高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护练习 新人教版选修4(1).doc

4.4金属的电化学腐蚀与防护1下列各变化中，属于原电池反应的是()a在空气中，金属铝表面迅速氧化形成保护层b白铁(镀锌)表面有划损时，也能阻止铁被氧化c红热的铁丝与水接触，表面形成蓝黑色的保护层d在空气中，金属银表面生成一层黑色物质【解析】镀锌铁表面划损时，锌作原电池负极被氧化。a、c、d属于化学腐蚀。【答案】b2下列关于钢铁锈蚀的叙述中，不正确的是 ()a钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为fe3，而后生成fe(oh)3，再部分脱水成为氧化铁的水合物b镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀c铁锈的主要成分是fe2o3nh2o，为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块d酸雨能使钢铁更容易发生析氢腐蚀【解析】钢铁锈蚀时铁作负极，失电子生成fe2，fe2与oh结合生成fe(oh)2，而后fe(oh)2被氧化为fe(oh)3，fe(oh)3部分脱水成为氧化铁的水合物，a项错误；铁比银活泼，镀银铁制品破损后形成的原电池中铁为负极，腐蚀加快，b项正确；锌比铁活泼，形成原电池时锌为负极被腐蚀，保护铁，c项正确；酸性条件下钢铁易于发生析氢腐蚀，d项正确。【答案】a3铜板上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正极的电极反应式为：2h2e=h2b此过程中还涉及反应：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移向cu【解析】该图表示为吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应式为fe2e=fe2，铜板作正极，电极反应式为o24e2h2o=4oh，当形成fe(oh)2后，还有4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3这个反应，故a项错误，b、c、d三项均正确。【答案】a4如图装置中，u形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()a生铁块中的碳是原电池的正极b红墨水柱两边的液面变为左低右高c两试管中相同的电极反应式是：fe2e=fe2da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故b项错。【答案】b5为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()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。【答案】c6下列关于金属的防护方法的说法不正确的是 ()a我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用b给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接c轮船在船壳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钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青【解析】a项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；b项中利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁不被腐蚀；c项是牺牲阳极的阴极保护法；d项是用沥青作涂层的涂层保护法。【答案】a7有关金属腐蚀的叙述，正确的是 ()a金属的腐蚀一定伴有电流产生bfe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀c发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀d发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子【解析】金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。【答案】d8下列叙述不正确的是 ()a铁表面镀锌，铁作阳极b船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀c钢铁吸氧腐蚀的正极反应；o22h2o4e=4ohd工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2cl2e=cl2【解析】本题考查电化学知识的应用。选项a，在铁表面镀锌时，应该锌作阳极，含zn2的溶液作电解液；选项b，zn的活动性比fe强，zn失去电子而保护了船体；选项c，钢铁吸氧腐蚀时，o2在正极获得电子；选项d，cl失电子能力大于oh，电解饱和食盐水时，cl在阳极失去电子变为cl2。【答案】a9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_(填写字母序号)。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的腐蚀速率，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，则锌失去电子而溶解，fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)乙属于外加电流的阴极保护法，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10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【解析】由图可知外围腐蚀速率大于中心腐蚀速率，腐蚀区将逐渐变小，铁锈环逐渐向中心扩展，当水蒸发完时电化学腐蚀结束。所以液滴中na、cl都是随着腐蚀区的减小由b区向a区移动，故a错；fe被腐蚀时发生氧化反应，所以c错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，铁仍为负极而被腐蚀，d错。【答案】b11根据下图，下列判断中正确的是()a烧杯a中的溶液ph升高b烧杯a中发生的反应为2h2o2e=h22ohc烧杯b中发生还原反应d烧杯b中发生的反应为2cl2e=cl2【解析】根据图中电子移动的方向判断，烧杯a为正极区，电极反应为：o24e2h2o=4oh，烧杯a中c(oh)增大，ph升高，故a正确，b错误；烧杯b为负极区，电极反应为：zn2e=zn2，为氧化反应，故c、d错误。【答案】a12关于下列各装置图的叙述中，不正确的是()a用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为cuso4溶液b装置的总反应是：cu2fe3=cu22fe2c装置中钢闸门应与外接电源的负极相连d装置中的铁钉几乎没被腐蚀【解析】a项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极。b项，装置的总反应为fe2fe3=3fe2，错误。c项，被保护的金属应作阴极。d项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。【答案】b13(2012海南高考)下列叙述错误的是()a生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱b用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈c在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液d铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀【解析】a、b选项，都是原电池原理，铁做负极，使铁更易腐蚀；d是牺牲阳极的阴极保护法。【答案】c14钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，可能发生的化合反应的化学方程式为_。(2)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若x为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关k应置于_处。若x为锌，开关k置于m处，该电化学防护法称为_。(3)上图中若x为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关k置于n处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，x电极溶解的铜的质量_3.2 g(填“”或“”)。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀，如果铁件部分未镀上铜，或镀层破损，镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀，请简要说明原因：_。【解析】(1)铁锈的主要成分是fe2o3xh2o，与盐酸反应生成fe3，fe3会与fe反应生成fe2。(2)若x为碳棒，则需将铁件接电源的负极，即开关k置于n处。若x为zn，则znfe海水构成原电池，其中zn作负极，fe作正极。此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。(3)粗铜中含有杂质，转移电子共20.1 mol。故x电极溶解cu的质量小于3.2 g。若镀层破损，cu和fe在电解质溶液中构成原电池，其中fe作负极，会加快fe的腐蚀。【答案】(1)2fecl3fe=3fecl2(2)n牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)(3)ac16对金属制品进行腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。anh3 bco2cnaoh dhno3以铝材为阳极，在h2so4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用如图装置，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。【解析】(1)铝与碱反应产生h2，离子方程式为2al2oh6h2o=2al(oh)43h2；通co2气体，可以让溶液中的al(oh)4全部转化为al(oh)3沉淀。阳极材料是铝，属于活泼金属电极，电极本身参与反应，反应过程中失