2018年高中化学 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1鲁科版.docx

第2课时 金属的腐蚀与防护基础达标1中国人民银行于2012年11月20日发行了2013版熊猫金银纪念币一套。很多银纪念币材料为铜芯镀银，依据你所掌握的电镀原理，你认为这种银纪念币制作时，铜芯应做()A阳极 B阴极C正极 D负极解析：选B。电镀时，待镀金属制品做阴极，镀层金属做阳极。在铜芯上镀银，故铜芯应做阴极。2“瓦良格”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为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()将青铜器放在银质托盘上将青铜器保存在干燥的环境中将青铜器保存在潮湿的空气中在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜A BC D解析：选C。Cu比Ag活泼，放在银质托盘上更易受腐蚀，错；将其保存在干燥的环境中避免与空气中的水分和CO2等物质接触，可避免腐蚀，正确，错误；覆盖防渗的高分子膜也可以隔绝潮湿空气，正确。4下列事实与电化学腐蚀无关的是()A光亮的自行车钢圈不易生锈B黄铜(Cu、Zn合金)制品不易生成铜锈C电工操作中规定：铜、铝导线不能连在一起D生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈解析：选A。光亮的自行车钢圈不易生锈，是因为钢圈表面镀上了一层抗腐蚀的材料，不能构成原电池，也就不会发生电化学腐蚀；黄铜(Cu、Zn合金)在空气中构成原电池时，Zn做负极，Cu做正极，所以不易生成铜锈；铜、铝导线连在一起时，在潮湿的环境中可以构成原电池，Al发生氧化反应而被腐蚀，易造成断路引起事故；生铁中含杂质碳，构成原电池时，铁做负极而被腐蚀，因此生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈。5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相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A装置左侧的液面一定会下降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。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。6下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是()A镀铝塑料 B食品罐头盒(镀锡)C白铁水桶(镀锌) D镀银铜质奖章解析：选B。关键是看，镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，形成原电池金属是否做负极。A项塑料不会被腐蚀；B项Fe为原电池负极，锡为原电池的正极，加速Fe的腐蚀；C项Zn为电池的负极，铁为原电池的正极，铁被保护起来；D项Cu为原电池的负极，Ag为原电池的正极，加速了铜的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失去电子，所以腐蚀最快的是B中的铁。7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试管中，并按下图装置好仪器，观察下图，示意正确的是()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。8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，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)能力提升9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MnH2O=M(OH)nH2B金属化学腐蚀的实质是Mne=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：选B。金属在潮湿的中性环境中主要发生吸氧腐蚀；其腐蚀的本质都是金属失电子，即Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂，所以A、D项不正确，B项正确。金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质，如酸、Cl2等发生的腐蚀，所以C项不正确。10如图是一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC)。电池总反应为CH3OCH33O2=2CO23H2O。下列说法不正确的是()Aa极为电池的负极B电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极C电池正极的电极反应为4HO24e=2H2OD电极工作时，1 mol二甲醚被氧化时就有6 mol电子转移解析：选D。由CH3OCH33O2=2CO23H2O知负极反应为CH3OCH33H2O12e=2CO212H，正极反应为O24e4H=2H2O，故1 mol CH3OCH3氧化为CO2时有12 mol e转移，故D不对。11金属防护有多种方法。(1)在金属上喷油漆可以防腐的原因是_，将钢铁制品进行表面钝化处理可以防腐的原因是处理中表面形成的_是一种致密性的保护膜。(2)镀铜可防止铁制品被腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是_，在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极_阳极(填“”、“”或“”)。(3)电化学原理可用于金属防护中：如图所示的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，则该电化学防护法称为_。解析：(2)若用石墨做阳极，则无法向溶液中补充Cu2；工作时因阳极溶解的铜会在阴极上全部析出，故两个电极的质量变化相同。(3)当X是碳棒时，铁与其只有构成电解池且铁做阴极时才能受到保护，此时K应与N相连；当X是锌时，此时K与M相连，锌与铁可构成原电池，且因锌比铁活泼而做负极，保护了铁。答案：(1)将金属与空气、水等物质隔离开Fe3O4(2)铜能向电镀液中补充Cu2，使电镀液中Cu2的浓度保持恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法12如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球。调节杠杆使其保持平衡，一段时间后小心加入浓CuSO4溶液，回答下列有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)。(1)若杠杆为绝缘体，则A端_(填“高”或“低”)，发生反应的离子方程式为_。(2)若杠杆为导体，则A端_(同上)，在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO4溶液构成了原电池，电极反应分别是正极：_，负极：_。(3)若杠杆为导体且把CuSO4溶液改为NaCl溶液，则_球发生_腐蚀，电极反应分别是正极：_，负极：_。解析：(1)加入CuSO4溶液，发生置换反应：FeCuSO4=CuFeSO4，n(Fe)n(Cu)，则m(Fe)m(Cu)，铜附着在铁球上，铁球质量增大。(2)构成原电池，铁球做负极，失电子，铜球做正极，溶液中Cu2在铜球上析出。(3)改为NaCl溶液时，仍为原电池结构，铁为负极，铜为正极，发生吸氧腐蚀。答案：(1)低FeCu2=Fe2Cu(2)高Cu22e=CuFe2e=Fe2(3)铁吸氧O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe213钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材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)图乙所示的方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属，如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。答案：(1)负极：2Fe4e=2Fe2；正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负14如图所示3套实验装置，分别回答下列问题：(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色，表明铁被_；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为_。(2)装置2中的石墨是_极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为_。(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 molL1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨电极附近首先变红。电源的M端为_极，甲烧杯中铁电极的电极反应为_。乙烧杯中电解反应的离子方程式为_。停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为_mL。解析：(1)先滴入KSCN无色，又滴入氯水后显红色，说明有Fe2生成，则铁被氧化。(2)装置2为具有盐桥的原电池，铜为负极，石墨为正极，电解质溶液为氯化铁溶液。(3)装置3甲乙均为电解池，甲中电解氯化钠溶液，滴入