2019-2020年高中化学第3单元化学与材料的发展课题2金属材料第2课时作业新人教版.doc

2019-2020年高中化学第3单元化学与材料的发展课题2金属材料第2课时作业新人教版一、金属腐蚀1.(双选)下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2OM(OH)n+H2 B.金属的化学腐蚀实质是M-ne-Mn+C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀解析:金属腐蚀的实质是金属失电子,生成金属阳离子,一般金属发生电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。答案:BD2.下列说法正确的是()A.影响金属腐蚀速率的因素主要是金属本身的性质B.一般情况下,温度越低,金属腐蚀越明显C.金属发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀发生D.健身器材上面刷油漆并不能防锈解析:一般来说,金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生,金属腐蚀的速率主要由金属本身的性质决定。答案:A二、金属的电化学腐蚀3.下列关于钢铁腐蚀的叙述中正确的是()A.吸氧腐蚀时正极放出氧气B.析氢腐蚀时正极放出氢气C.化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍解析:吸氧腐蚀时正极上氧气得到电子被还原,析氢腐蚀时正极放出氢气;化学腐蚀不如电化学腐蚀速率快,析氢腐蚀不如吸氧腐蚀普遍。答案:B4.下列事实不能用电化学原理解释的是()A.铝片不需要特殊的保护方法B.炒过菜的铁锅未清洗易生锈C.轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀解析:铝在表面能生成一层氧化铝保护膜,与电化学知识无关。炒过菜的铁锅未清洗易生锈,是因为铁和内部的石墨与未清洗的菜汁形成了原电池,铁被腐蚀而生锈。轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌,是因为形成了原电池后,锌比铁活泼,作负极被腐蚀,船体被保护。镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀,是因为镀锌铁与潮湿的空气形成了原电池后,锌比铁活泼,锌被腐蚀,铁被保护。镀锡铁与潮湿的空气形成了原电池后,铁比锡活泼,铁作负极被腐蚀。答案:A5.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如右图所示)。数天后,他观察到的现象是()A.铁屑不生锈,试管内液面上升B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变C.铁屑生锈,试管内液面上升D.铁屑生锈,试管内液面高度不变解析:装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,最终Fe(OH)3失水生成铁锈,A、B错误;因反应消耗氧气,使试管内气压减小,试管内液面上升,C正确,D错误。答案:C6.下列叙述不正确的是()A.锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量的硫酸铜能加快反应速率B.镀层破损后,白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更易被腐蚀C.钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3nH2OD.钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时,完全相同的反应是负极反应解析:锌与CuSO4发生置换反应后,铜附着在锌的表面上,浸泡在稀硫酸中形成铜锌原电池,负极锌被氧化速率加快,A项正确。白铁中锌为负极、铁为正极,铁被保护;马口铁中铁为负极、锡为正极,加快铁的腐蚀,故B项错误。钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,其电极反应为:负极(Fe):Fe-2e-Fe2+,正极(C):2H2O+O2+4e-4OH-。Fe(OH)2在空气中发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,久置后2Fe(OH)3Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,所以铁锈的成分是Fe2O3nH2O,C项正确。钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时,负极反应相同,都是Fe-2e-Fe2+,但正极反应不同,分别析出氢气和吸收氧气,D项正确。答案:B三、金属防护7.下列防腐措施中,利用原电池反应使主要金属制品得到保护的是()A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成金属合金C.在地下原油管道上连接一块镁D.金属表面喷漆解析:D项是在金属表面覆盖保护层,B项是改变金属的内部组织结构,A项是将金属氧化使表面生成氧化膜;A、B、D均不能形成原电池,故只有C项正确。答案:C8.下列金属的防护方法不正确的是()A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船体D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈解析:“机械转动部位”应涂油质防锈,油质既能防水又能防止气体对金属的腐蚀,还能使转动部位灵活。答案:B四、金属腐蚀快慢比较9.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A.B.C.D.解析:是Fe为负极,杂质C为正极的原电池腐蚀,是钢铁的吸氧腐蚀,腐蚀较慢。其电极反应式为:负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:2H2O+O2+4e-4OH-。实质均为原电池装置。中Fe为正极,被保护;中Fe为负极,均被腐蚀。但Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀得较快,;是Fe作阳极,加快了Fe的腐蚀;是Fe作阴极,防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知:铁被腐蚀由快到慢的顺序为。答案:C(建议用时:30分钟)1.下列金属制品最易被腐蚀的是()A.铁锅B.铝壶C.不锈钢的菜刀D.镀铬的自行车钢圈解析:铁锅在使用时比较容易与水、空气接触而发生电化学腐蚀;铝表面易形成氧化膜保护内部金属不被腐蚀;不锈钢的菜刀由于改变了金属的内部结构增强了抗腐蚀性;镀铬的自行车钢圈阻止内部金属与外界接触,增强了抗腐蚀性能。答案:A2.铁钉和石墨棒用导线连接后,浸入到0.01 molL-1的NaCl溶液中,可能发生的是()石墨棒上有氢气析出石墨棒附近产生OH-石墨棒上有氧气析出铁钉被氧化A.B.C.D.解析:在此情境下,Fe发生吸氧腐蚀,Fe作负极:Fe-2e-Fe2+,被氧化,石墨棒作正极:O2+2H2O+4e-4OH-。答案:D3.下列叙述中不正确的是()A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉焊接铁板,铁板易被腐蚀D.原电池外电路中电子由负极流入正极解析:金属腐蚀以电化学腐蚀为主,在潮湿环境中腐蚀快,铝比铁活泼,铝钉铆在铁板上,铝失电子,铁被保护。原电池外电路中电子由负极流入正极。答案:C4.下列各种金属防护的方法中:金属表面涂抹油;改变金属内部结构;保持金属表面清洁干燥;在金属表面进行电镀;使金属表面形成致密的氧化物薄膜,其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()A.B.C.D.答案:D5.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极反应为()A.Fe-2e-Fe2+B.2H+2e-H2C.2H2O+O2+4e-4OH-D.Fe-3e-Fe3+解析:钢铁中含有多种杂质,在考虑钢铁的电化学腐蚀时,为了简化问题,主要讨论碳杂质问题,也就是以Fe为负极,C为正极的原电池反应。在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀,原电池的正极为C,发生的是还原反应,即得电子反应,故A、D两项应排除,在B、C两项中,B项是析氢腐蚀的电极反应,所以C项符合题意。答案:C6.下图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是()A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe+6HNO3(稀)Fe(NO3)3+3NO2+3H2OC.Cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强D.随着Cr含量增加,稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱解析:A项,由图示可知当Cr含量小于13%时,稀硝酸对合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸强,当Cr含量大于13%,稀硝酸对合金的腐蚀性较弱。B项,稀硝酸与金属反应时,其还原产物应是NO。C项,Cr含量大于13%时,硫酸对合金的腐蚀性最强,由于溶液密度没有给出,硫酸中氢离子浓度不一定最大。D项,由图示可知,随着Cr含量增加,稀硝酸对合金的腐蚀性减弱。答案:D7.钢铁“发蓝”是在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130 反应。其过程可以用如下化学方程式表示:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3;6Na2FeO2+NaNO2+5H2O3Na2Fe2O4+NH3+7NaOH;Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH。下列说法正确的是()A.该生产过程不会产生污染B.反应中的还原剂均为NaNO2C.反应均是氧化还原反应D.四氧化三铁具有抗腐蚀作用解析:上述生产中涉及有毒物质NaNO2,且也生成造成大气污染(NH3)和水污染(NaOH)的副产物,故A项不正确;在两个反应中NaNO2均被还原为NH3,NaNO2作氧化剂,故B项错误;反应不是氧化还原反应,故C项不正确;钢铁表面形成Fe3O4薄膜,就是利用了Fe3O4的抗腐蚀性,起保护作用,故D项正确。答案:D8.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析:A项,插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触,易发生吸氧腐蚀;B项,开关由M改置于N时,Zn作负极,Cu-Zn合金作正极,合金受到保护;C项,接通开关形成原电池,Zn作负极,Zn的腐蚀速率增大,但气体是在Pt电极上生成;D项,Zn-MnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。答案:B9.我们已经知道,铁在潮湿空气中易生锈,试设计一组实验(也可用图示)来证明铁的生锈既不单纯是水的作用也不单纯是空气中氧气的作用,而是水和氧气共同作用的结果。将结果填入下表。实验过程实验现象各步结论解析:这是一道实验设计题目,要求证明铁生锈是两个条件共同作用造成的,因此在设计时要单独考虑每一个条件对实验的影响,因此要设计3种情况:有O2无H2O;有H2O无O2;既有H2O又有O2。答案:实验过程实验现象各步结论无铁锈没有水,不能生锈无铁锈没有氧气,不能生锈有铁锈氧气和水共同作用,才能生锈10.现有汽车机器上的齿轮门把手锯条铁制洗脸盆等常见铁制品。为了防止它们生锈,通常适合采用下面哪一种方法。(填序号)(1)在表面喷漆;(2)在表面涂油;(3)在表面镀一层其他金属;(4)在表面烧制搪瓷;(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜。解析:防止金属被腐蚀主要采用:(1)表面上加保护层,如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等;(2)电化学方法,牺牲阳极的阴极保护法、外加电源的阴极保护法;(3)改变金属的内部结构等。答案:(1)(2)(3)(4)(5)11.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,属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。答案:(1)负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-(2)C(3)负12.日常生产、生活中用到许多金属制品,从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法,将序号填入下表相应空格中。不锈钢白铁(镀锌铁皮)铝合金镀铬铁管涂漆镶嵌锌块与直流电源负极相连(阴极保护法)用途选用材料或保护方法菜刀楼梯扶手或阳台护栏水桶航海轮船水闸吊车塔架房门窗框解析:解答本题除理论联系实际外,还要结合日常观察,综合分析得出结论。菜刀接触潮湿较多,且要求机械强度大、清洁卫生等,故选不锈钢;楼梯扶手、护栏等要求安全美观,经济实惠,故选镀铬铁管;水桶处于潮湿环境,且摩擦碰撞较多,故选镀锌铁皮;航海轮船则采用镶嵌锌块法保护,效果良好;水闸位置固定宜采用阴极保护法;吊车塔架只求坚固防锈且经济,故涂漆保护就可以了;门窗框从轻便美观考虑,可选用铝合金材料。答案: