2019-2020年高中化学 第4章 第4节 金属的电化学腐蚀与防护课时作业 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 第4章 第4节 金属的电化学腐蚀与防护课时作业 新人教版选修41下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【解析】A项，Ag在空气中会被氧化而渐渐变暗；B项，铁制品镀锡，当镀层破损时，由于铁比锡活泼，故形成原电池时铁作负极，优先被腐蚀；C项，为牺牲阳极的阴极保护法；D项，输油钢管应与外加直流电源的负极相连。故正确答案为A。【答案】A2铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为()A形成原电池，铝作负极B形成原电池，铜作负极C形成原电池时，电流由铝流向铜D铝质铆钉发生了化学腐蚀【解析】电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极；电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜流向铝。【答案】A3下列各种方法中：金属表面涂抹油漆；改变金属的内部结构；保持金属表面清洁干燥；在金属表面进行电镀；使金属表面形成致密的氧化物薄膜。能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是()ABC D全部【答案】D4下列叙述不正确的是()A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2【解析】选项A，要在铁表面镀锌，铁应该作阴极；选项B，Zn的活动性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体；选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子；选项D，Cl失电子能力大于OH，电解饱和食盐水时，Cl在阳极失去电子变为Cl2。【答案】A5以下现象与电化学腐蚀无关的是()A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银质奖牌(纯银制成)久置后表面变暗【解析】黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜，故黄铜制作的铜锣不易产生铜绿，A项正确；生铁中含有较多的碳，比纯铁芯在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈，B项正确；铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，易被腐蚀生成铁锈，C项正确；银质奖牌久置后可能被氧气或H2S氧化成银的化合物而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，答案为D项。【答案】D6下列说法中，正确的是()镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3nH2O锌和铁构成原电池时，铁作负极铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中A BC D【解析】镀层破损后，白铁形成原电池，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀，说法错误钢铁无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都是失电子生成Fe2，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子生成OH，与Fe2结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈常用Fe2O3nH2O表示。说法正确。锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，说法不正确。根据铅蓄电池的构成，可知说法正确。故选A。【答案】A7如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。【答案】B8镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是()有5.6 g金属被腐蚀有6.5 g金属被腐蚀在标况下有2.24 L气体放出在标况下有1.12 L气体放出ABCD【解析】镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn2e=Zn2，有0.2 mol电子转移，有0.1 mol Zn溶解，在正极上：2H2e=H2，生成0.1 mol H2。故正确答案为B。【答案】B9. 为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()A正极的电极反应方程式为O22H2O4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快【解析】铁是负极，失电子被氧化成Fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH，故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率；但若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈。【答案】D10将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e=Cu2【解析】由图可知外围腐蚀速率大于中心腐蚀速率，腐蚀区将逐渐变小，铁锈环逐渐向中心扩展，当水蒸发完时电化学腐蚀结束。所以液滴中Na、Cl都是随着腐蚀区的减小由b区向a区移动，故A错；Fe被腐蚀时发生氧化反应，所以C错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，铁仍为负极而被腐蚀，D错。【答案】B11(xx济南一中高二检测)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_。(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_。(4)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：_；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是_。【解析】(3)属于钢铁的吸氧腐蚀；(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。【答案】(1)Mg2H=Mg2H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe(3)2H2OO24e=4OH(4)Al3e=Al3铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”12.如右图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(填“化学”或“电化学”)(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_；正极：_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应为：负极_；正极：_。【解析】根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件原理及结果可知：试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。【答案】(1)电化学(2)弱酸性或中 吸氧2Fe4e=2Fe2O24e2H2O=4OH(3)较强的酸析氢Fe2e=Fe22H2e=H213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、易行的实验步骤：首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3min左右，观察到的实验现象为：直形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；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。试回答以下问题：(1)由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。(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_。【解析】钢铁在潮湿环境中形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的前提，而没有潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响铁丝生锈快慢的一个重要因素。【答案】(1)电化学腐蚀负极：2Fe4e=2Fe2，正极：2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管碱石灰(或无水氯化钙)干燥O2(3)与O2接触、与水接触氧气浓度14对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3 bCO2cNaOH dHNO3以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。【解析】(1)碱洗时，部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中AlO转化为Al(OH)3沉淀应向溶液中通入CO2，加HNO3，如过量会造成沉淀部分溶解。铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为：2Al3H2O6e=Al2O36H在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。(2)以Cu做阳极，Cu失电子形成Cu2，使溶液中Cu2浓度保持不变。(3)作为原电池的正极或电解池的阴极的铁被保护，我们把这种方法叫作牺牲阳极的阴极保护法。【答案】(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与H反应使H浓度降低，产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法