高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 第2課時 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)1 魯科版選修4

第2課時 金屬的腐蝕與防護(hù)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1中國人民銀行于2012年11月20日發(fā)行了2013版熊貓金銀紀(jì)念幣一套。很多銀紀(jì)念幣材料為銅芯鍍銀，依據(jù)你所掌握的電鍍原理，你認(rèn)為這種銀紀(jì)念幣制作時，銅芯應(yīng)做()A陽極 B陰極C正極 D負(fù)極解析：選B。電鍍時，待鍍金屬制品做陰極，鍍層金屬做陽極。在銅芯上鍍銀，故銅芯應(yīng)做陰極。2“瓦良格”號航空母艦，是中國人民解放軍海軍的第一艘可搭載固定翼飛機(jī)的航空母艦。已知航空母艦的主體是鋼鐵，減弱甲板的腐蝕是航母制造過程中需要攻克的一個難題。某同學(xué)設(shè)計如圖實(shí)驗(yàn)，請根據(jù)鐵處于、三種不同的環(huán)境中被腐蝕的快慢，判斷在母艦甲板上最好嵌上的固體應(yīng)為()A鐵 B鋅C碳 D銅解析：選B。母艦甲板嵌上固體鋅后，能起到腐蝕鋅保護(hù)鐵的作用。3為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是()將青銅器放在銀質(zhì)托盤上將青銅器保存在干燥的環(huán)境中將青銅器保存在潮濕的空氣中在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜A BC D解析：選C。Cu比Ag活潑，放在銀質(zhì)托盤上更易受腐蝕，錯；將其保存在干燥的環(huán)境中避免與空氣中的水分和CO2等物質(zhì)接觸，可避免腐蝕，正確，錯誤；覆蓋防滲的高分子膜也可以隔絕潮濕空氣，正確。4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)制品不易生成銅銹C電工操作中規(guī)定：銅、鋁導(dǎo)線不能連在一起D生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹解析：選A。光亮的自行車鋼圈不易生銹，是因?yàn)殇撊Ρ砻驽兩狭艘粚涌垢g的材料，不能構(gòu)成原電池，也就不會發(fā)生電化學(xué)腐蝕；黃銅(Cu、Zn合金)在空氣中構(gòu)成原電池時，Zn做負(fù)極，Cu做正極，所以不易生成銅銹；銅、鋁導(dǎo)線連在一起時，在潮濕的環(huán)境中可以構(gòu)成原電池，Al發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，易造成斷路引起事故；生鐵中含雜質(zhì)碳，構(gòu)成原電池時，鐵做負(fù)極而被腐蝕，因此生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹。5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相同的一段時間。下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)束時現(xiàn)象的描述不正確的是()A裝置左側(cè)的液面一定會下降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：選B。裝置中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出H2，使左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升；裝置中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降得更多，右側(cè)液面上升得更多；裝置中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時間內(nèi)幾乎沒有被侵蝕。6下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是()A鍍鋁塑料 B食品罐頭盒(鍍錫)C白鐵水桶(鍍鋅) D鍍銀銅質(zhì)獎?wù)陆馕觯哼xB。關(guān)鍵是看，鍍層損壞后，暴露出的金屬與鍍層能否形成原電池，形成原電池金屬是否做負(fù)極。A項(xiàng)塑料不會被腐蝕；B項(xiàng)Fe為原電池負(fù)極，錫為原電池的正極，加速Fe的腐蝕；C項(xiàng)Zn為電池的負(fù)極，鐵為原電池的正極，鐵被保護(hù)起來；D項(xiàng)Cu為原電池的負(fù)極，Ag為原電池的正極，加速了銅的腐蝕。但由于Fe比Cu更易失去電子，所以腐蝕最快的是B中的鐵。7將炭粉和鐵粉均勻混合，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉溶液和稀醋酸溶液潤濕過的幾支試管中，并按下圖裝置好儀器，觀察下圖，示意正確的是()解析：選B。用氯化鈉溶液潤濕過的具支試管中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，負(fù)極反應(yīng)：2Fe4e=2Fe2，總反應(yīng)式：2FeO22H2O=2Fe(OH)2，具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，導(dǎo)管中液柱上升；用稀醋酸溶液潤濕過的具支試管中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)：2H2e=H2，負(fù)極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，總反應(yīng)式：Fe2H=Fe2H2，密封的具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)管中液柱下降。8下圖中a為生鐵，A燒杯中放入苯，B燒杯中為1 molL1的稀硫酸，C燒杯中為海水。(1)B中Pt極的電極反應(yīng)式為_。(2)C中Cu極的電極反應(yīng)式為_，Cu極附近溶液中的pH_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是_。(4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為_。解析：(1)B中Pt極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2。(2)C中Cu極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2OO24e=4OH，Cu極附近溶液的pH增大。(3)由于Fe與Pt的活動性差距比Fe與Cu大，故B中反應(yīng)速率快，而A中物質(zhì)是苯，鐵不易被腐蝕，故腐蝕速率由快到慢的順序是B>C>A。(4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為非電解質(zhì)溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。答案：(1)2H2e=H2(2)2H2OO24e=4OH增大(3)B>C>A(4)酒精(或苯、四氯化碳等)能力提升9下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是()A金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是MnH2O=M(OH)nH2B金屬化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne=Mn，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕解析：選B。金屬在潮濕的中性環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕；其腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子，即Mne=Mn，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以A、D項(xiàng)不正確，B項(xiàng)正確。金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接接觸到化學(xué)物質(zhì)，如酸、Cl2等發(fā)生的腐蝕，所以C項(xiàng)不正確。10如圖是一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC)。電池總反應(yīng)為CH3OCH33O2=2CO23H2O。下列說法不正確的是()Aa極為電池的負(fù)極B電池工作時電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極C電池正極的電極反應(yīng)為4HO24e=2H2OD電極工作時，1 mol二甲醚被氧化時就有6 mol電子轉(zhuǎn)移解析：選D。由CH3OCH33O2=2CO23H2O知負(fù)極反應(yīng)為CH3OCH33H2O12e=2CO212H，正極反應(yīng)為O24e4H=2H2O，故1 mol CH3OCH3氧化為CO2時有12 mol e轉(zhuǎn)移，故D不對。11金屬防護(hù)有多種方法。(1)在金屬上噴油漆可以防腐的原因是_，將鋼鐵制品進(jìn)行表面鈍化處理可以防腐的原因是處理中表面形成的_是一種致密性的保護(hù)膜。(2)鍍銅可防止鐵制品被腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨做陽極的原因是_，在此過程中，兩個電極上質(zhì)量的變化值：陰極_陽極(填“>”、“<”或“”)。(3)電化學(xué)原理可用于金屬防護(hù)中：如圖所示的裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，則該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。解析：(2)若用石墨做陽極，則無法向溶液中補(bǔ)充Cu2；工作時因陽極溶解的銅會在陰極上全部析出，故兩個電極的質(zhì)量變化相同。(3)當(dāng)X是碳棒時，鐵與其只有構(gòu)成電解池且鐵做陰極時才能受到保護(hù)，此時K應(yīng)與N相連；當(dāng)X是鋅時，此時K與M相連，鋅與鐵可構(gòu)成原電池，且因鋅比鐵活潑而做負(fù)極，保護(hù)了鐵。答案：(1)將金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離開Fe3O4(2)銅能向電鍍液中補(bǔ)充Cu2，使電鍍液中Cu2的濃度保持恒定(3)N犧牲陽極的陰極保護(hù)法12如圖杠桿AB兩端分別掛著體積相同質(zhì)量相同的空心鐵球和空心銅球。調(diào)節(jié)杠桿使其保持平衡，一段時間后小心加入濃CuSO4溶液，回答下列有關(guān)問題(不考慮鐵絲反應(yīng)和兩球的浮力變化)。(1)若杠桿為絕緣體，則A端_(填“高”或“低”)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)若杠桿為導(dǎo)體，則A端_(同上)，在此過程中鐵絲、杠桿、小球、CuSO4溶液構(gòu)成了原電池，電極反應(yīng)分別是正極：_，負(fù)極：_。(3)若杠桿為導(dǎo)體且把CuSO4溶液改為NaCl溶液，則_球發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)分別是正極：_，負(fù)極：_。解析：(1)加入CuSO4溶液，發(fā)生置換反應(yīng)：FeCuSO4=CuFeSO4，n(Fe)n(Cu)，則m(Fe)m(Cu)，銅附著在鐵球上，鐵球質(zhì)量增大。(2)構(gòu)成原電池，鐵球做負(fù)極，失電子，銅球做正極，溶液中Cu2在銅球上析出。(3)改為NaCl溶液時，仍為原電池結(jié)構(gòu)，鐵為負(fù)極，銅為正極，發(fā)生吸氧腐蝕。答案：(1)低FeCu2=Fe2Cu(2)高Cu22e=CuFe2e=Fe2(3)鐵吸氧O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe213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。(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_。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，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(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門腐蝕的速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。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(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極上。答案：(1)負(fù)極：2Fe4e=2Fe2；正極：O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)14如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置，分別回答下列問題：(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入KSCN溶液呈無色，再滴入氯水即可觀察到鐵釘附近的溶液變紅色，表明鐵被_；向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞試液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應(yīng)為_。(2)裝置2中的石墨是_極(填“正”或“負(fù)”)，該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為_。(3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞試液，觀察到石墨電極附近首先變紅。電源的M端為_極，甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為_。乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_。停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，則甲燒杯中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為_mL。解析：(1)先滴入KSCN無色，又滴入氯水后顯紅色，說明有Fe2生成，則鐵被氧化。(2)裝置2為具有鹽橋的原電池，銅為負(fù)極，石墨為正極，電解質(zhì)溶液為氯化鐵溶液。(3)裝置3甲乙均為電解池，甲中電解氯化鈉溶液，滴入酚酞試液，石墨電極附近變紅色，石墨為陰極，則M為電源的正極，甲中鐵為陽極，活性電極做陽極，陽極自身失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；乙中為電解硫酸銅溶液。乙中：Cu22e=Cu，當(dāng)增重0.64 g時，轉(zhuǎn)移電子0.02 mol，甲中：2H2e=H2。當(dāng)轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時，生成氣體0.01 mol，即224 mL。答案：(1)氧化O24e2H2O=4OH(2)正2Fe3Cu=2Fe2Cu2(3)正Fe2e=Fe22Cu22H2O 2CuO24H224我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。