2019-2020年高中化學(xué) 第4章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第4節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)習(xí)題 新人教版選修4.doc

2019-2020年高中化學(xué) 第4章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第4節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)習(xí)題 新人教版選修4一、選擇題1下列有關(guān)金屬腐蝕的說法正確的是()A金屬腐蝕是指不純金屬接觸電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B電化學(xué)腐蝕是指在外加電流的作用下，不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生解析：金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是指直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的腐蝕，電化學(xué)腐蝕是指形成原電池的腐蝕，不需要外加電流，故A、B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣形成氫氧根離子，C錯(cuò)誤。答案：D2以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B生鐵比軟鐵芯(幾乎為純鐵)容易生銹C鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D銀質(zhì)獎牌長期放置后其獎牌的表面變暗解析：A項(xiàng)黃銅發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較活潑的鋅而不是銅；B項(xiàng)生鐵中含較多的碳，比軟鐵芯在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池而生銹；C項(xiàng)鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件時(shí)，接觸電解質(zhì)溶液，鐵作負(fù)極，易被腐蝕生成鐵銹；D項(xiàng)銀質(zhì)獎牌久置后表面生成硫化銀而變暗，屬化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。答案：D點(diǎn)評：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別是有無形成原電池。3鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列說法正確的是()A反應(yīng)中電子轉(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：反應(yīng)中消耗O2的量相等，兩個(gè)反應(yīng)也僅有O2作為氧化劑，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅和鋼構(gòu)成原電池，鋼制水管腐蝕速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵是鐵和碳的混合物，在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A4為了防止鋼鐵銹蝕，下列防護(hù)方法中正確的是()A在精密機(jī)床的鐵床上安裝銅螺釘B在排放海水的鋼鐵閥門上用導(dǎo)線連接一塊石墨，一同浸入海水中C在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的正極解析：A、B中形成的原電池都是鐵作負(fù)極，加速鋼鐵腐蝕；D中鑄鐵管作陽極，加速腐蝕；C中鋅比鐵活潑，鐵作正極，故選C。答案：C5(xx甘肅天水高二期中)如圖，拴上金屬條的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到貼近金屬條一邊的溶液出現(xiàn)粉紅色，該金屬條可能是()ACu BAlCZn DMg解析：溶液出現(xiàn)粉紅色是鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成OH導(dǎo)致的。答案：A6鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，若有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則下列說法正確的是()有5.6 g金屬被腐蝕有6.5 g金屬被腐蝕在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24 L氣體放出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12 L氣體放出A BC D解析：鍍鋅鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋅作負(fù)極：Zn2e=Zn2，當(dāng)有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol Zn溶解，在正極上：2H2e=H2，生成0.1 mol H2。答案：B7下列說法中，正確的是()鍍層破損后，白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易被腐蝕鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3nH2O鋅和鐵構(gòu)成原電池時(shí)，鐵作負(fù)極鉛蓄電池中鉛作負(fù)極，PbO2作正極，兩極浸到稀H2SO4中A BC D解析：鍍層破損后，白鐵形成原電池時(shí)，因?yàn)殇\比鐵活潑，易失電子，從而保護(hù)了鐵，而馬口鐵破損后，因?yàn)樾纬稍姵貢r(shí)，鐵比錫活潑，鐵被腐蝕，所以在鍍層破損后，馬口鐵比白鐵更易被腐蝕，說法錯(cuò)誤。鋼鐵無論發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕，鐵都是失電子變成Fe2，吸氧腐蝕更普遍，O2得電子變成OH，與Fe2結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2在空氣中很易被氧化成Fe(OH)3，因此鐵銹的成分常用Fe2O3nH2O表示，說法正確。鋅和鐵構(gòu)成原電池時(shí)，鋅比鐵活潑，應(yīng)該是鋅作負(fù)極，說法不正確。說法正確。故A為正確選項(xiàng)。答案：A8下列對如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是()A若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法D若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2解析：A選項(xiàng)，若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕，這是外加電流的陰極保護(hù)法，正確；B選項(xiàng)，若X為鋅棒，開關(guān)K置于A處時(shí)形成電解池，F(xiàn)e作陰極被保護(hù)，置于B處時(shí)形成原電池，這是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，B、C選項(xiàng)正確；若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2，D錯(cuò)誤。答案：D9(xx北京海淀期中)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說法不正確的是 ()A自行車的鋼圈上鍍一層鉻，防止生銹B外加直流電源保護(hù)鋼閘門時(shí)，鋼閘門與電源的負(fù)極相連C鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：2H2OO24e=4OHD鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：Fe3e=Fe3解析：鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D10為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩內(nèi)保存一星期后，下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象描述不正確的是()A裝置左側(cè)的液面一定會上升B左側(cè)液面裝置比裝置的低C裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕解析：中鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，左端液面上升；中鹽酸揮發(fā)，和鐵釘反應(yīng)生成H2，腐蝕最嚴(yán)重，中左端下降；中濃硫酸吸水，而鐵釘在干燥空氣中幾乎不腐蝕。答案：B二、非選擇題11(1)鋼鐵容易生銹的主要原因是鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在空氣酸度不大的環(huán)境中，該原電池的負(fù)極是_，負(fù)極反應(yīng)式為_；正極是_，正極反應(yīng)式為_。(2)下列裝置中，能對Fe片腐蝕起防護(hù)作用的有_(填序號)。解析：(1)在空氣酸度不大的環(huán)境中，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極是鐵，發(fā)生反應(yīng)Fe2e=Fe2，正極是C，發(fā)生反應(yīng)O22H2O4e=4OH，(2)c是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，d是外加電流的陰極保護(hù)法。答案：(1)FeFe2e=Fe2CO22H2O4e=4OH(2)cd12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)：序號內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(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)_；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有：_；(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)。解析：(1)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，因發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑的金屬失電子而被氧化，分析題中實(shí)驗(yàn)可知，3、4、5、6發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。負(fù)極反應(yīng)Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)O22H2O4e=4OH。(2)1和3可得出濕度增大，可使鐵銹蝕速率加快；對比實(shí)驗(yàn)3、4可知增大O2濃度可加快鐵銹蝕的速率；對比實(shí)驗(yàn)4、5可知升高溫度可加快鐵銹蝕的速率；對比實(shí)驗(yàn)5、6可知電解質(zhì)溶液的存在會使鐵銹蝕的速率加快。第(3)題，為防止鐵的銹蝕，根據(jù)鐵銹蝕的類型，可采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法，還可把鐵制成不銹鋼(合金)、亦可采用噴油漆、涂油脂、電鍍、表面鈍化等方法使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔離，以防止金屬腐蝕。答案：(1)3、4、5、6Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH(2)濕度、溫度、O2的濃度、電解質(zhì)溶液存在(3)電鍍、噴油漆等表面覆蓋保護(hù)層，犧牲陽極的陰極保護(hù)法等13(1)對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。鋁材槽液堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。a. NH3 bCO2 c. NaOH dHNO3以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為_。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極材料的原因是_。(3)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_。A銅B鈉C鋅D石墨(4)圖所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。解析：(1)冒氣泡的原因是Al與NaOH發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；使AlO轉(zhuǎn)變成Al(OH)3沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3沉淀容易溶解。陽極是Al發(fā)生氧化反應(yīng)，要生成氧化膜還必須有H2O參加，故電極反應(yīng)式為：2Al3H2O6e=Al2O36H。(2)電鍍時(shí)，陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2。(3)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(4)屬于外加電流的保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在直流電源的負(fù)極上。答案：2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36H(2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2，使電解質(zhì)溶液中的Cu2保持不變(3)C(4)負(fù)14金屬由于其優(yōu)良的物理化學(xué)性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國防中大量使用。鋼鐵是應(yīng)用最廣的金屬材料，但是鋼鐵材料的腐蝕也使我們損失慘重。因此對其的防護(hù)是十分必要的。防止或減少鋼鐵的腐蝕有多種方法：如制成耐腐蝕合金，表面“烤藍(lán)”，電鍍另一種金屬以及電化學(xué)保護(hù)等方法。(1)鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕，請寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng)：負(fù)極：_；正極：_。(2)合金的性能各種各樣，人們根據(jù)需要生產(chǎn)出種類繁多的合金材料。請回答：作為建筑材料的鋁合金利用了該合金的哪些特性(至少回答兩點(diǎn))?_。由于人體攝入較多的Al，對人的健康有害，所以現(xiàn)在不主張使用鋁制炊具。你認(rèn)為生產(chǎn)炊具的材料最好是_，理由是_。(3)鋼鐵表面常電鍍一層Cr而達(dá)到防腐蝕的目的，這是由于Cr具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。請回答：電鍍過程中，陰極是_，電解質(zhì)一定含有_離子，陽極材料是_；電鍍Cr時(shí)，不能使用CrO或Cr2O作為鍍液，請說明原因：_ _。解析：根據(jù)原電池反應(yīng)原理，不難回答問題(1)，對于(2)注意聯(lián)系日常生活接觸到的鋁和不銹鋼知識。問題(3)考查電解電鍍原理，陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)，故可以使Cr3還原成Cr而析出，由于電解液中的Cr3不斷消耗，因此要有陽極溶解補(bǔ)充。故陽極應(yīng)為Cr。同時(shí)要掌握電解過程中陰陽離子的定向移動問題。答案：(1)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)主要利用了合金的強(qiáng)度較高、密度小、耐腐蝕等特點(diǎn)不銹鋼不銹鋼強(qiáng)度高、耐腐蝕，無有害健康的離子進(jìn)入食物(3)鍍件Cr3純鉻由于CrO、Cr2O均帶有負(fù)電荷，電鍍過程中向陽極移動，不能在陰極上放電析出Cr