原电池反应为Zn+2H+===Zn2++H2↑。当有0.2 mol e-发生转移时,被腐蚀的Zn为6.5 g,生成0.2 mol H2,即2.24 L H2。
答案: B
8.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如下图所示,下列有关说法不正确的是(  )
 
A.正极的电极反应为:2H++2e-―→H2↑
B.此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
C.此过程中铜并不被腐蚀
D.此过程中电子从Fe移向Cu
解析: 该图表示吸氧腐蚀,其中铁铆钉为负极,电极反应为2Fe―→2Fe2++4e-,铜板做正极,电极反应为O2+2H2O+4e-―→4OH-,当形成Fe(OH)2后,还发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故A项错误。
答案: A
9.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如下图所示平面图),经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是(  )
 
A.Ⅰ和Ⅲ附近   B.Ⅰ和Ⅳ附近
C.Ⅱ和Ⅲ附近   D.Ⅱ和Ⅳ附近
解析: 第一个图为电解池,溶液中的H+在Zn极放电,使[OH-]增大,故Ⅰ附近变红。第二个图为原电池,溶解在溶液中的O2在Fe极放电,产生OH-,故Ⅳ附近变红。
答案: B
10.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述中不正确的是(  )
 
A.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.实验结束时,左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.实验结束时,装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
解析: 装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中,被侵蚀而释放出H2,使左侧液面下降而右侧液面上升;装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中,所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝,在这种氛围中构成了原电池,加速了铁钉的腐蚀而放出更多的H2,使左侧液面下降更多,右侧液面上升更多;装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝,但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性,使铁钉处于一种较为干燥的空气中,因而在短时间内几乎没有被侵蚀。金属发生何种腐蚀要根据环境条件来确定,在此题中若能将装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐一对比,找出铁钉所处环境的异同,便不难作出正确选择。
答案: B
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
11.(9分)解释下列说法
(1)民间有“铁焊铜、糊涂虫”的说法,即铁器损坏后不能用铜焊接:____________ _______ _______________________________________________。
(2)镀锌的铁与镀锡的铁比较,一旦镀层损坏,镀锡的铁腐蚀更快:______________________________________。
(3)实验室制取H2常用不纯的锌(含铜、铁等杂质)和稀硫酸反应:_____________________________________。
答案: (1)铁铜形成原电池后加快了铁的腐蚀速率
(2)锌铁原电池中锌为负极,铁受到保护;而锡铁原电池中铁为负极,所以更容易被腐蚀
(3)形成无数微小的原电池加快了反应速率
12.(12分)(2011?南平高二质检)钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
 
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为_______________________________________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。
A.铜   B.钠
C.锌   D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
解析: (1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失去电子,正极上O2得到电子。
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,就可由锌失去电子,锌被溶解,而铁被保护,属于牺牲阳极的保护法。
(3)属于阴极电保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
答案: (1)负极:2Fe―→2Fe2++4e-,
正极:O2+2H2O+4e-―→4OH-
(2)C (3)负
13.(14分)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如图所示:
 
(1)A中反应的离子方程式是____________________________________________
(2)B中Sn极的电极反应式为__________________________________________________ __________________,Sn极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是____________,总反应离子方程式是______________________,比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是____________________。
解析: (1)A中发生Fe与稀H2SO4间的置换反应。
(2)B中Sn为正极,H+放电生成H2:2H++2e-―→H2↑,导致Sn附近溶液中[H+]减小,pH增大。
(3)C中Zn为负极被腐蚀。
答案: (1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)2H++2e-―→H2↑ 增大
(3)Zn Zn+2H+===Zn2++H2↑ B>A>C
14.(15分)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_____________________ _______________________________________;在电化学腐蚀中,负极反应是______________________;正极反应是________________________;
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是______________________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是________________________________________(答两种方法)。
解析: 本题考查了金属腐蚀的条件,解答此类题目的关键是根据金属腐蚀的原理、分类和条件对题目进行综合分析。对比几个实验可得结论,金属腐蚀受湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液的影响。电镀、发蓝等表面覆盖层、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法等都可以保护金属。
答案: (1)3、4、5、6 2Fe―→2Fe2++4e- O2+2H2O+4e-―→4OH- 
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液
(3)在表面涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀上不易生锈的合金或牺牲阳极的阴极保护法(答出其中两种即可)  

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