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1、 第?20?講 金屬的腐蝕及防護 A?組 基礎題組 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)生電化學腐蝕時,正極發(fā)生的主要反應是 ( ) A.Fe-2e- Fe2+ B.2H2O+O2+4e- C.4OH--4e- D.2H++2e- 4OH- 2H2O+O2↑ 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

2、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?的關系如下表: pH 腐蝕 2??????4??????6?????6.5?????8????13.5????14 較快 

3、慢??????????????較快 快慢 1 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,其負極反應為?2H2O+Fe-3e- Fe  +4H+ D.pH?為?7?時,負極反應為?Fe-3e- Fe3+,生成的?Fe3+被空氣中的氧氣氧化為?Fe2O3 ．．．

4、 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, 再緩慢加

5、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)。 2 b ①取?a、?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

6、?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?溶液對鋼鐵腐蝕的影響,向燒杯?a、b?中各加入?30?mL?不同質(zhì)量分數(shù)的 NaCl?溶液,實驗記錄如下表所示。 實驗 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a 0.1% 0.1% 3.5% b 0.01% 3.5% 飽和溶液 指針偏轉(zhuǎn)方向 向右 向左 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?N

7、aCl?溶液中?O2?濃度較低,鋼鐵不易被腐蝕。 設計實驗證明: 。 (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 D.

8、在弱酸性溶液中,生鐵能發(fā)生吸氧腐蝕  4OH- 3 8.(2017?北京海淀期末,10)某同學進行下列實驗: 操作 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  現(xiàn)象 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,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-

9、2e- Fe2+ C.邊緣處:O2+2H2O+4e- D.交界處:4Fe2++O2+10H2O 9.某同學做如下實驗: 4OH- 4Fe(OH)3+8H+ 裝 置 圖?1 電流計指針未發(fā)生偏 圖?2 現(xiàn)象 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 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.

10、鐵片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(zhì)的性質(zhì)。 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。 4 (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 Ⅰ Fe 溶液?B pH=2?的?H2SO4?溶液 操作及現(xiàn)象 連接裝置后,石墨表面產(chǎn)生無色氣泡;電壓表指針偏轉(zhuǎn) 連接裝置后,石墨表面無明顯現(xiàn)象;電壓表指針偏轉(zhuǎn), Ⅱ Cu pH=2?的?H2SO4?溶液

11、  記錄讀數(shù)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(xiàn)象,甲同學認為不可能發(fā)生析氫腐蝕,其判斷依據(jù) 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?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 Ⅲ 溶液?B 經(jīng)煮沸的?pH=2?的?H2SO4?溶液 操作及現(xiàn)象 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)

12、為?b 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) Ⅳ pH=2?的?H2SO4?溶液 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 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

13、同學的實驗目的,經(jīng)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(shù)依次為?c'、d'且?c'>d',由此得出的結論是 。 5 答案精解精析 A?組 基礎題組 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,負極反應為?Fe-2e- Fe2+,正極反應為?2H2O+O2+4e- 4OH-。 3.

14、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(zhì)。 4.B A?項,由表中信息可知,隨?pH?的升高,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

15、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 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

16、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(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?中鐵片作負極,b?中鐵片作正極; ②加熱后,溫度

17、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(zhuǎn)。 6 (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(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

18、,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(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;

19、 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(chǎn)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 (

20、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(zhì)溶液的酸堿性不同,因此是探究酸堿性對?O2?氧化性的影

21、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。 7 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,防止對實驗結果產(chǎn)生影響。c'>d'說明酸性條 件下,O2的氧化性強。 8