金牌教程高中化学 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课堂达标练 新人教版选修4.doc

金属的电化学腐蚀与防护 基础中档稍难金属的腐蚀1、3、47、12金属腐蚀快慢的判断和防护2、56综合提升8、119、101.2015河南十校联考下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是()a铁上镀锌的保护方法叫牺牲负极的正极保护法b相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢c水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫作外加电流的阴极保护法d钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为fe3e=fe3答案c解析a选项，铁上镀锌是覆盖保护膜的方法，错误；b选项，海水中电解质浓度大，导电性好，易形成原电池，发生腐蚀速率快，错误；d选项，fe被氧化成fe2，错误。2如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()a bc d答案c解析先判断装置是形成原电池还是电解池，再分析金属活动性的差别。中fe为负极，杂质c为正极，属于钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀速率较慢。、实质均为原电池装置。中fe为正极，被保护；、中fe为负极，均被腐蚀。但相对来说fe和cu的金属活动性差别较fe和sn的大，故fecu原电池中fe的腐蚀速率较快；中fe接电源正极作阳极，cu接电源负极作阴极，加快了fe的腐蚀；中fe接电源负极作阴极，cu接电源正极作阳极，防止了fe的腐蚀。根据以上分析可知：铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。32016山西四校联考一定条件下，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fe2fe3o4fe2o3feo下列说法不正确的是()a在ph4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀b在ph6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀c在ph14的溶液中，碳钢腐蚀的反应为o24oh4e=2h2od在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢答案c解析c项溶液为碱性，发生吸氧腐蚀，正极电极反应为o22h2o4e=4oh，c错误；d项煮沸后氧气浓度减小，腐蚀速率减慢。42016北京统考图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门，下列说法不正确的是()图图a图中a为纯铜b图中so向b极移动c图中如果a、b间连接电源，则a连接负极d图中如果a、b间用导线连接，则x可以是铜答案d解析电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，图中a为纯铜，a项正确；图为电解池，阳离子移向阴极(a极)，阴离子移向阳极(b极)，b项正确；图的目的是保护钢闸门，若a、b间连接电源，则a连接负极，b连正极，c项正确；若图中a、b用导线连接，为保护钢闸门，钢闸门作正极，x应为比铁活泼的金属，而不可以是铜，d项不正确。5下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()金属表面涂抹油漆改变金属内部结构保持金属表面清洁干燥金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜a bc d全部答案d解析金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。6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的氧化作用引起的答案b解析图a中，铁棒发生化学腐蚀，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，体现锌的还原性，d项错误。7将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()a液滴中的cl由a区向b区迁移b液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为o22h2o4e=4ohc液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的fe2由a区向b区迁移，与b区的oh形成fe(oh)2，进一步氧化、脱水形成铁锈d若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加nacl溶液，则负极发生的电极反应为cu2e=cu2答案b解析本题考查金属的电化学腐蚀相关知识。由题给信息可知，b环是由于液滴吸收氧气而造成的结果，所以在构成的微电池中，b处应是正极，发生还原反应：o22h2o4e=4oh，而a处则发生铁被氧化而腐蚀的反应：fe2e=fe2，b项对，c项错；a项，液滴中的cl由b区向a区迁移，错；d项，改用铜钉时，铁的金属活动性强于铜的，在两者构成的原电池中，铜是正极，铁是负极，错。82015吉林模拟模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示，下列说法错误的是()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b处时，铁电极上发生的反应为2h2e=h2c若x为锌棒，开关k置于a处或b处均可减缓铁的腐蚀d若x为碳棒，开关k置于a处时，铁电极上发生的反应为2h2e=h2答案b解析开关k置于a处时，铁棒接电源的负极，受到保护，可减缓铁的腐蚀，a项正确；开关k置于b处时，锌棒、铁棒和食盐水形成原电池，溶液呈中性，铁电极上的反应式为o24e2h2o=4oh，b项错误；若x为锌棒，开关k置于a处时，铁棒接电源的负极，受到保护，开关k置于b处时，锌的活泼性比铁的强，锌失去电子作负极，保护铁棒，c项正确；若x为碳棒，开关k置于a处时，h在阴极上得电子形成h2，d项正确。9. 钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在上图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。写出修改后石墨电极的电极反应式：_。(2)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_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右：a电极对应的金属是_ (写元素名称)，b电极的电极反应式是_。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_。答案(1)o24e2h2o=4oh如图所示(只要标出一个箭头且指向正确即可)2cl2e=cl2(2)2fecl3fe=3fecl2(3)铜 cu22e=cu0.08铁比铜活泼，镀层铜破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他答案合理也可) 解析(1)在中性溶液中发生吸氧腐蚀，将虚线中改为直流电源，这属于外加电流的阴极保护法，外加电源后石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。(2)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为6464128 g，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g，电路中通过的电子为20.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层铜破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。102015安徽月考历史上铝制饭碗曾被法国皇帝当作自己富有的象征炫耀过，但现在各种铝制品已走进寻常百姓家，这得益于电解法冶炼铝技术的发明。(1)现代工业在1273 k的温度下电解熔融氧化铝(熔点2323 k)与冰晶石(na3alf6)的混合物，可得到金属铝与氧气。阴极上的电极反应式为_，其中冰晶石的作用可能是_。a作催化剂b作熔剂以降低氧化铝的熔化温度c作电解质增强导电性(2)为使铝制品经久耐用，现代工业生产中常对铝材进行表面处理，具体过程通常为：铝材脱脂：先用碱液洗涤，然后水洗，以除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗过程中常有气泡产生，原因是_(用离子方程式表示)。电解氧化：以铝材为阳极，在稀硫酸中进行电解，铝材表面形成氧化膜，则阳极的电极反应方程式为_，电解过程中必须使电解质溶液的ph保持相对稳定的原因是_。答案(1)al33e=al b(2)2al2oh2h2o=2alo3h22al3h2o6e=al2o36h 铝、al2o3均是两性物质，ph过大或过小均会导致它们溶解解析(1)因al2o3的熔化温度很高，故冰晶石的作用就是降低氧化铝的熔化温度；电解过程中al3在阴极上得到电子转化为al。(2)碱洗过程中，有少量的铝单质与碱液反应而生成h2；电解中，铝失去电子转化为al2o3，由此知有h2o参加电极反应，故还有h生成。11铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如上图所示，右侧烧杯中的电极反应式为_，左侧烧杯中的c(cl)_(填“增大”“减小”或“不变”)。已知下图甲、乙两池的总反应式均为feh2so4=feso4h2，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生h2。请在两池上标出电极材料(填“fe”或“c”)。(2)装置丙中，易生锈的是_点(填“a”或“b”)。装置丁中可观察到的实验现象是_。答案(1)2h2e=h2增大甲池中：左fe，右c乙池中：左fe，右c(2)a铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升解析(1)电池反应中fe作负极，石墨棒作正极，右侧电极反应式为2h2e=h2。由于平衡电荷的需要，盐桥中的cl向负极迁移，故nacl溶液中c(cl)增大。装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生h2，同时根据总反应式可知fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，fe作原电池的负极，在左侧，c作原电池的正极，在右侧。(2)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：fe2e=fe2，正极：o24e2h2o=4oh，生成的离子继续反应：fe22oh=fe(oh)2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3,2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。12铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是_(填装置序号)，该装置中正极反应式为_；为防止金属fe被腐蚀，可以采用上述_(填装置序号)装置原理进行防护；装置中总反应的离子方程式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是_。(3)新型固体lifepo4隔膜电池广泛应用于电动汽车。电池反应为fepo4lilifepo4，电解质为含li的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许li自由通过而导电。该电池放电时li向_极移动(填“正”或“负”)，负极反应为lie=li，则正极反应式为_。答案(1)o22h2o4e=4oh2cl2h2o2ohcl2h2(2)补充溶液中的cu2，保持溶液中的cu2浓度恒定(3)正fepo4lie=lifepo