金属的电化学腐蚀与防护(练习案教师用).doc

湖北省应城一中校本课程-高二化学选修4练习案 编写：杨元宝 校审：贾振华金属的电化学腐蚀与防护训练一、选择题1下列叙述中不正确的是(多选)()A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B钢铁在干燥空气中不易被腐蚀C用铝质铆钉接铁板，铁板易被腐蚀D原电池中电子由正极流入负极【解析】铝质铆钉接铁板，发生电化腐蚀时，铝作负极被腐蚀，而铁板被保护，C项错误；原电池中电子由负极流出，经导线流入正极，D项错误。【答案】CD2关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A金属被腐蚀的本质是：MnH2O=M(OH)nH2B马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀【解析】金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀，为Mne=Mn；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe2e=Fe2，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。【答案】C3下列说法中，正确的是()A钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用于减缓金属的腐蚀C钢铁电化学腐蚀的两种主要类型其主要区别在于水膜的pH不同引起负极反应的不同D无论哪种类型的金属腐蚀，其实质都是金属被氧化【解析】合金大部分易发生电化学腐蚀，但通过改变金属内部组成结构而形成的合金不易被腐蚀，例如不锈钢，A不正确。当金属作原电池负极时被保护，故B不正确。钢铁电化学腐蚀，主要区别于水膜的pH不同引起正极反应不同，故C不正确。任何腐蚀的实质均是金属失e被氧化，故D正确。【答案】D4(2009年山东基本能力测试)铁生锈是一种常见的自然现象，其主要化学反应方程式为：4Fe3O22xH2O=2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是()A BC D【解析】铁的腐蚀分化学腐蚀和电化学腐蚀，其中最主要的是电化学腐蚀，而电化学腐蚀中最常见的是在中性和弱酸性条件下的吸氧腐蚀，题中处的铁块接触空气和水，最符合吸氧腐蚀发生的条件，所以腐蚀最快。【答案】C5(2008年广东高考)铁和铁合金是生活中常用的材料。下列说法中正确的是()A不锈钢是铁合金，只含金属元素B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应 D在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【解析】不锈钢中除含金属元素外，还含有C、Si等非金属元素；在高温条件下，Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2；铁和铁合金均与盐酸反应；镀锌铁中由于锌比铁活泼，锌首先失电子，将铁板保护，因此铁板比镀锌铁板易被腐蚀。【答案】B6(2009年广东化学)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(多选)()A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【解析】锡青铜是合金，合金的熔点往往降低。锡和铜在一定条件下形成原电池，锡较活泼作负极对铜有保护作用，在潮湿环境中腐蚀加快，B和C正确。电化学腐蚀也是化学反应的过程。【答案】BC7下图装置中铁锈蚀的快慢顺序是()Aabcd BabcdCad Dabcd【解析】a与b比较，a中Fe与空气接触，b中Fe不与空气接触，故铁锈蚀的速率ab。c与d比较，c、d都形成原电池。c中Zn活泼性强于Fe，Zn失去电子作原电池负极：Zn2e=Zn2，溶液中H在Fe极上得电子：2H2e=H2(正极)，Fe得到保护；d中Fe活泼性强于Cu，失去电子被氧化，故铁锈蚀的速率dc。解判断金属腐蚀快慢的题目应从“形成原电池可以加快反应速率”的角度入手，具体分析比较每种情况下的速率相对大小即可。【答案】B8按下图所示的装置，用导线将电极连接起来，放置一段时间后，溶液的pH下降的是()【解析】A中H在正极放电，浓度减小，pH增大，B中O2在Cu极上转化为OH，pH也增大，C中溶液中H在阴极放电，pH会增大，D中OH在阳极放电，pH会减小。【答案】D9下列各种方法中：金属表面涂抹油漆，改变金属的内部结构，保持金属表面清洁干燥，在金属表面进行电镀，使金属表面形成致密的氧化物薄膜。能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的措施是()A BC D全部【答案】D二、非选择题10如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管为NaCl溶液。数天后观察到的现象是_，甲中正极反应为_，乙中正极反应为_。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为：甲_，乙_。【解析】该题在析氢腐蚀与吸氧腐蚀的基础上，综合气压原理、平均相对分子质量概念，增强了题目的综合性。NH4Cl溶液水解显酸性，甲试管中发生析氢腐蚀，生成氢气，气压增高，NaCl溶液呈中性，乙试管中发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气压降低，所以左侧导管中水柱下降，右侧导管中水柱上升。又由于甲试管中生成了摩尔质量小的氢气，乙试管中消耗了摩尔质量大的氧气，甲、乙两试管中残留气体平均相对分子质量都会减小。【答案】左侧导管中水柱下降，右侧导管中水柱上升2H2e=H22H2OO24e=4OH变小变小11(1)某地区经常下酸雨，金 属制品锈蚀严重。请写出铜制品发生电化学腐蚀的电极反应式：负极：_，正极：_。(2)如右图所示接好电路后能观察到的现象有：_，_，_。【解析】(1)是原电池反应，原电池都是自发的氧化还原反应，铜制品发生电化学腐蚀是铜和氧气发生原电池反应：正极：O24e4H=2H2O，负极：Cu2e=Cu2。(2)该装置为电解池，铜作阳极将溶解，生成的Cu2进入溶液，开始阴极铁上先产生氢气，当阳极产生的Cu2扩散到阴极并积累到一定浓度时，铁电极上析出铜(不再产生氢气)。由于铁作阴极所以不会溶解。表述现象要有序，如现象可以先叙述铜逐渐溶解；铁片上开始产生气体，后来铁片上无气体放出，有红色物质在铁的表面析出；溶液变蓝。【答案】(1)Cu2e=Cu2O24e4H=2H2O(2)铜逐渐溶解铁片上开始产生气体，后来铁片上无气体放出，有红色物质在铁的表面析出溶液变蓝12把锌片的铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的U形管中，如右图所示，最终可在A极观察到酚酞变红。问：A是原电池的_极，代表金属_(填“锌”或“铁”)；电极方程式分别为正极_，负极_，原电池反应为_。【解析】Fe、Zn在浸入电解质溶液时，不难判断Zn作负极、Fe作正极。由于电解质为NaCl溶液(滴有酚酞)，所以Zn不能直接与NaCl溶液反应，判断是发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀时正极电极反应为：O22H2O4e=4OH，pH变大，酚酞试液变红。【答案】正铁O22H2O4e=4OH2Zn4e=2Zn22ZnO22H2O=2Zn(OH)213用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属_，反应的化学方程式表示为_；若用铝制饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀叫做_，反应原理是(写电极反应式和化学方程式)_ _。解析：铝制饭盒盛放醋酸，铝与醋酸直接反应使铝氧化而损耗，属化学腐蚀；铝制饭盒盛食盐(含水)时，则能形成原电池，因而发生的是电化学腐蚀。答案：化学腐蚀2Al6CH3COOH=2Al(CH3COO)33H2电化学腐蚀负极：4Al12e=4Al3，正极：6H2O3O212e=12OH，4Al6H2O3O2=4Al(OH)314(2009年连云港高二调研)市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋使用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，你会发现有大量铁锈存在。(1)“热敷袋”放出的热量是利用了铁_放出的热量。(2)炭粉的主要作用是_。(3)氯化钠的主要作用是_。(4)写出电极反应，正极_，负极_，若铁锈的主要成分为Fe2O3，写出产生Fe2O3的有关反应方程式_。【解析】此题为结合日常生活应用的实践题目，涉及原电池原理，首先铁应为负极：Fe2e=Fe2，正极上必然为空气中的氧气得电子：O24e2H2O=4OH；使用过程中放出大量热必定为Fe被氧化而产生的，最后得到大量铁锈，O2在反应中得电子变为O2与水生成OH，结合Fe2生成Fe(OH)2转化为Fe(OH)3。加入炭粉自然是提供形成原电池的正极，而加入N