2018高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.2.2 金屬的腐蝕及防止課時(shí)過關(guān)能力提升 新人教版選修2.doc

第2課時(shí)金屬的腐蝕及防止課時(shí)過關(guān)能力提升1美籍華裔科學(xué)家錢永健曾獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。16歲時(shí),他憑借一個(gè)金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調(diào)查項(xiàng)目,榮獲“美國西屋科學(xué)天才獎(jiǎng)”。下列敘述正確的是()A.金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過程B.將水庫中的水閘(鋼板)與外加直流電源的負(fù)極相連,正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕C.合金的熔點(diǎn)都高于它的成分金屬,合金的耐腐蝕性也比其成分金屬強(qiáng)D.銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng):Fe-3e-Fe3+,繼而形成鐵銹解析：A項(xiàng),金屬腐蝕是金屬失去電子被氧化的過程,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)低,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鐵鉚釘處發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,錯(cuò)誤。答案：B2下列各種金屬防護(hù)的方法中:金屬表面涂抹油漆改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持金屬表面清潔干燥在金屬表面進(jìn)行電鍍使金屬表面形成致密的氧化物薄膜,能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是()A.B.C.D.答案：D3為了探究金屬腐蝕的條件和快慢,某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將一根大小相同的普通鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置內(nèi),并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時(shí)間,下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置(1)左側(cè)的液面一定會(huì)下降B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),裝置(1)左側(cè)的液面一定比裝置(2)的低C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鐵釘b腐蝕最嚴(yán)重D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),鐵釘c幾乎沒有被腐蝕解析：A中是Fe與鹽酸酸霧的一般化學(xué)腐蝕,因產(chǎn)生H2導(dǎo)致裝置(1)左側(cè)管內(nèi)壓強(qiáng)增大,故左側(cè)液面下降;裝置(2)銅鐵鹽酸構(gòu)成原電池,Fe作負(fù)極,被腐蝕,正極是Cu作電極,正極上H+放電產(chǎn)生H2,原電池反應(yīng)速率大于一般化學(xué)反應(yīng),Fe腐蝕快,產(chǎn)生H2多,故實(shí)驗(yàn)結(jié)束裝置(1)左側(cè)液面一定比裝置(2)高;裝置(3)中由于濃硫酸吸水,在干燥的空氣中鐵釘幾乎沒有被腐蝕。答案：B4相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()解析：A、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕;在B中,食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金,符合原電池形成的條件,鐵是活潑金屬作負(fù)極,碳作正極;C中銅鍍層把鐵完全覆蓋,構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。答案：C5下列有關(guān)金屬及其合金的說法不正確的是()A.目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的B.生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加C.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)正極放出氫氣D.日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜,對(duì)內(nèi)部金屬起保護(hù)作用解析：在生鐵、普通鋼、不銹鋼中,生鐵的含碳量最高。答案：B6保護(hù)埋在地下的鋼管常用如圖所示方法,使其免受腐蝕。關(guān)于此方法,下列說法中正確的是()A.金屬棒X的材料可能為銅B.金屬棒X的材料可能為鈉C.鋼管附近土壤的pH可能會(huì)上升D.這種方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法解析：由圖中看出該法為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,故X的金屬活動(dòng)性應(yīng)大于鐵的活動(dòng)性,但金屬鈉活動(dòng)性太強(qiáng),能與H2O、CO2等直接反應(yīng),故A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤;O2在鋼管處發(fā)生得電子的還原反應(yīng):O2+4e-+2H2O4OH-,C項(xiàng)正確。答案：C7下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A.光亮的自行車鋼圈不易生銹B.黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠C.銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線D.生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹解析：自行車鋼圈外面鍍了一層不易發(fā)生化學(xué)變化的金屬,阻止了鋼鐵與空氣的接觸,所以不易生銹,與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。答案：A8鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列說法正確的是()A.反應(yīng)生成2 mol Fe(OH)2與反應(yīng)有4 mol Fe(OH)2參加反應(yīng)時(shí),二者電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B.反應(yīng)中氧化劑是氧氣和水C.與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕解析：B項(xiàng),反應(yīng)氧化劑為O2,不包含H2O;C項(xiàng),兩種金屬形成原電池,加快鋼質(zhì)水管的腐蝕;D項(xiàng),鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。答案：A9現(xiàn)有汽車、機(jī)器上的齒輪、門把手、鋸條、鐵洗臉盆、鐵柜、鐵軸、剪刀等常見的鐵制品,為防止它們生銹,通常采用下面哪一種方法(填序號(hào))。(1)在表面刷一層油漆。(2)在表面涂上機(jī)油。(3)在表面鍍上一層其他金屬。(4)在表面燒制搪瓷。(5)使其表面形成致密的氧化膜。解析：(1)汽車、鐵柜等鐵制品強(qiáng)調(diào)外觀,通常是在表面刷一層油漆來防止鐵生銹。(2)機(jī)器上的齒輪、鐵軸,這些部位往往摩擦較多,且具有傳動(dòng)性能,不能使用漆來防銹,通常是在表面涂上機(jī)油來防止鐵生銹。(3)門把手因?yàn)橐笃浔砻婷烙^光滑,且接觸手等,通常是在表面鍍上一層其他金屬來防止鐵生銹。(4)鐵洗臉盆,由于不能夠有異味且必須經(jīng)得起溫度變化,通常是在表面燒制搪瓷來防止鐵生銹。(5)鋸條、剪刀等鐵制品,由于使用中需要摩擦系數(shù)小,所以不宜使用刷漆的方式防銹。同時(shí)由于使用過程中來回拉動(dòng),所以抹油很快就會(huì)擦拭干凈,通常是使其表面形成致密的氧化膜來防止鐵生銹。答案：(1)(2)(3)(4)(5)10市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”中的成分主要是鐵粉、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等?！盁岱蟠庇盟芰洗芊?使用時(shí)從袋中取出輕輕揉搓就會(huì)放出熱量,用完后袋內(nèi)有大量鐵銹生成,回答下列各問題:(1)“熱敷袋”放出的熱量來自。(2)碳粉和氯化鈉的作用分別是。(3)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。答案：(1)鐵粉發(fā)生氧化反應(yīng)放出的熱量(2)碳粉構(gòu)成原電池的正極,氯化鈉溶液起電解質(zhì)溶液作用,從而形成原電池,加速鐵的氧化(3)負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+正極:2H2O+O2+4e-4OH-總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng):4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O或2Fe(OH)3Fe2O3nH2O+(3-n)H2O11如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素,某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn):序號(hào)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥的空氣中一個(gè)月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一小時(shí)鐵絲表面依然光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個(gè)月鐵絲表面已變得灰暗續(xù)表序號(hào)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面灰暗程度比實(shí)驗(yàn)5嚴(yán)重回答以下問題:(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實(shí)驗(yàn)序號(hào));在電化學(xué)腐蝕中,負(fù)極反應(yīng)是;正極反應(yīng)是。(2)由該實(shí)驗(yàn)可知,可以影響鐵銹蝕速率的因素是。(3)為防止鐵的銹蝕,工業(yè)上普遍采用的方法是。(答兩種方法)(4)目前我國許多大型銅質(zhì)文物露天放置腐蝕嚴(yán)重,在不影響觀瞻效果的條件下,除用加保護(hù)層法保護(hù)外,請(qǐng)你再提出一項(xiàng)簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)方法并簡(jiǎn)述其保護(hù)原理:。解析：由鐵絲所接觸的介質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(鐵絲表面變灰暗)得出發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)有3、4、5、6,負(fù)極Fe失去電子變成Fe2+被腐蝕,正極均為O2得電子結(jié)合水生成OH-,其腐蝕的實(shí)質(zhì)就是金屬單質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬陽離子的過程;對(duì)金屬進(jìn)行防護(hù)應(yīng)從改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從覆蓋保護(hù)層、電化學(xué)原理等方面進(jìn)行分析。答案：(1)3、4、5、6Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+)2H2O+O2+4e-4OH-(2)濕度、溫度、O2濃度、電解質(zhì)是否存在(3)電鍍等表面覆蓋保護(hù)膜法、犧牲陽極的陰極保護(hù)法(4)將鐵塊(或鋅塊)連接文物底座并埋入地下,定期更換;原理是:使文物成為原電池的正極(或使銅文物用導(dǎo)線連接直流電源的負(fù)極,正極用導(dǎo)線連接埋入地下的導(dǎo)體。原理是:使文物成為電解池的陰極)12鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ),請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中,當(dāng)鐵銹被除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖:A電極對(duì)應(yīng)的金屬是(寫元素名稱),B電極的電極反應(yīng)式是。若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量,二者質(zhì)量差為5.12 g,則電鍍時(shí)電路中通過的電子為 mol。鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因。解析：(1)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物,與鹽酸反應(yīng)后生成了三價(jià)鐵離子,而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(2)B中鋅比鐵活動(dòng)性強(qiáng),為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,D為外加電流的陰極保護(hù)法。A、C均易使鐵棒腐蝕。(3)在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽極,當(dāng)析出1 mol銅時(shí)兩電極的質(zhì)量差為64+64=128(g),轉(zhuǎn)移2 mol電子,當(dāng)質(zhì)量差為5.12 g時(shí),電路中通過的電子為0.08 mol;鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,因?yàn)殄冦~鐵的鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負(fù)極,加速鐵的腐蝕。答案：(1)2FeCl3+Fe3FeCl2(2)BD(3)銅Cu2+2e-Cu0.08鐵比銅活潑,鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負(fù)極,加速鐵的腐蝕(其他合理答案也可)