人教版 (2019)选择性必修1金属的腐蚀与防护当堂达标检测题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1金属的腐蚀与防护当堂达标检测题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中,不正确的是( )
2.某原电池的装置如图所示,总反应为 H2(g)+HgO(s)H2O(l)+Hg(l),其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过。下列说法正确的是( )
A.正极反应为HgO(s)-2e-+H2OHg(l)+2OH-
B.OH-通过离子交换膜从负极向正极移动,保持溶液中电荷平衡
C.每反应2.24 L氢气,交换膜通过0.2 ml离子
D.放电结束后,溶液的碱性减弱
3.某化学探究小组在水中滴加酚酞和铁氰化钾溶液,然后将1颗铁钉竖直浸在水中,几天后观察到铁钉A段部位周围的水变红色,铁钉下端(B部位)产生蓝色沉淀,如图所示,根据图示分析。下列说法正确的是( )
A.铁、炭、水构成大量的微小电池,在水面附近腐蚀最严重
B.铁钉A部位是负极:Fe-2e-Fe2+
C.以上实验现象证明发生的主要是吸氧腐蚀
D.最终得到的铁锈能覆盖在铁钉的表面,防止腐蚀继续发生
4.工业上,以碱性锌锰电池为电源,用铁和石墨作电极电解酸性废水,可将废水中PO43−以FePO4(不溶于水)的形式除去,其装置如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.X极材料为石墨
B.电子流向:Zn→X,Y→MnO2
C.阳极发生的反应为4Fe-8e−+O2+4H++4PO43−4FePO4↓+2H2O
D.每消耗19.5 g Zn理论上沉淀0.2 ml PO43−
5.一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性
B.放电时,正极反应包括:Mg2++MgS2+2e-2MgS
C.隔膜是阳离子交换膜,充电时Mg2+从b极移向a极
D.充电时,若发生2 ml电子转移,则阳极增加的质量为24 g
6.利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图,下列说法正确的是( )
A.甲装置将电能转化为化学能
B.每转移2 ml电子,生成2 ml N2O5 和1 ml H2SO4
C.乙中电极d上发生氧化反应
D.c电极反应式为N2O4-2e-+H2ON2O5+2H+
7.恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2。
下列说法正确的是( )
A.铁的电化学腐蚀属于化学腐蚀
B.AB段pH越大,析氢速率越大
C.BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+2H2O
D.DE段pH基本不变,说明生成铁锈覆盖在铁粉表面,阻止铁粉继续发生腐蚀
二、非选择题
8.(12分)如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。
(1)闭合K1 ,断开K2 ,通电后,d端显红色,则电源a端为 极,若c、d为惰性电极,c端的电极反应是
,
检验c端产物的方法 。
高锰酸钾液滴现象 。
(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1 ml,断开K1,闭合K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(ml)关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+ 氧化能力由大到小的顺序是 。
(3)D装置中反应的方程式 。
9.(14分)某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:
(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验ⅰ中的现象是 。用化学用语解释实验ⅰ中的现象: 。(写电极反应式)
(2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ⅱ中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是 。
②进行下列实验,几分钟后的记录如下:
A.以上实验表明:在 条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。
B.为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是 。
(3)综合以上实验分析,利用实验ⅱ中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是 。
(4)已知蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],写出产生该沉淀的离子方程式: 。
第12周·周末作业
1.选D 铜板打上铁铆钉后,易形成Fe—Cu原电池,Cu作正极被保护,Cu不易被腐蚀,故A正确;暖气片表面刷油漆可隔绝空气、水,从而防止金属腐蚀,故B正确;连接锌棒后,锌比铁活泼,形成锌铁原电池,锌作负极,电子由锌流向铁管道,故C正确;铁管道与电源负极相连,为阴极,周围的水在阴极得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,故D错误。
2.选D 根据图可知,该装置为原电池装置,通入氢气的一极为负极,化合价升高失电子,与氢氧根离子反应生成水,氧化汞一极为正极,与水反应生成汞和氢氧根离子,正极反应为HgO(s)+2e-+H2OHg(l)+2OH-,A错误;OH-通过离子交换膜从正极向负极移动,保持溶液中电荷平衡,B错误;每反应标况下的2.24 L氢气,交换膜通过0.2 ml离子,C错误;放电结束后,生成的水对氢氧根离子有稀释作用,溶液的碱性减弱,D正确。
3.选C 水变红色说明反应生成氢氧根离子,蓝色沉淀是亚铁离子和铁氰化钾溶液反应产生的,则说明铁钉在溶解有氧气的中性溶液中发生了吸氧腐蚀:铁钉下端(B部位)铁失去电子被氧化为亚铁离子被腐蚀;水中溶解氧从铁钉A段部位的碳上结合电子被还原为氢氧根离子,氢氧根和亚铁离子结合成氢氧化亚铁,并进一步形成铁锈。金属的腐蚀为金属原子失去电子被氧化变成离子的过程,已知铁钉A段部位周围的水变红色,则A段水中溶解氧从铁钉的碳上结合电子被还原为氢氧根离子、为正极,铁钉下端(B部位)产生蓝色沉淀,则B段铁失去电子生成亚铁离子被腐蚀,故铁钉下端(B部位)腐蚀最严重,A项错误;据分析,铁钉B部位是负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,铁钉A段部位为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,故B错误;根据分析,以上实验现象证明发生的主要是吸氧腐蚀,故C正确;铁锈通常疏松多孔,不能有效阻止腐蚀继续发生,故D错误。
4.选D 根据题意,左边装置为原电池,右边装置为电解池,将废水中PO43−以FePO4形式沉淀,根据电解原理,铁单质为活泼金属,铁作阳极,被氧化生成Fe2+,Fe2+被O2氧化生成Fe3+,Fe3+与PO43−反应生成FePO4沉淀,据此分析。碱性锌锰干电池中Zn为负极,根据电解原理,X极为阴极,则X极为石墨,二氧化锰极为正极,Y极为阳极,则Y极为铁,故A说法正确;电子在导线上流动,由负极流向正极,因此电子流向:Zn→X,Y→MnO2,故B说法正确;阳极上铁被氧化成Fe2+,Fe-2e-Fe2+,后续反应为4Fe2++O2+4H++4PO43−4FePO4↓+2H2O,因此阳极反应为4Fe-8e−+O2+4H++4PO43−4FePO4↓+2H2O,故C说法正确;负极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,建立4Zn~8e-~4PO43−,n(Zn)=19.5 g65 g·ml−1=0.3 ml,理论上沉淀0.3 ml PO43−,故D说法错误。
5.选D Mg为负极被氧化生成Mg2+,b电极为正极,石墨可以导电,b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性,故A正确;放电时正极上发生还原反应,得电子,根据装置图可判断正极反应包括:Mg2++MgS2+2e-2MgS,故B正确;根据图可知,溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极,所以使用的隔膜是阳离子交换膜,充电时Mg2+从b极移向a极,故C正确;充电时阳极发生失去电子的氧化反应,电极反应式为8MgS-14e-MgS8+7Mg2+,则阳极质量减少,故D错误。
6.选B 由图可知,甲为原电池,a为负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2OSO42−+4H+, b极为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,电池中总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,乙为电解池,c极为阳极,电极反应式为N2O4-2e-+2HNO32N2O5+2H+,d极为阴极,电极反应式为2H++2e-H2↑,据此分析解答。根据上述分析可知,甲为原电池,将化学能转化为电能,A错误;电池中反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,转移2 ml电子,生成1 ml H2SO4,c极为阳极,电极反应式为N2O4-2e-+2HNO32N2O5+2H+,每转移2 ml电子,生成2 ml N2O5,B正确,D错误;乙为电解池,d极为阴极,发生还原反应,C错误。
7.选C 图1中构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液的pH增加,体系压强减小,发生吸氧腐蚀,正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,产生的Fe2+被O2氧化,pH基本不变可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+2Fe2++2H2O,消耗H+的量与4Fe2++ O2 +10H2O4Fe(OH)3+8H+,产生H+的量基本相同。铁的电化学腐蚀发生电化学反应,不属于化学腐蚀,A错误;AB段pH越大,氢离子浓度越小,析氢速率越小,B错误;根据分析,BC段正极反应式主要为O2+4e-+4H+2H2O,C正确;铁锈疏松,不能阻止铁粉继续发生腐蚀,DE段pH基本不变,可能的原因:相同时间内,2Fe+O2+4H+2Fe2++ 2H2O消耗H+的量与4Fe2++ O2 +10H2O4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同,D错误。
8.解析:(1)关闭K1,打开K2,为电解饱和食盐水装置,其电解总反应为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,d端呈红色,说明d端生成了OH-,由此可知,b为电源负极,a端为电源正极;c为电解池的阳极,若c为惰性电极,其电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑;c端产物为Cl2,常用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,其检验方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸置于电极附近,若试纸变蓝,则说明生成了Cl2;KMnO4溶液为电解质溶液,电解过程中,MnO4−向c极(阳极)移动,其现象为紫红色向c极移动。
(2)根据C装置中电解的关系图可知,通电后就有固体生成,当通过电子为0.2 ml时,析出固体质量达最大,证明此时析出的固体是铜。如果是X3+析出,通过电子的物质的量应该是0.3 ml,则氧化能力为Cu2+>X3+,当电子超过0.2 ml时,固体质量没变,说明此时阴极产生的是氢气,即电解水,说明氧化能力H+>X3+,故氧化能力为Cu2+>H+>X3+。
(3)断开K1,闭合K2,由(1)分析已知b为电源负极,即D装置中碳棒作为阴极,Cu电极作为阳极,阴极上的电极反应是H+得到电子,阳极上是Cu失去电子,故D装置中反应的化学方程式为Cu+H2SO4CuSO4+H2↑。
答案:(1)正 2Cl--2e-Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸置于电极附近,试纸变蓝,证明有Cl2产生 紫红色向c极移动
(2)Cu2+>H+>X3+
(3)Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
9.解析:(1)实验ⅰ中连好装置,铁片为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,碳棒为正极,由于电解质溶液呈中性,则碳棒上的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,一段时间后,向烧杯中滴加酚酞,证明铁发生了吸氧腐蚀的现象为碳棒附近溶液变红。
(2)①根据资料“K3[Fe(CN)6]具有氧化性”,故实验ⅱ中铁电极能直接和K3[Fe(CN)6]溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,产生的Fe2+再与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,干扰对电化学腐蚀生成的Fe2+的检验。
②A.根据实验ⅲ知,只有水时K3[Fe(CN)6]溶液和铁片不反应;再对比实验ⅳ和ⅴ,阳离子相同、阴离子不同,结合实验现象知,在Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以和铁片发生反应。
B.小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验ⅲ,发现铁片表面产生蓝色沉淀,稀硫酸“酸洗”的目的是除去铁表面的氧化膜,由此补充实验、结合实验ⅳ说明,Cl-的作用是:破坏了铁表面的氧化膜。
(3)利用实验ⅱ中试剂,连好装置一段时间后,取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则说明负极附近溶液中产生了Fe2+,即发生了电化学腐蚀。
(4)蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],产生该沉淀的离子方程式:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓。
答案:(1)碳棒附近溶液变红 O2+4e-+2H2O4OH-
(2)①K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成的Fe2+的检验
②A.Cl-存在 B.破坏了铁片表面的氧化膜
(3)连好装置一段时间后,取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则说明负极附近溶液中产生了Fe2+,即发生了电化学腐蚀
(4)K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓
A.铜板打上铁铆钉后,铜板不易被腐蚀
B.暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀
C.连接锌棒后,电子由锌流向铁管道
D.阴极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+
装置
分别进行的操作
现象
ⅰ.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞
ⅱ.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
实验
滴管
试管
现象
0.5 ml·L-1K3[Fe(CN)6]溶液
ⅲ.蒸馏水
无明显变化
ⅳ.1.0 ml·L-1NaCl溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
ⅴ.0.5 ml·L-1 Na2SO4溶液
无明显变化