高中化学电化学基础 第4节 金属的电化学腐蚀与防护课后素养演练版

金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 基基 础础 巩巩 固固 1下列有关金属腐蚀的说法正确的是( D ) 导学号 68732770 A金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈 D电化学腐蚀伴有电流产生 解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐蚀， 电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故 A、B 错误；钢铁腐蚀最普遍的是 吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C 错误。 2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 ) 导学号 68732771 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，钢制水管腐蚀速率加快，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。 3如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的 NaCl 溶液中，可以看到贴近金属条一边 的溶液出现粉红色，该金属条可能是( A ) 导学号 68732772 ACu BAl CZn DMg 解析：溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成 OH导致的。 4下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是 ( D ) 导学号 68732773 A自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈 B外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连 C钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2OO24e=4OH D钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe3e=Fe3 解析：钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为 Fe2e=Fe2，D 项错误。 5(双选)下列叙述错误的是( CD ) 导学号 68732774 A在钢制船舶的外壳装上若干镁合金块，可抑制船舶外壳的腐蚀 B将金属 X、Y 用导线连接并放入食醋中，Y 上产生气泡，说明 X 比 Y 金属活动性强 C在通常条件下能快速发生的化学反应，都可用于设计原电池 D向锌与稀硫酸反应的容器中加入少量铜粉之后，生成氢气的速率显著提高，原因是 铜发挥了催化剂作用 解析：只有氧化还原反应才有可能用于设计原电池，而在通常条件下能快速发生的化 学反应不一定是氧化还原反应，则 C 不正确。向锌与稀硫酸反应的容器中加入少量铜粉之 后，构成了锌为负极、铜为正极、硫酸溶液为电解质溶液的原电池，加快了生成氢气的速 率，铜发挥的是原电池正极的作用，而不是催化剂作用，则 D 不正确。 6铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为： 4Fe3O2xH2O=2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈 的铁架横杆是( C ) 导学号 68732775 A B C D 解析：此处铁生锈属于吸氧腐蚀。处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈 蚀速率较慢；处已与电解质溶液接触，但处含 O2较少，所以处腐蚀最快。 7下列叙述正确的是( B ) 导学号 68732776 锌跟稀硫酸反应制 H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀 电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极 冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解 钢铁表面常易腐蚀生成 Fe2O3nH2O A全部 B C D 解析：对，因为能组成原电池，反应速率加快。错，因为白口铁(镀锌的铁)镀层 破损后，腐蚀锌保护铁，马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁、保护锡；对，因为电镀时，镀件 金属作阴极，镀层金属作阳极；对，因为氧化铝熔点很高，只有在冰晶石助熔剂的作用 下，在较低温度下就能熔融，可节能降耗；对，因为铁锈的主要成分是 Fe2O3nH2O，显 红色。 8取 6 根铁钉，6 支干净的试管及其他材料，如图所示。导学号 68732777 试管放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触； 试管在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使 铁钉和干燥空气接触； 试管先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气) 浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触； 试管中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触； 试管放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片； 试管放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。 把 6 支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。 (1)上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是_(填试管序号)；在电化学腐蚀中， 负极反应是_2Fe4e=2Fe2_，正极反应是_O22H2O4e=4OH_。 (2)从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是_水、空气、电解质溶液 和不活泼金属杂质的存在_。 (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_在表面涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀 上不易生锈的合金或牺牲阳极的阴极保护法(答出其中两种即可)_(答两种方法)。 解析：(1)由于、两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以 未被腐蚀。而试管尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中作负极，使 铁变成亚铁离子的反应难以发生，所以铁也未被腐蚀。发生电化学腐蚀的负极反应为 Fe2e=Fe2，正极反应为 O22H2O4e=4OH。 (2)对比发生电化学腐蚀的试管和未发生电化学腐蚀的试管中铁钉的锈蚀情况，可知引 起和促进铁钉腐蚀的条件为水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。 (3)电镀、发蓝、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法等都可 以保护金属。 素素 能能 拓拓 展展 1以下现象与电化学腐蚀无关的是( D ) 导学号 68732778 A镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀 B纯铁不容易生锈 C镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D输送氯气的钢管易被氯气腐蚀 解析：A 项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe 作负极，易被腐蚀；而镀锌铁器表 面破损时形成原电池，Fe 作正极，被保护。B 项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐 蚀。C 项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D 项中是铁和 Cl2 直接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。 2为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是( C ) 导学号 68732779 A在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B在排放海水的钢铁阀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在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极 解析：A、B 中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D 中铸铁管作阳极，加速 腐蚀；C 中锌比铁活泼，铁作正极，故选 C。 3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 ( B ) 导学号 68732780 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 B C 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。 4下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( D ) 导学号 68732781 A若 X 为碳棒，开关 K 置于 A 处可减缓铁的腐蚀 B若 X 为锌棒，开关 K 置于 A 或 B 处均可减缓铁的腐蚀 C若 X 为锌棒，开关 K 置于 B 处时，为牺牲阳极的阴极保护法 D若 X 为碳棒，开关 K 置于 B 处时，铁电极上发生的反应为 2H2e=H2 解析：A 选项，若 X 为碳棒，开关 K 置于 A 处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极 保护法，正确；B 选项，若 X 为锌棒，开关 K 置于 A 处时形成电解池，Fe 作阴极被保护， 置于 B 处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，B、C 选项正确；若 X 为碳棒，开关 K 置于 B 处时，铁电极上发生的反应为 Fe2e=Fe2，D 错误。 5下列关于铁的腐蚀、防护的叙述正确的是( A ) 导学号 68732782 A用铁锅烧制糖醋鱼时，铁锅会发生化学腐蚀和析氢腐蚀 B铁发生吸氧腐蚀的负极反应可用 O24e2H2O=4OH表示 C常温下，铁在浓硫酸中比在稀硫酸中腐蚀得快 D可用右图表示对钢铁采取外加电流的阴极保护法的原理 解析：铁锅在受热时会被氧气氧化，这是铁的化学腐蚀；食醋呈酸性，铁在酸性条件 下会发生析氢腐蚀，A 项正确。铁发生吸氧腐蚀的负极反应为 Fe2e=Fe2，正极反应 为 O24e2H2O=4OH，B 项不正确。 常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，在稀硫酸中发生反应：Fe2H=Fe2H2，C 项不正确。 该图表示的是对钢铁采取牺牲阳极(原电池的负极，发生氧化反应)的阴极保护法的原 理，锌块是负极，被氧化，钢件是正极，被保护，D 项不正确。 6.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是 ( D ) 导学号 68732783 Ad 为石墨，铁片腐蚀加快 Bd 为石墨，石墨上电极反应为 O22H2O4e=4OH Cd 为锌块，铁片不易被腐蚀 Dd 为锌块，铁片上电极反应为 2H2e=H2 解析：由于活动性：铁石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电 子被氧化变为 Fe2，进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁片 腐蚀比没有形成原电池时的速率快，A 正确；d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是 吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为 O22H2O4e=4OH，B 正确；若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被 腐蚀的是 Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C 正确；d 为锌块，由于电解质为中性环境， 发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为 O22H2O4e=4OH，D 错误。 7下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( B ) 导学号 68732784 A钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀 C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为 Fe3e=Fe3 解析：钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A 项错误；铁 遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B 项正确；钢管 与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C 项错误； 钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为 Fe2e=Fe2，D 项错误。 8关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是( D ) 导学号 68732785 A钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为 Fe2e=Fe2 B钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为 O22H2O4e=4OH C地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法 D用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极 解析：钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁失去电子做负极，电极反应式为 Fe2e=Fe2，钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为 O22H2O4e=4OH，A、B 正确。 地下钢管连接镁块，镁比铁活泼，镁做负极，铁做正极得到保护，C 正确。用外加电流的 阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁连接电源的负极，D 错误。 9钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。 导学号 68732786 (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，溶液 中发生的化合反应的化学方程式为_2FeCl3Fe=3FeCl2 。 (2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀_B、D_。 (3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图： A 电极对应的金属是_铜_(写元素名称)，B 电极的电极反应式是 _Cu22e=Cu_。 若电镀前 A、B 两金属片质量相同，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_0.08_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_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