苏教版选修4 专题1第三单元 金属的腐蚀与防护 作业 (6).doc

第三单元 金属的腐蚀与防护基础过关1.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是( d )a.4fe(oh)2+o2+2h2o4fe(oh)3b.2fe+o2+2h2o2fe(oh)2c.o2+2h2o+4e-4oh-d.fe-3e-fe3+解析:铁在腐蚀过程中,失电子生成fe2+,而不是fe3+。2.下列事实中,与电化学腐蚀无关的是( b )a.减少钢铁中的含碳量,可以增强钢铁的耐腐蚀能力b.纯银打造的饰品放置一段时间后表面会生成一层黑色物质c.为保护海轮的船壳,可在船壳上镶入镁块d.镀铜的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面更易被腐蚀解析:钢铁表面存在电解质溶液的情况下,钢铁中的碳与铁形成原电池,铁作负极被腐蚀,减少含碳量可以减少形成原电池的机会,与电化学腐蚀有关;纯银打造的饰品放置一段时间后表面会生成一层黑色物质是银饰品与空气中的含硫化合物发生化学反应生成ag2s的缘故,与电化学腐蚀无关;船壳上镶入镁块是牺牲阳极的阴极保护法,与电化学腐蚀有关;镀铜的铁制品,镀层部分受损后,一旦形成原电池,铁是负极,铁表面更易被腐蚀,与电化学腐蚀有关。3.“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( b ) a.铁b.锌c.碳d.铜解析:因zn的活泼性比铁强,因此在甲板上嵌上zn块可以起到保护铁的作用。4.据环保部门测定,我国一些大城市的酸雨ph=3.5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀,则在其腐蚀中正极主要发生的反应是( a )a.2h+2e-h2b.2h2o+o2+4e-4oh-c.fe-2e-fe2+d.4oh-4e-2h2o+o2解析:酸雨、铁制品构成了原电池。碳作正极,溶液中的氢离子得电子生成氢气,2h+2e-h2,a正确;酸性较强时发生析氢腐蚀,b错误;负极上铁失电子,c错误;正极上析出氢气,d错误。5.利用如图所示装置,当x、y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是( d ) a.氯碱工业中,x、y均为石墨,x附近能得到氢氧化钠b.铜的精炼中,x是纯铜,y是粗铜,z是cuso4c.电镀工业中,x是待镀金属,y是镀层金属d.若z是稀硫酸,x为铜,y为铁,则铁不溶解,该方法为外加电流的阴极保护法解析:氯碱工业中,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即y附近能得到氢氧化钠,故a错误;铜的精炼中,粗铜作阳极x,纯铜作阴极y,硫酸铜溶液作电解质溶液,故b错误;电镀工业中,y是待镀金属,x是镀层金属,故c错误;外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即y铁是待保护金属,不溶解,故d正确。6.下列说法中,不正确的是( c )abcd钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性,发生吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性较强,发生析氢腐蚀将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好钢闸门作为阴极而受到保护解析:钢铁生锈主要是电化学腐蚀,而电化学腐蚀的种类因表面水膜的酸碱性不同而不同,当表面水膜酸性很弱或呈中性时,发生吸氧腐蚀;当表面水膜的酸性较强时,发生析氢腐蚀,a、b项均正确;钢闸门与锌板相连时,形成原电池,锌板作负极,发生氧化反应而被腐蚀,钢闸门作正极,从而受到保护,这是牺牲阳极的阴极保护法,当把锌板换成铜板时,钢闸门作负极,铜板作正极,钢闸门优先腐蚀,c不正确;d.钢闸门连接直流电源的负极,作电解池的阴极而受到保护,这是外接电源的阴极保护法,d正确。7.美国的“自由女神”历来被认为是美国民主自由的象征。但由于长期存在潮湿环境中,女神的铜外壳与雕像内支撑它的铁支架已丧失了隔离作用,导致铁支架一层又一层地锈蚀,蓬松的氧化铁使支架体积膨胀,铆固的支架被撑断。对此现象的说法不正确的是( c )a.氧化铁的形成主要是铁铜及周围介质构成原电池导致的b.生锈过程中可能发生的反应有:4fe(oh)2+2h2o+o24fe(oh)3c.氧化铁的形成是因为铁与o2发生化学腐蚀d.若是在干燥的环境中,女神可能会在更长时间内保持“健康状态”解析:a项正确,铁、铜作为活泼性不同的两个电极,周围介质作为电解质溶液,构成无数微小的原电池。b项正确,这是原电池总反应的后续反应。c项不正确,氧化铁是铁发生电化学腐蚀后,氢氧化铁分解形成的,而非铁与o2发生化学腐蚀所致。d项正确,干燥的环境破坏了原电池构成的基本条件,女神就不会发生电化学腐蚀,可在更长时间内保持“健康状态”。8.下列说法正确的是( c )a.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程b.合金都比纯金属易被腐蚀c.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上,可以防止金属被腐蚀d.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀解析:金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程,a错误;合金不一定比纯金属易被腐蚀,如改变金属内部结构的不锈钢,b错误;将金属与外加直流电源的负极相连,则该金属作阴极,作阴极的金属被保护,可以防止金属被腐蚀,c正确;镀锌铁和电解质溶液构成原电池时,锌作负极、fe作正极,则fe被保护,镀锡铁和电解质溶液构成原电池时,铁作负极、锡作正极,则铁加速被腐蚀,故镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀,d错误。9.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列说法错误的是( d ) a.d为石墨,铁片腐蚀加快b.d为石墨,石墨上电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-c.d为锌块,铁片不易被腐蚀d.d为锌块,铁片上电极反应式为2h+2e-h2解析:由于活动性:fe石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池时,fe为负极,失去电子被氧化为fe2+,加快铁片的腐蚀,a正确;d为石墨,由于电解质为海水,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,b正确;若d为锌块,则由于金属活动性:znfe,zn为原电池的负极,fe为正极,首先被腐蚀的是zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,c正确;若d为锌块,由于电解质溶液呈中性,发生的是吸氧腐蚀,铁片上电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,d错误。10.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是( c ) a.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重b.图2中,发生吸氧腐蚀c.图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀d.图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁相当于原电池的正极解析:靠近底端o2浓度小,铁棒被腐蚀轻,a错误;图2中为酸性环境,发生析氢腐蚀,b错误;燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀,c正确;用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的负极,d错误。能力提升11.模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示,下列说法不正确的是( c ) 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a或b处均可减缓铁的腐蚀c.若x为锌棒,开关k置于b处时,铁电极上发生的反应为2h+2e-h2d.若x为碳棒,开关k置于a处时,铁电极上发生的反应为2h+2e-h2 解析:若x为碳棒,开关k置于a处时,铁为阴极受到保护,可减缓铁的腐蚀,故a正确;若x为锌棒,开关k置于a处时,铁作阴极受到保护,开关k置于b处时,铁作正极受到保护,因此开关k无论置于a处还是b处,均可减缓铁的腐蚀,故b正确;若x为锌棒,开关k置于b处时,铁为正极,电极反应为o2+2h2o+4e-4oh-,故c不正确;若x为碳棒,开关k置于a处时,铁为电解池的阴极,电极反应为2h+2e-h2,故d正确。12.如图所示,液面上浮着一个空心铁球。 (1)数天后可观察到的现象是 (填字母)。 铁球表面出现红棕色锈斑 铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降 量筒内水位上升a.b.c.d.(2)发生上述现象的原因是 (用反应式及必要的文字予以说明)。解析:量筒中的空气、溶有o2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,发生了吸氧腐蚀。其负极反应是2fe-4e-2fe2+,正极反应是o2+2h2o+4e-4oh-。fe2+与oh-结合成fe(oh)2,再被氧化成fe(oh)3,fe(oh)3脱水成为fe2o3xh2o,而在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的o2被吸收,所以量筒内的水位会上升。答案:(1)b(2)铁球发生吸氧腐蚀。其负极反应为2fe-4e-2fe2+,正极反应为o2+2h2o+4e-4oh-,fe2+2oh-fe(oh)2,4fe(oh)2+o2+2h2o4fe(oh)3,2fe(oh)3fe2o3xh2o+(3-x)h2o(合理即可)13.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)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是 。 (2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 。 (3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下: 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,两者质量差为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: 。 解析:(1)将一生锈的铁片放入盐酸中,开始时发生反应为fe2o3+6hcl2fecl3+3h2o,随着铁锈的除尽,溶液中的fecl3继续和铁片发生化合反应,方程式为2fecl3+fe3fecl2。(2)a项,形成原电池,fe作负极,加速铁棒的腐蚀;b项,形成原电池,锌棒作负极,铁棒作正极,有效防止铁棒的腐蚀,为牺牲阳极的阴极保护法;c项,不能防止铁棒的腐蚀;d项,形成电解池,铁棒连接直流电源的负极,作电解池的阴极,发生还原反应,铜棒连接直流电源的正极,作电解池的阳极,发生氧化反应,有效地保护铁棒,为外加电源的阴极保护法。(3)往铁件上镀铜,则铜连接电源正极,作阳极,电极反应式为cu-2e-cu2+;铁连接电源负极,作阴极,电极反应式为cu2+2e-cu;电镀时,阳极反应式为 cu-2e-cu2+;阴极反应式为cu2+2e-cu;因此阳极消耗铜的质量等于阴极生成铜的质量,由于电镀完成后,两者质量相差5.1