2018-2019学年高中化学 第04章 电化学基础 专题4.4 金属的电化学腐蚀与防护（测）新人教版选修4.doc

4-4 金属的电化学腐蚀与防护1为防止海轮船体被腐蚀，应在船体的水线以下位置嵌上一定数量的锌块。下列说法不正确的是A这是利用锌比铁活泼采取的牺牲阳极的阴极保护法B这是利用电解原理采用的外加电流的阴极保护法C因为锌比铁活泼，所以在锌铁海水原电池中，锌是负极，失电子；而铁作正极，被保护D要定期更换锌块才能起到保护作用【答案】B2下列叙述不正确的是A铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀B船底镶嵌锌块，锌做负极，以防止船体被腐蚀C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D电解精炼铜时以纯铜作阴极，粗铜做阳极【答案】C【解析】A、常温下，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应，所以可以保护内部金属不被腐蚀，故A正确；B、在锌、铁原电池中，较活泼的金属锌往往做负极，负极金属易被腐蚀，正极金属可以被保护，故B正确；C、铁比锡活泼，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，锡层不能对铁制品起保护作用，故C错误；D、电解精炼铜时以纯铜作阴极，粗铜做阳极，粗铜中的活泼金属和铜放电，铜离子在阴极析出，故D正确；故选C。3为了防止钢铁腐蚀，下列防护方法正确的是A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的铁闸门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极【答案】C【解析】A项中形成原电池时，铁作负极，加速铁的腐蚀；B项中形成原电池时，铁作负极，加速铁的腐蚀；D项中铸铁管作阳极，加速铁的腐蚀；C项中锌比铁活泼，铁作正极被保护，故选C项。4据统计，金属腐蚀造成的损失远远超过火灾、水灾等自然灾害的总和，越来越被世界各国所重视，下面金属的防腐措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是A汽车底盘喷涂油漆 B掺防腐的金属制成不锈钢菜刀C钢闸门连接电源负极 D地下钢管连接锌块【答案】D5钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化中可能发生的是Fe由+2价转化为+3价 O2被还原 H+被还原有Fe2O3xH2O生成 杂质碳被氧化除去A B C D【答案】C【解析】钢铁锈蚀可能发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，析氢腐蚀中H+得电子被还原成H2；吸氧腐蚀中氧气得电子与水反应生成OH被还原，生成的Fe(OH)2再被氧气进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈Fe2O3xH2O。无论哪一种腐蚀，碳均作正极，仅起导电作用，不参与反应。6图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法正确的是A图中b为纯铜，电解过程中质量减轻，发生的反应为：Cu22eCuB图中向a极移动，但不放电C图中如果a、b间用导线连接时，钢闸门作阴极D图中如果a、b间连接直流电源利用外加电流的阴极保护法时，则X必须用锌【答案】C7下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是A该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B正极为C，发生的反应为氧化反应C在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D正极反应为O22H2O4e=4OH【答案】D【解析】钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极；A从图中看出，空气中的氧气参加反应，所以发生了吸氧腐蚀，故A错误；B碳作正极，发生的反应为还原反应，故B错误；C在酸性环境下，原电池的正极发生氢离子得电子的还原反应，析出氢气，即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀，故C错误；D吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应：O2+2H2O+4e=4OH-，故D正确；故选D。8埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是A 该方法将电能转化成化学能B 在此装置中钢管道作正极C 该方法称为“外加电流的阴极保护法”D 镁块上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】B9下列事实中，不能用电化学理论解释的是() A轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块B高温车间中钢铁设备的腐蚀C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后，反应速率提高D镀锌铁比镀锡铁耐用【答案】B【解析】高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。10如下图所示装置中都盛有01 molL-1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()A B C D【答案】D11根据下图，下列判断中正确的是( )A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯a中发生的反应为2H2O2e=H22OHC烧杯b中发生还原反应D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2【答案】A【解析】根据图中电子移动的方向判断，烧杯a为正极区，电极反应为：O24e2H2O=4OH，烧杯a中c(OH)增大，pH升高，故A正确，B错误；烧杯b为负极区，电极反应为：Zn2e=Zn2，为氧化反应，故C、D错误。12关于下列各装置图的叙述不正确的是A 用装置精炼铜,则b极为精铜,电解质溶液为CuSO4溶液B 装置的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C 装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D 装置中的铁钉浸入浓硫酸中几乎没被腐蚀【答案】B13（1）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。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，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3 bCO2 cNaOH 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_。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极材料的原因是_。【答案】（1）2Al2OH2H2O=23H2 b 2Al3H2O6e=Al2O36H（2）阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2，使电解质溶液中的Cu2保持不变14如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_ _；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_；（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有：_；（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法)。【答案】（1）3、4、5、6 Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH（2）湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在（3）电镀、喷油漆等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等【解析】（1）不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，3、4、5、6发生了电化学腐蚀。负极反应Fe2e=Fe2，正极反应O22H2O4e=4OH。（2）1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。第（3）题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。15（1）在原电池中，通常较活泼的金属做_极，发生_反应；电解池中，与电源正极相连的极是_极，发生_反应。（2）下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：若试管内液面上升，发生_腐蚀，正极反应式为_。若试管内液面下降，发生_腐蚀，正极反应式为_。【答案】（1）负 氧化 阳 氧化 （2）吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 2H+2e-=H216钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：_。（2）利用上图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，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_。（3）上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量_3.2 g(填“”“”或“”)。（4）上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是 ，若将开关K置于N处，发生的总反应是 。【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2（2）N 牺牲阳极的阴极保护法（3） （4）2Fe3+2e-=2Fe2+ Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+（3）上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量3.2 g。（4）上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe3+2e-=2Fe2+；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。