2018-2019学年高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能——电池 第2课时 金属的腐蚀与防护作业2 鲁科版选修4.doc

第2课时 金属的腐蚀与防护知能演练轻松闯关学生用书单独成册基础温故1相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：选C。A中，食醋做电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属做负极；B中，食盐水做电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属做负极，碳做正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨做电解质溶液，铁铆钉和铜板分别做负极、正极，形成原电池。2“辽宁号”航空母舰，是中国人民解放军海军的第一艘可搭载固定翼飞机的航空母舰。已知航空母舰的主体是钢铁，减弱甲板的腐蚀是航母制造过程中需要攻克的一个难题。某同学设计如图实验，请根据铁处于、三种不同的环境中被腐蚀的快慢，判断在母舰甲板上最好嵌上的固体应为()A铁B锌C碳 D铜解析：选B。母舰甲板嵌上固体锌后，能起到腐蚀锌保护铁的作用。3下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()金属的腐蚀全部是氧化还原反应金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A BC D解析：选C。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。4下列各装置中都盛有0.1 molL1的NaCl溶液，放置一定时间后，纯锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是()A BC D解析：选A。中纯锌片为原电池的负极，中纯锌片为电解池的阳极，故中纯锌片腐蚀的速率较快，且；中纯锌片为电解池的阴极受到保护，腐蚀速率最慢，故腐蚀速率由快到慢的顺序为。5将炭粉和铁粉均匀混合，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的几支具支试管中，并按下图装置好仪器，观察下图，正确的是()解析：选B。用氯化钠溶液润湿过的具支试管中发生吸氧腐蚀，正极反应：O22H2O4e=4OH，负极反应：2Fe4e=2Fe2，总反应式：2FeO22H2O=2Fe(OH)2，具支试管内气体压强减小，导管中液柱上升；用稀醋酸溶液润湿过的具支试管中发生析氢腐蚀，正极反应：2H2e=H2，负极反应：Fe2e=Fe2，总反应式：Fe2H=Fe2H2，密封的具支试管内气体压强增大，导管中液柱下降。6糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()A脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B脱氧过程中铁做原电池正极，电极反应为Fe3e=Fe3C脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为2H2OO24e=4OHD含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)解析：选D。在脱氧过程中，由铁、碳做电极，氯化钠溶液做电解质溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应；在脱氧过程中，碳做正极，铁做负极失电子发生氧化反应生成Fe2，Fe2最终被氧气氧化为Fe3，由电子守恒知消耗氧气的体积(标准状况下)V(O2)22.4 Lmol1(31.12 g/56 gmol1)/4336 mL。7化学是一门以实验为基础的自然学科，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_。(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如下。A电极对应的金属是_(写名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，两者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子数目为_(设NA为阿伏加德罗常数的值)。解析：(1)B装置，因铁棒做正极，故受保护不被腐蚀；D装置中铁棒做电解池的阴极，故受保护不被腐蚀。(2)涉及的电极反应，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu，设两极原来的质量均为m g，阳极溶解的铜的物质的量为x mol，则阴极上析出的铜的质量为64x g，由电镀完成后两者质量差为5.12 g，即64x64x5.12，则x0.04，故参加反应的铜的物质的量为0.04 mol，电路中通过的电子数目为0.08NA。答案：(1)BD(2)铜Cu22e=Cu0.08NA8如图所示，液面上浮着一个空心铁球。(1)数天后可观察到的现象是_。铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升ABC D(2)发生上述现象的原因是_(用电极反应式及必要的文字予以说明)。解析：量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe4e=2Fe2，正极反应是O22H2O4e=4OH。Fe2与OH结合成Fe(OH)2，再被O2氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水成为Fe2O3xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。答案：(1)B(2)铁球发生了吸氧腐蚀。其负极反应为2Fe4e=2Fe2，正极反应为O22H2O4e=4OH，总反应为2FeO22H2O=2Fe(OH)2，随后发生的反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O能力提升9下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：选B。A项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀，而溶液内部氧气浓度较小，腐蚀较慢，A错误；B项，由M改置于N后，锌做原电池的负极，CuZn 合金应充当原电池的正极，明显受到了一定的保护，腐蚀速率减小，B正确；C项，接通开关时，锌做原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌上(负极)产生，而是在铂上(正极)产生，C错误；D项，ZnMnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。10铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()A正极的电极反应为2H2e=H2B此过程中还涉及的反应：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此过程中铜并不被腐蚀D此过程中电子从Fe流向Cu解析：选A。该图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为2Fe4e=2Fe2，铜板做正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，当形成Fe(OH)2后，还发生反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故A项错误。11出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜低B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选D。合金的熔点一般低于成分金属的熔点，A正确；锡比铜活泼，形成原电池时做负极，被腐蚀，从而铜被保护，B正确；金属在潮湿的环境中比在干燥的环境中腐蚀快，C正确；电化学腐蚀的过程中发生原电池反应，属于化学反应，D错误。12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金属被腐蚀在标准状况下有2.24 L气体放出在标准状况下有1.12 L 气体放出A BC D解析：选B。首先确定：负极反应：Zn2e=Zn2，正极反应：2H2e=H2，其次根据“0.2 mol电子发生转移”进行计算。13防止金属的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。(1)图甲是模拟钢铁腐蚀的装置(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)，发生的腐蚀主要是电化学中的_腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式为_，NaCl溶液中Cl_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)为降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图乙方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。A铜 B钠C锌 D石墨(3)图丙所示方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应连接直流电源的_极，这种防止金属腐蚀的方法叫做_。(4)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是_。解析：(1)由于是Fe与稀H2SO4的反应，所以是析氢腐蚀。正极反应为2H2e=H2。由于Fe失电子，Fe2进入NaCl溶液中，盐桥中Cl会移向NaCl溶液中保持电荷平衡，Cl增大。(2)R活泼性应比铁强且能稳定存在于水溶液中，选锌。(3)图丙是外加电流的阴极保护法，铁闸门接电源负极。答案：(1)析氢2H2e=H2增大(2)C(3)负外加电流的阴极保护法(4)铜做阳极可失电子转变为Cu2进入溶液补充阴极上放电的Cu2，使电镀液中c(Cu2)保持稳定14下图中a为生铁，A烧杯中放入苯，B烧杯中为1 molL1的稀硫酸，C烧杯中为海水。(1)B中Pt极的电极反应式为_。(2)C中Cu极的电极反应式为_，Cu极附近溶液中的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_。(4)要使B中的铁难被腐蚀，可将B中的稀硫酸改为_。解析：(1)B中Pt极的电极反应式为2H2e=H2。(2)C中Cu极是正极，发生还原反应，电极反应式为2H2OO24e=4OH，Cu极附近溶液的pH增大。(3)由于Fe与Pt的活动性差距比Fe与Cu大，并且B中为稀硫酸，故B中反应速率快，而A中物质是苯，铁不易被腐蚀，故腐蚀速率由快到慢的顺序是BCA。(4)要使B中的铁难被腐蚀，可将B中的稀硫酸改为非电解质溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。答案：(1)2H2e=H2(2)2H2OO24e=4OH增大(3)BCA(4)酒精(或苯、四氯化碳等)