山东省济宁一中2022届高三化学二轮复习专题34金属的腐蚀和防护精选练习含解析鲁教版
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专题34金属的腐蚀和防护1、下列对金属生锈与除锈的说法不正确的是( )A.铁锈呈红褐色B.铜锈呈绿色C.稀硫酸可以用于除铁锈D.稀盐酸不能与铜锈反应【答案】C2、为了防止轮船船体的腐蚀,应在船壳下水线位置嵌入一定数量的( )A.铜片 B.碳棒 C.锌片 D.银片【答案】C【解析】生成原电池,锌作负极,用锌保护轮船船体铁。3、金属单质钛对人体无毒且惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。钛元素的某种核素是,46代表( )A.质子数B.中子数C.质量数D.电子数【答案】C【解析】试题分析:在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数,左上角表示质量数,据此可知,46表示质量数,答案选C。考点:考查原子组成的有关判断点评:该题是基础性试题的考查,主要是考查学生对原子组成的熟悉掌握程度,侧重对学生基础知识的巩固与训练,有利于调动学生的学习兴趣。4、下列离子方程式正确的是()A.向溴化亚铁溶液中通入少量氯气:2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-B.向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+SO2+H2O→CaSO3↓+2HClOC.向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡至中性:H++SO+Ba2++OH-→BaSO4↓+H2OD.将氢氧化铁粉末加入氢碘酸中:Fe(OH)3+3H+→Fe3++3H2O【答案】A5、如图为某化学反应的速率(v与时间(t)的关系示意图。在t1时刻升高温度或者增大压强。速率的变化都符合图中反应的是()【答案】A12\n6、下列做法中错误的是:()A.鱼、肉、虾等食品用福尔马林防腐保鲜B.某病人服用阿司匹林解热镇痛C.向伤口处涂一定浓度的双氧水溶液可以杀菌消毒D.误食铜、汞、铜等重金属,立即喝牛奶或鸡蛋清解毒【答案】A【解析】福尔马林防腐是用于尸体,本身有毒,不可用于食品防腐7、下列元素中,金属性最强的是()A.锂B.钠C.镁D.钾【答案】D8、氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是()①.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑②.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3③.2F2+2H2O=4HF+O2④2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑A①②B①③C②③D③④【答案】D9、相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )【答案】C【解析】A中,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池;在上述三种情况中,都是铁作负极,铁容易被腐蚀;在C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀。10、下列关于实验现象的描述不正确的是( )A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,再加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快【答案】C【解析】铜只能将Fe3+还原为Fe2+,而不会继续将Fe2+还原为铁。故C项不正确。11、下列说法正确的是( )A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀12\nB.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起的正极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属得到电子被氧化【答案】C【解析】本题考查金属腐蚀的实质和类型。金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,D错误。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理,可知C正确。利用原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用以防止金属的腐蚀,例如镀锌铁中的Fe不易被腐蚀,所以A、B不正确。12、钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应为()A.2H++2e—→H2↑B.Fe2++2e—→FeC.2H2O+O2+4e—→4OH—D.Fe3++e—→Fe2+【答案】C13、下列各容器中盛有海水,铁(不纯)在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是:()A.(2)>(1)>(3)>(4)B.(4)>(3)>(1)>(2)C.(4)>(2)>(1)>(3)D.(3)>(2)>(4)>(1)【答案】C【解析】(2)(3)(4)实质均为原电池装置。(3)中铁作正极,被保护;(2)、(4)铁作负极,均被腐蚀,但相对来说铁和铜的金属活动性比铁和锡的活动性差别大,因此铁-铜原电池被腐蚀得快;(1)中因铁不纯发生微原电池反应14、下列几种铁板,在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是( )A.镀锌铁板 B.镀铜铁板C.镀锡铁板D.镀铅铁板【答案】A【解析】镀锌铁板,镀层被破坏后,构成Zn-Fe原电池,锌为负极被氧化,铁为正极,铁得以保护,故最耐腐蚀;B、C、D项中镀层被破坏后铁容易被腐蚀,因为铜、锡、铅的金属活动性比铁弱,形成原电池时,铁为负极,失去电子被氧化,故不耐腐蚀。15、下列实验现象预测正确的是()A.实验I:振荡后静置,上层溶液颜色保持不变12\nB.实验II:酸性KMnO4溶液中出现气泡,且颜色不变C.实验III:微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色D.实验IV:继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,当光束通过体系时可产生丁达尔效应【答案】D16、铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了以下快速、易行的方法:首先检查制取氧气装置的气密性,然后按图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察到的实验现象为①直形导管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形导管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试回答以下问题:(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于 。(2)仪器A的名称为 ,其中装的药品可以是 ,其作用是___________________________________________________________________。(3)由实验可知,该类铁生锈的条件为__________________________________决定铁生锈快慢的一个重要因素是________________________________________________________________________________________________________【答案】(1)电化学腐蚀(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2(3)同时跟氧气和水接触 O2浓度【解析】实验现象①说明铁丝生锈需同时具备接触水和O2两个条件;实验现象②说明铁丝只接触O2,不接触水时不会生锈;实验现象③说明空气中O2浓度低,不易使铁丝生锈,因此决定铁丝生锈快慢的一个重要因素是O2的浓度;本实验中铁丝在潮湿氧气中发生锈蚀,而在干燥氧气中不锈蚀,表示铁丝锈蚀需电解质溶液(水)参与,因此铁丝发生了电化学腐蚀。17、铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是;X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为。(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、A13+、Cu2+等四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是;A.Mg2+B.Fe2+C.A13+D.Cu2+(3)氧化铁是重要工业颜料,用废秩屑制备它的流程如下:12\n回答下列问题:①操作I的名称是,操作II的名称是;操作III的方法为。②Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示);③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式。(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2++MnO-4+8H+====5Fe3++Mn2++4H2O)①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需。②该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是。A.稀硝酸B.稀盐酸C.稀硫酸D.浓硝酸③某同学设计的下列滴定方式,最合理的是。(夹持部分略去)(填字母序号)【答案】(1)Fe2+、Fe3+、H+;Fe(NO3)2;(每空2分)(2)BC(2分)(3)①过滤;洗涤(每空1分);在漏斗中加入适量蒸馏水,浸没过沉淀,让蒸馏水自然流下,重复数次。(3分)②CO2-3+H2OHCO-3+OH+(2分)③Fe2++2HCO-3===FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分)(4)①250mL容量瓶②C③b(每空1分)18、酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:12\n回答下列问题:(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是______________________________,加入Sn粉的作用是______________________________。(2)反应Ⅰ生成的沉淀为SnO,写出该反应的化学方程式:____________________。(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法是______________________________。(4)已知:Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10-26。反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol·L-1,则应控制溶液pH________。(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,试写出发生反应的离子方程式:____________________。【答案】(1)抑制Sn2+水解 防止Sn2+被氧化(2)SnCl2+Na2CO3===SnO+CO2↑+2NaCl (3)取最后一次洗涤液,向其中加入AgNO3溶液,若无沉淀,则说明洗涤干净(4)小于1(若写成<1也正确)(5)Sn2++H2O2+2H+===Sn4++2H2O【解析】(1)根据金属活动顺序表,Sn的活泼性不如Fe,故Sn2+能水解,又有题给信息,易被氧化,故类似于Fe2+配制SnCl2需要用盐酸抑制水解,用Sn防止Sn2+能被氧化。(2)SnCl2和Na2CO3类似于水解,再消去水。(4)c(OH-)≤[Ksp[Sn(OH)2]/c(Sn2+)]0.5=1.0×10-13,pH=1。(5)Sn2+被双氧水氧化为Sn4+。19、把2.0mol/LCuSO4溶液和1.0mol/LH2SO4溶液等体积混合(假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)。计算:(1)混合溶液中H+、Cu2+、SO42-的物质的量浓度;(2)向溶液中加入足量铁粉,经足够长的时间后,铁粉有剩余,过滤,此时滤液中的Fe2+的物质的量浓度;(3)取100mL该滤液,向其中加入适量硝酸,再加入足量氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再变化,得到红棕色的残渣。写出沉淀和残渣的化学式,并计算残渣的质量(不计操作带来的损失)。【答案】(1)c(H+)=1.0mol/L,c(Cu2+)=1.0mol/L,c(SO42-)=1.5mol/L;(2)c(Fe2+)=1.5mol/L;(3)Fe(OH)3、Fe2O3;m(Fe2O3)=12g【解析】试题分析:(1)因为是等体积,所以设体积为1L,n(CuSO4)=2.0mol/L×1L="2.0mol"n(H2SO4)=1.0mol/L×1L="1.0mol"假如混合后总体积不变,则c(CuSO4)=2.0mol/2L=1.0mol/Lc(H2SO4)="1.0mol/2L=0.5mol/L"12\nc(Cu2+)=c(CuSO4)=1.0mol/Lc(H+)=2c(H2SO4)=0.5mol/L×2="1mol/L"c(SO42-)=[n(CuSO4)+n(H2SO4)]/V="3.0mol/2L=1.5mol/L"(2)Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe+H2SO4=FeSO4+H2因为铁粉有剩余,知上述两反映均完全反应,此时溶液中nFeSO4=1.0mol+2.0mol=3.0mol故浓度为3.0mol/2L=1.5mol/L(3)滤液中含着Fe2+,当加入硝酸,二价铁会变为三价铁,再加入氢氧化钠溶液,就会生成Fe(OH)3红褐色沉淀,过滤,加热就会生成铁的氧化物Fe2O3。取100ml滤液,这说明有50ml的CuSO4溶液和50mlH2SO4溶液,这也可以算出二价铁有0.15mol,根据2Fe2+—Fe2O321600.15xx=12g考点:物质的量浓度、铁相关物质的性质点评:此题考核了物质的量浓度的计算,以及以二价铁三价铁互相转化为核心的计算,理解掌握好相关知识和关系,难度不大。20、化合物A最早发现于酸奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得.工业上也可由丙烯经过下列方法合成:回答下列问题:(1)写出下列反应的反应方程式,并注明反应类型:B→C: 反应类型: ;C→D: 反应类型: ;(2)A的结构简式为: ,浓硫酸加热条件下两分子的A能反应生成六元环状化合物,写出该化合物的结构简式: ;(3)D的含氧官能团名称为: (写出一种即可),已知D的一种同分异构体能和NaHCO3溶液反应放出气体,写出该同分异构体的结构简式: ;(4)在一定条件下容易发生“脱羧”反应,产物之一为甲醛的同系物,写出该产物的结构简式: .【答案】(1)CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaBr;取代反应;;氧化反应;12\n(2);;(3)醛基或羰基;CH2=CHCOOH;(4)CH3CHO.【解析】CH3CH2=CH2与溴单质反应生成B,B的结构简式为CH3CHBrCH2Br,B与NaOH的水溶液、加热发生水解反应生成C,C的结构简式为CH3CHOHCH2OH,C催化氧化生成D、D氧化生成生成,则D为;与氢气发生加成反应生成A,则A的结构简式为:,(1)B的结构简式为CH3CHBrCH2Br,B→C的反应方程式为:CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaBr,该反应为取代反应;C为、D为,则C→D的化学方程式为:,该反应为氧化反应,故答案为:CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaBr;取代反应;;氧化反应;(2)与氢气发生加成反应生成A,则A的结构简式为:;浓硫酸加热条件下两分子的能反应生成六元环状化合物,则该化合物的结构简式为:,故答案为:;;(3)D氧化生成生成,则D的结构简式为:,D中含有的官能团为醛基、羰基;已知D的一种同分异构体能和NaHCO312\n溶液反应放出气体,则该化合物中含有羧基,该同分异构体的结构简式为:CH2=CHCOOH,故答案为:醛基或羰基;CH2=CHCOOH;(4)在一定条件下容易发生“脱羧”反应,产物之一为甲醛的同系物,该产物为乙醛,其结构简式为:CH3CHO,故答案为:CH3CHO.21、直接生成碳-碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳-碳键的新反应。例如:化合物Ⅰ可由以下合成路线获得:(1)化合物Ⅰ的分子式为___________,其在NaOH溶液中水解的化学方程式为______________________________________________________。(2化合物Ⅱ与足量浓氢溴酸反应的化学方程式为________________。(3化合物Ⅲ没有酸性,其结构简式为___________________;Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,化合物Ⅴ的结构简式为______________________________。(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式如图)分子获得2个氢原子后,转变成1个芳香族化合物分子,该芳香族化合物分子的结构简式为________________________。(5)1分子与1分子在一定条件下可发生类似反应①的反应,其产物分子的结构简式为___________________________________________;1mol该产物最多可与____________molH2发生加成反应。【答案】(1)C5H8O4;H3COOCCH2COOCH3+2NaOH2CH3OH+NaOOCCH2COONa(2)HOCH2CH2CH2OH+2HBrCH2BrCH2CH2Br+2H2O(3)OHCCH2CHO;CH2=CHCOOH12\n(4)(5);8【解析】(1)根据化合物I的结构简式可知,该化合物的化学式应该是C5H8O4;分子中含有2个酯基,在碱性条件下完全水解的化学方程式为H3COOCCH2COOCH3+2NaOH2CH3OH+NaOOCCH2COONa。(2)根据流程知Ⅳ是HOOCCH2COOH,Ⅲ是OHCCH2CHO,化合物Ⅱ是1,3-丙二醇,能和氢溴酸发生取代反应,方程式是HOCH2CH2CH2OH+2HBrCH2BrCH2CH2Br+2H2O。(3)Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,这说明分子中含有羧基,所以化合物Ⅴ的结构简式为CH2=CHCOOH。(4)1个脱氢剂Ⅵ分子获得2个氢原子后,转变成1个芳香族化合物分子,因此有苯环生成,所以根据原子守恒可知,该芳香族化合物分子的结构简式为。(5)根据已知的信息可知,在反应过程中去掉1分子氢气,所以生成物的结构简式是;根据结构简式可知,含有2个苯环和1个碳碳三键,所以1mol该产物最多可与8molH2发生加成反应。22、由常见元素组成的化合物A、B、C、D、E、F,有如下图所示的转化关系,其中D溶液是黄色氯化物的溶液,C是具有臭鸡蛋气味的气体。据上图关系回答:(1)写出下列物质的化学式(溶液中写溶质的化学式):A________,B________,C________,G________。(2)写出气体F通入E溶液中的离子反应方程式(E具有氧化性、F具有还原性):________________________________________________________________________。(3)D溶液中通入气体C,产生了淡黄色沉淀,且生成强酸,用化学方程式表示这一变化过程:________________________________________________________________________。【答案】(1)FeS FeSO4 H2S H2SO4(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO42—+4H+12\n(3)2FeCl3+H2S===2FeCl2+S↓+2HCl【解析】C是具有臭鸡蛋气味的气体,则C为H2S,F为SO2;D溶液是黄色氯化物的溶液,则D为FeCl3,可推出A为FeS、B为FeSO4、E为Fe2(SO4)3、G为H2SO4。23、材料是经济和生态文明建设的重要物质基础。①生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需用到的共同原料是。②橡胶是制造轮胎的重要原料,橡胶属于(填字母)。A.金属材料B.无机非金属材料C.有机高分子材料③钢铁制品在潮湿的空气中能发生腐蚀。发生该腐蚀时的负极反应式为。【答案】①石灰石(或碳酸钙或化学式均可)②C③电化学、Fe-2e-=Fe2+24、铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答:(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式是______________。(2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是______________________________________________。(3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能将酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是_____________________________________________________________。【答案】(1)O2+2H2O+4e-===4OH-(2)2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ 酸性条件下,增加了H+的浓度,抑制Fe3+的水解,平衡向左移动,无法得到Fe(OH)3胶体,达不到净水的目的【解析】(1)根据负极氧化反应正极还原反应可知,正极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-;(2)因为氧化性Fe3+>Cu2+,所以2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+;(3)硫酸铁作为净水剂,是因为水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质而达到净水的目的,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,使用时如果在酸性条件下,H+的浓度较大,抑制Fe3+的水解,平衡向左移动,无法得到Fe(OH)3胶体,达不到净水的目的。25、对照试验是化学研究中常用的一种方法。某研究小组对铁生锈进行如下研究。(1)经过较长时间后发现:上述图中的铁钉最容易生锈的是_________。(2)在铁钉的锈蚀过程中,Fe发生了_________(填“氧化”或“还原”)反应。(3)铁生锈的外部条件是_________。(4)钢铁工业史国家工业的基础。下列措施能起到防腐作用的是____________。A.刷油漆B.包上一层塑料层C.连接一定数量镁块【答案】(1)A(2)氧化(3)与空气、水充分接触(4)ABC【解析】12\n试题分析:(1)植物油可以隔绝空气,减缓铁的腐蚀。碱石灰可以吸水,减缓铁的腐蚀,所以腐蚀最快的是A。(2)铁失去电子被腐蚀,主要是发生了氧化反应。(3)在潮湿的空气中铁容易生锈,所以铁生锈的外部条件是与空气、水充分接触。(4)AB可以隔绝空气,防止腐蚀。C中镁的金属性强于铁,发生电化学腐蚀时镁是负极,铁是正极,被保护,所以答案选ABC。考点:考查金属腐蚀与防护的有关判断点评:该题是中等难度的试题,试题贴近高考,难易适中。在注重对基础性知识巩固与训练的同时,侧重对学生能力的培养,有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性,也有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。12
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