2018-2019学年高中化学 第四章 电化学基础 第四节《金属的电化学腐蚀与防护》习题跟踪训练 新人教版选修4.doc

第四节 金属的电化学腐蚀与防护随堂基础巩固1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：MnH2O=M(OH)nn/2 H2B金属的化学腐蚀的实质是：Mne=Mn，电子直接转移给还原剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀解析：金属在潮湿的空气中发生的如果是吸氧腐蚀，则不生成氢气。金属发生化学腐蚀时，电子直接转移给氧化剂。金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。答案：D2关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是()A正极就是阳极 B负极就是阴极C阳极上发生氧化反应 D正极上发生氧化反应解析：牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。答案：C3缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A镁 B铝C锌 D铜解析：金属丝一边溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生OH，即正极反应式：2H2OO24e=4OH，因此金属丝的活泼性比Fe差，铜符合题目要求。答案：D4判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程，所以都是化学腐蚀。()(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加。()(3)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。()(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe3e=Fe3。()(5)白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率加快。()(6)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)5钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图甲所示的方案，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)如图乙方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极上。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上铁失电子，正极上O2得电子；(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属，如锌，可使锌失电子而保护铁；(3)属于外加电流的阴极保护法。答案：(1)负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负课时跟踪训练(时间45分钟满分60分)一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1下列现象与电化学腐蚀无关的是()A生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿D与铜管连接的铁管易生锈解析：B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。答案：B2双选题为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施是()A与石墨棒相连 B与直流电源负极相连C与直流电源正极相连 D与锌板相连解析：防止金属腐蚀的电化学保护法中，一是牺牲阳极的阴极保护法，二是外加电源的阴极保护法，B是外加电源的阴极保护法，D是牺牲阳极的阴极保护法。答案：BD3钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢质水管腐蚀速度加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。答案：A4右图装置中，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：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe2e=Fe2，C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小，b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低，故选B。答案：B5双选题铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 molL1的NaCl溶液中，可能发生的反应是()A碳棒上放出氯气 B碳棒附近产生OHC碳棒上放出氧气 D铁钉被氧化解析：铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl溶液中，实质上是形成了原电池，据原电池工作原理，Fe比C活泼，因此铁被氧化；而NaCl溶液呈中性，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原反应：O22H2O4e=4OH。答案：BD6为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是()A正极的电极方程式为：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，A正确，D错误；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，C正确；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，B正确。答案：D7镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，则下列说法正确的是()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：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn2e=Zn2，当有0.2 mol电子转移时，有0.1 mol Zn溶解，在正极上：2H2e=H2，生成0.1 mol H2。答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8(6分)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。(1)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_。(2)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如上图所示：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：(1)属于钢铁的吸氧腐蚀。(2)属于牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)2H2OO24e=4OH(2)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”9(6分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)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_。(2)利用右图装置，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)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜。(2)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(2)N牺牲阳极的阴极保护法(或：牺牲阳极保护法)10(12分)下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。解析：Fe、C粉食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀。故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，Fe粉炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。答案：(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2OO24e=4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中11(15分)钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈，现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，发生的化合反应的化学方程式为_。(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如下图所示：请回答：A电极对应的金属是_(写元素符号)，B电极的电极反应是_。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，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，Fe2O3和盐酸反应生成Fe3，2FeCl3Fe=3FeCl2。(2)B项是牺牲阳极(Zn)的阴极(Fe)保护法，D是外电电源的阴极(Fe)保护法。(3)电镀的特点是：待镀金属做阴极，镀层金属做阳极，则A为阳极应是铜，B为阴极，电极反应为Cu22e=Cu。两极质量差为5.12 g，则每极变化质量为2.56 g，转移电子的物质的量为20.08 mol。镀层破损后易形成原电池，铁比铜活泼，铁做负极更易被腐蚀。答案：(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)BD(3)CuCu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可)