2019高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护精练新人教版.docx

金属的电化学腐蚀与防护A组定向巩固定向巩固一、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的比较1.下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是()A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应解析:D项,铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为铝易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜,使内部金属不被腐蚀。答案:D2.导学号90514171下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是:M+nH2OM(OH)n+H2B.金属的化学腐蚀的实质是:M-ne-Mn+,电子直接转移给氧化剂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析氢腐蚀解析:金属在潮湿的中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀,D项不正确;金属腐蚀的实质是金属失电子,即M-ne-Mn+,化学腐蚀中,电子直接转移给氧化剂,B项正确;金属的化学腐蚀是金属与接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀,所以C项不正确。答案:B3.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.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-B.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-,故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2快;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;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:D定向巩固二、金属腐蚀快慢的判断方法4.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3Fe下列说法不正确的是()A.在pH6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H+4e- 2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓解析:C项,在pH14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。答案:C5.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,Cu-Zn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,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析:A项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C项,接通开关后形成原电池,Zn的腐蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2;D项,该干电池自放电腐蚀是NH4Cl产生的H+的氧化作用引起的。答案:B6.导学号90514172甲、乙、丙的电极材料都是铁棒与石墨棒,电解质溶液均为饱和NaCl溶液。试回答下列问题:(1)甲中石墨棒上的电极反应式为。(2)甲、乙、丙中铁棒腐蚀的速率由大到小的顺序为。(3)将湿润的淀粉KI试纸放在乙池的石墨棒附近,发现试纸先变蓝,一段时间后蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化了。若参加反应的Cl2和I2的物质的量之比为51,且生成两种酸,则该反应的化学方程式为。若乙池转移0.02 mol电子后停止实验,此时电解质溶液的体积是200 mL(忽略气体在溶液中的溶解),则在常温下所得溶液的pH=。解析:(1)甲中Fe、C、NaCl溶液形成原电池,石墨棒为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。(2)分析甲、乙、丙可知,甲中形成原电池,Fe的腐蚀速率最快;乙中Fe与电源的负极相连,被保护,腐蚀速率最慢。(3)根据题给信息“参加反应的Cl2和I2的物质的量之比为51,且生成两种酸”可知该化学方程式为I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl;乙池中发生的反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,转移0.02mol电子时生成0.02molNaOH,c(NaOH)=0.1molL-1,所以常温下所得溶液的pH为13。答案:(1)O2+2H2O+4e-4OH-(2)甲丙乙(3)I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl13定向巩固三、金属的防护7.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是()解析:A、B、D都能形成原电池而使Fe被腐蚀,而C中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。答案:C8.下列装置中电解质溶液均为稀硫酸。对铁而言,体现的是外加电流的阴极保护法的是()解析:A项属于牺牲阳极的阴极保护法;B项中铁作阳极,腐蚀更快;C项中右侧装置两电极的活动性相差较大,所以右侧为原电池,铁与原电池的负极相连,为外加电流的阴极保护法,正确;D项中不能构成原电池。答案:C9.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是()A.金属棒X的材料可能为铜B.金属棒X的材料可能为钠C.钢管附近土壤的pH增大D.这种方法称为外加电流的阴极保护法解析:A项,构成的原电池中,金属棒X作负极,故X的活动性应该强于铁,A项错误;B项,金属钠性质很活泼,极易与空气、水反应,不能作电极材料,B项错误;C项,该装置发生吸氧腐蚀,正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子,导致钢管附近土壤的pH增大,C项正确;D项,该装置没有外接电源,不属于外加电流的阴极保护法,D项错误。答案:CB组综合提升1.(2016山东济南一中期中)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是()A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:外加电流的阴极保护法中把要保护的金属连接在直流电源的负极上,使其作为电解池的阴极被保护,A项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与H2O、O2等接触发生反应,B、C项不符合题意;地下钢管连接镁块利用的是原电池原理,镁为负极被氧化,钢管为正极被保护,D项不符合题意。答案:A2.(2016浙江绍兴一中期中)将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现AB段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重,下列关于此现象的说法错误的是()A.铁棒AB段发生的反应为O2+2H2O+4e-4OH-B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从AB段到BC段C.向水中加入一定量硫酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同解析:铁在水中发生吸氧腐蚀,BC段作原电池负极,AB段作原电池正极,正极发生反应O2+2H2O+4e-4OH-,故A项正确;腐蚀过程中电子从BC段流向AB段,电流方向为从AB段到BC段,故B项正确;向水中加入一定量的硫酸钾固体后,离子浓度增大,铁棒的生锈速率增大,故C项错误;此原电池的构成是由于铁棒所处的化学环境不同,故D项正确。答案:C3.(2016黑龙江牡丹江一中期中)用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下。分析图像,以下结论错误的是()A.溶液pH2时,生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D.两溶液中负极反应均为Fe-2e-Fe2+解析:根据pH=2时锥形瓶中气体压强与时间的关系知,压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该装置中发生了析氢腐蚀,可推知溶液pH2时,生铁发生析氢腐蚀,故A项正确;pH=4时锥形瓶中气体压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生了吸氧腐蚀,故B项正确;根据压强与时间的关系图知,pH=2的溶液和pH=4的溶液中,变化相同的压强时所用时间不同,前者比后者使用时间长,说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率,故C项错误;两溶液中都发生电化学腐蚀,铁均作负极,负极反应式均为Fe-2e-Fe2+,故D项正确。答案:C4.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原C.轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-Fe3+,继而形成铁锈解析:弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀,故A项错误;金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化,故B项错误;C项中利用了牺牲阳极的阴极保护法,故C项正确;负极上Fe失去电子生成Fe2+,故D项错误。答案:C5.如图所示是探究铁发生腐蚀的装置。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降,一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法不正确的是()A.开始时发生的是析氢腐蚀B.一段时间后发生的是吸氧腐蚀C.两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe-2e-Fe2+D.析氢腐蚀的总反应式为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2解析:雨水呈酸性,开始时铁钉发生析氢腐蚀;一段时间后雨水的pH升高,铁钉发生吸氧腐蚀,故U形管左端红墨水水柱先下降后上升。析氢腐蚀时O2不参加反应,D项错误。答案:D6.导学号90514173市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生反应放出的热量。(2)石墨粉的主要作用是。(3)加入氯化钠的主要作用是。(4)有关的电极反应式:负极,正极。(5)试用化学方程