2019高中化学第四章课下能力提升（二十二）金属的电化学腐蚀与防护（含解析）新人教版.docx

金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1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：选A水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。2如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正极反应式为O22H2O4e=4OH解析：选D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。从图中看出，海水中的氧气减少，所以发生了吸氧腐蚀，故A错误；碳作正极，发生的反应为还原反应，故B错误；在酸性环境下，原电池的正极发生H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；吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应：O22H2O4e=4OH，故D正确。3双选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：选BD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。4我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2OO24e=4OHC在电化学腐蚀过程中有氢气产生D发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe2e=Fe2解析：选B金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的H直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加之电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的H得电子生成氢气，正极反应式为2H2e=H2，故B错误，C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，故D正确。5如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是()Aa中铁钉附近呈现红色Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生解析：选Ba、b均构成原电池，a中Fe为负极，铜丝为正极发生O22H2O4e=4OH，故a中铜丝处变红，b中Al为负极，Fe为正极，附近有OH生成，故B项正确。6.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：选D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，反应式为O22H2O4e=4OH，A项正确；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项正确；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项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误。7.如图是金属牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，有关说法正确的是()A该装置为电解池B本实验牺牲了金属Fe来保护金属ZnC若加入K3Fe(CN)6溶液后，Fe电极附近不会产生特征的蓝色沉淀D远洋货轮上镶嵌的金属Zn长时间没有什么变化，不需要更换解析：选C根据图示，装置中没有电源，属于原电池，故A错误；锌的活泼性比铁强，锌作负极，被腐蚀，本实验牺牲了金属Zn来保护金属Fe，故B错误；锌的活泼性比铁强，锌作负极，铁没有被腐蚀，加入K3Fe(CN)6溶液后，Fe电极附近不会产生特征的蓝色沉淀，故C正确；远洋货轮上镶嵌的金属Zn会被腐蚀，需要定期更换，故D错误。8.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吸氧腐蚀的电极反应：负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH，溶液中发生反应：Fe22OH=Fe(OH)2，Fe(OH)2继续被氧化：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水形成铁锈。9为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，下列对实验结束时现象描述不正确的是()A装置左侧的液面一定会上升B左侧液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选B装置中潮湿的水蒸气为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，左侧的液面一定会上升；装置中潮湿的水蒸气为酸性，铁钉发生析氢腐蚀，左侧的液面下降，故左侧液面装置比装置的高；装置中铜与铁构成原电池，腐蚀最为严重；装置中铁钉处于干燥环境，几乎没被腐蚀。10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图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关由M置于N，CuZn作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，C项错误；图d中干电池放电时MnO2发生还原反应，体现还原性，D项错误。二、非选择题11如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。(1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于_腐蚀(填“化学”或“电化学”)。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_，发生_腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为_，正极为_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_，发生_腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为_，正极为_。(4)若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在_(填“甲”或“乙”)溶液中腐蚀的速率快。解析：铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，外加电解质溶液，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。依据腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，是发生吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内压强增大，生成气体，是发生析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。对于同一金属来说，在强电解质溶液中腐蚀的速率大于在弱电解质溶液中腐蚀的速率。答案：(1)电化学(2)碱性、弱酸性或中性吸氧 2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(3)较强的酸性析氢Fe2e=Fe22H2e=H2(4)乙12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的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的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下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严重请回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是_(填序号)；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是_。(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法)。解析：(1)只要铁丝表面变暗则发生了腐蚀，由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6。(2)实验内容中进行对比的湿度、温度、O2的浓度(氧气流与空气)、电解质溶液(NaCl溶液)等条件就是影响铁锈蚀速率的因素。(3)从改变物质的内部结构方面及覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考。答案：(1)3、4、5、6Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在(3)电镀、发蓝、喷油漆、喷镀等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等(其他答案合理即可)能力提升13某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K试管内取用液体实验目的298食盐水( )实验和探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响()实验和_探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响()实验和_探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响 (2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是_(填字母)。A在铁门、铁窗表面涂上油漆B自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方C家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率解析：(1)实验探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。实验探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。实验探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。(2)A项涂油漆保护钢窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。答案：(1)实验编号T/K试管内取用液体实验目的298食盐水()()(只要与前面、对应即可)298碳酸水308食盐水298植物油 (2)AC14关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：Fe(s)2e=Fe2；He=H；4HO2(g)=2H2O；4Fe2O2(g)(42x)H2O=2(Fe2O3xH2O)(s)8H根据以上过程，回答下列问题：(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是_。A以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀B从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂C反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化D从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有_。A给铁件铆上一些锌板B给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接C在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金D在铁件表面涂上一层较厚的沥青(3)现有质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为_L，反应后铁件的质量为_