2019-2020年高二人教版化學(xué)選修4練習(xí)冊：4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護.doc

2019-2020年高二人教版化學(xué)選修4練習(xí)冊：4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護知識點一金屬的腐蝕1下列敘述與電化學(xué)腐蝕有關(guān)的是()A切過菜的刀不及時清洗易生銹B在空氣中金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性C紅熱的鐵絲與水蒸氣接觸時，表面形成了藍(lán)黑色的物質(zhì)D把鐵片投入到氯化銅的溶液中，在鐵表面上附著一層紅色的銅2鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下說法正確的是()A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2B正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2OO22e=4OHC原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕3鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2；4Fe(OH)22H2OO2=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4下列說法不正確的是()A鑄鐵輸油管道應(yīng)埋在干燥致密不透氣的土壤中不容易被腐蝕B在空氣中，金屬鋁表面能迅速被氧化形成保護膜，因此鋁不容易被腐蝕C鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是2H2OO24e=4OHD白鐵(鍍Zn鐵)表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化5如圖4L41所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：圖L441(1)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，其電極反應(yīng)為：負(fù)極：_，正極：_。(2)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，其電極反應(yīng)為：正極：_，負(fù)極：_。知識點二原電池原理的應(yīng)用6關(guān)于犧牲陽極的陰極保護法的敘述正確的是()A正極就是陽極 B負(fù)極就是陰極C陽極上發(fā)生氧化反應(yīng) D正極上發(fā)生氧化反應(yīng)7下列表面鍍有金屬保護層的鐵板，當(dāng)鍍層損壞使鐵板裸露后，在相同條件下最耐腐蝕的是()A鍍鋅鐵板(白鐵) B鍍錫鐵板(馬口鐵)C鍍銀鐵板 D鍍銅鐵板8下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是()A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B金屬護攔表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜D地下鋼管連接鎂塊9鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。圖L442(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為：正極：_，負(fù)極：_。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖L442甲所示的方案，其中焊接在閘門上的固體材料R可以采用_。A銅 B鈉 C鋅 D石墨(3)乙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。10如圖L443裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵圖L443塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是()A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕11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裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存一星期，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象描述不正確的是()圖L444 A裝置左側(cè)的液面一定會上升B左測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圖L44512銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖L445所示，下列有關(guān)說法正確的是()A正極電極反應(yīng)式為2H2e=H2B此過程中還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此過程中Fe、Cu均被腐蝕D此過程中電流從Fe流向Cu13如圖L446所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)，下列敘述正確的是()圖L446Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生14鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時，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 D15某研究小組對鐵生銹進行研究。圖L447(1)甲同學(xué)設(shè)計了A、B、C一組實驗(如圖L447)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長時間后，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是A中鐵釘生銹；B中鐵釘不生銹；C中鐵釘不生銹。通過上述實驗現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是_；鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極電極反應(yīng)式為_；實驗B所用的水要經(jīng)過_處理；植物油的作用是_；實驗C中堿石灰的作用是_。(2)乙同學(xué)為了達到同樣目的，設(shè)計了實驗D(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時間后，試管中的液面升高，其原因是_，該實驗_(填“能”或“不能”)說明水對鐵釘生銹產(chǎn)生影響。圖L44816用實驗驗證犧牲陽極的陰極保護法，如圖L448所示是某同學(xué)驗證犧牲陽極的陰極保護法的實驗裝置。已知K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液遇Fe2會變成特征的藍(lán)色：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。根據(jù)提供的知識，請回答下列問題：(1)電壓表、電流表變化為_。(2)在Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液，會觀察到_。(3)通過和同學(xué)討論，說明如圖所示裝置中鐵被保護的原理為_。(4)寫出發(fā)生反應(yīng)的電極方程式：Zn極：_；Fe極：_。圖L44917對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。(1)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，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是_。在此過程中，兩個電極上質(zhì)量的變化值：陰極_陽極(填“>”“<”或“”)。(3)利用如圖L449所示的裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_(填“M”或“N”)處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護法稱為_。第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護1A解析 切過菜的刀不及時清洗，在菜刀上形成了以Fe、C為電極的原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性，是因為它們在空氣中表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化。紅熱的鐵絲與水蒸氣接觸和鐵片投入到氯化銅的溶液中是直接發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)腐蝕。2A解析 由原電池反應(yīng)式知：負(fù)極為Fe2e=Fe2，正極為2H2OO24e=4OH，所以A對、B錯；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C錯；根據(jù)原電池原理，鋼柱在空氣與水交界處更容易腐蝕，D錯。3A解析 反應(yīng)2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2中的氧化劑是O2，H2O中各元素的價態(tài)沒變；1 mol O2在反應(yīng)中得到4 mol電子，同樣在反應(yīng)中4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3中的氧化劑也是O2，而且兩個反應(yīng)中O2的化學(xué)計量數(shù)都是1，因此得到的電子均是4 mol，故A項正確，B項錯誤；鋼質(zhì)水管與銅質(zhì)水龍頭連接后形成原電池，其中鋼質(zhì)水管作負(fù)極被腐蝕，故C項錯誤；鋼鐵在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而且主要是發(fā)生吸氧腐蝕，因此D項錯誤。4C解析 鑄鐵輸油管道埋在干燥致密不透氣的土壤中，可隔絕空氣，使鑄鐵輸油管道失去發(fā)生腐蝕的條件，A項正確；鋁不易被腐蝕，是因其活潑性強，在空中金屬鋁表面能迅速被氧化形成保護膜，B項正確；鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Fe失電子，氧化為Fe2，C項錯誤；因鋅比鐵活潑，故白鐵(鍍Zn鐵)表面有劃損時，腐蝕鋅，即鐵被保護，D項正確。5(1)弱酸性或中吸氧2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)較強的酸析氫2H2e=H2Fe2e=Fe2解析 根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及結(jié)果可知：試管內(nèi)液面上升，說明是試管內(nèi)壓強減小，氣體被吸收所致，是鐵釘吸氧腐蝕的結(jié)果，據(jù)此可寫出電極反應(yīng)；試管內(nèi)液面下降說明試管內(nèi)氣體壓強變大，是試管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體所致，是鐵釘析氫腐蝕的結(jié)果。6C解析 犧牲陽極的陰極保護法就是原電池的負(fù)極(陽極)的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕。7A解析 A項鍍層鋅破壞后，Zn比Fe活潑，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極被保護；其他三項均是Fe為負(fù)極，加快了Fe的腐蝕。8A解析 B、C項措施均為加保護層的防化學(xué)腐蝕的保護；D項是利用原電池原理的犧牲陽極的陰極保護法；A項連接電源負(fù)極，屬于使用外加電流的陰極保護法的防腐措施。9(1)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2(2)C(3)負(fù)解析 (1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)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，屬于犧牲陽極的陰極保護法。(3)屬于外加電流的陰極保護法，需把被保護的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。10B解析 Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe2e=Fe2，C是正極，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強減小，b中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強增大，紅墨水柱液面是左高右低，故選B。本題考查鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕。11B解析 裝置中潮濕的水蒸氣為中性，鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，左側(cè)的液面一定會上升；裝置中潮濕的水蒸氣為酸性，鐵絲發(fā)生析氫腐蝕，左側(cè)的液面下降，故左側(cè)液面裝置比裝置的高；裝置中銅與鐵構(gòu)成原電池，腐蝕最為嚴(yán)重；裝置中鐵釘處于干燥環(huán)境，幾乎沒被腐蝕。12B解析 鉚釘處吸氧腐蝕的正極電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，銅作正極不被腐蝕，電子從負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極。13B解析 a、b均能形成原電池，其中a中Fe作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2e=Fe2，Cu作正極，發(fā)生還原反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，銅絲附近呈現(xiàn)紅色；B中Al作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Al3e=Al3，而Fe作正極，發(fā)生還原反應(yīng)：O22H2O4e=4OH。14B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，有0.1 mol Zn溶解，在正極上：2H2e=H2，生成0.1 mol H2。15(1)有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧氣”)隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”)吸收水蒸氣(或“干燥”“保持試管內(nèi)干燥環(huán)境”)(2)鐵的腐蝕要吸收氧氣(或“氧氣參與反應(yīng)”“消耗了氧氣”)使氣體體積減小 不能16(1)電壓表、電流表的指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)沒有鐵氰化亞鐵的特征藍(lán)色出現(xiàn)，而是在鐵電極上有氣體產(chǎn)生(3)通過犧牲陽極(負(fù)極)Zn，為被保護的金屬鐵陰極(正極)提供了足量的電子，使被保護的金屬鐵不會失去電子，所以Fe不腐蝕(4)Zn2e=Zn22H2e=H2解析 本題主要考查了陰極保護法。電壓表和電流表都是為了證明由鐵、鋅和酸化的NaCl溶液組成的原電池是正常工作的；在正常情況下，鐵是可以和酸性溶液中的H反應(yīng)生成Fe2的，F(xiàn)e2能和Fe(CN)63反應(yīng)生成特征的藍(lán)色。如果沒有特征的藍(lán)色出現(xiàn)則證明沒有生成Fe2，即此裝置是起到了保護陰極(正極)，使鐵不被腐蝕的作用，裝置中Zn極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2，鐵極為正極，電極反應(yīng)為2H2e=H2。17(1)2Al3H2O6e=Al2O36H(2)能向電鍍液中不斷補充Cu2，使電鍍液中的Cu2濃度保持恒定(3)N犧牲陽極的陰極保護法解析 (1)陽極鋁被氧化成Al2O3，反應(yīng)過程中有水參加，故電極反應(yīng)式為2Al3H2O6e=Al2O36H。(2)電鍍時，為保證陰極上只有銅析出，就要確保電鍍過程中溶液中有足夠多的Cu2，因此陽極就需要不斷地溶解銅，以補充電鍍液中的Cu2。(3)鐵被保護，可以作原電池的負(fù)極或電解池的陰極。故若X為碳棒，開關(guān)K應(yīng)置于N處，F(xiàn)e作陰極受到保護；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，鐵作正極，稱為犧牲陽極的陰極保護法。