人教版选修4 第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护 作业 (9).doc

第4节 金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()a.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程b.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程c.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈d.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【答案】d【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接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以a错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以b错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以c错误。2下列叙述不正确的是()a锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率b镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀c钢铁表面常易被锈蚀生成fe2o3nh2od钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反应【答案】b【解析】a中锌与cuso4发生置换反应后，铜附着在锌的表面上，浸泡在稀硫酸中形成铜锌原电池，负极锌被氧化而加速反应，故a正确；b中镀锌铁构成原电池时锌为负极，铁为正极，铁被保护；镀锡铁构成原电池时铁作负极，锡作正极，铁失电子加速了铁的腐蚀，故b不正确；c中钢铁的锈蚀主要是吸氧腐蚀，其电极反应式为负极(fe)：2fe4e=2fe2；正极(c)：2h2oo24e=4oh，形成fe(oh)2。在空气中4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，久置后2fe(oh)3=fe2o3nh2o(3n)h2o，所以铁锈的成分是fe2o3nh2o，故c也正确；d中钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极反应相同，都是fe2e=fe2，但正极反应不同，分别析出氢气和吸收氧气，d也正确。3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，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较小，a项错误；图b中开关置于m时，cuzn合金作负极，由m改置于n时，cuzn合金作正极，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极上放出，c项错误；图d中znmno2干电池自放电腐蚀主要是由zn发生氧化反应引起的，d项错误。4.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()a.正极的电极反应方程式为o22h2o4e=4ohb.将石墨电极改成mg电极，难以观察到铁锈生成c.若向自来水中加入少量nacl(s)，可较快地看到铁锈d.分别向铁、石墨电极附近吹入o2，前者铁锈出现得快【答案】d【解析】铁是负极，失电子被氧化成fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成oh，反应式为o22h2o4e=4oh，a项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，d项错误；向自来水中加入nacl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，c项正确；但若将石墨电极换成mg电极，则负极为mg，fe被保护，难以看到铁生锈，b项正确。5.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4fe3o2xh2o=2fe2o3xh2o。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()a. b.c. d.【答案】c【解析】处没有和电解质溶解接触，不能构成原电池，锈蚀较慢；处已与电解质溶液接触，但处含o2较少，所以处腐蚀最快。6.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示。最先观察到酚酞变红现象的区域是()a.和 b.和c.和 d.和【答案】b【解析】图中左边装置为一原电池,zn为负极,电极反应为:2zn-4e-2zn2+,fe为正极,电极反应为:2h2o+o2+4e-4oh-,fe极附近oh-聚积,所以区域先变红色。右边装置为一电解池,fe为阳极,电极反应为:fe-2e-fe2+,zn为阴极,电极反应为:2h+2e-h2,h+在阴极不断被还原,促使水不断电离,阴极附近有oh-聚积,所以区域首先变红。7下列有关电化学装置完全正确的是()abcd构成铜锌原电池防止fe被腐蚀铁上镀银铜的精炼【答案】b【解析】在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液的阳离子要与电极材料形成的阳离子相同，故a错误；铁连接电源的负极，可防止铁被腐蚀，故b正确；铁上镀银，铁应作阴极，故c错误；电解精炼铜，应让粗铜作阳极，纯铜作阴极，故d错误。8.根据图示判断，下列说法正确的是()a.装置和装置中负极反应均是fe2e=fe2b.装置和装置中正极反应均是o22h2o4e=4ohc.装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动d.放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的ph均增大【答案】d【解析】装置中，由于zn比fe活泼，所以zn作原电池的负极，电极反应式为zn2e=zn2；fe作正极，电极反应式为o22h2o4e=4oh；由于正极有oh生成，因此溶液的ph增大。装置中，fe作负极，电极反应式为fe2e=fe2；cu作正极，电极反应式为2h2e=h2；由于正极不断消耗h，所以溶液的ph逐渐增大。a、b项错误，d项正确；盐桥中的阳离子移向原电池的正极，c项错误。9.在通风橱中进行下列实验:步骤现象fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止fe、cu接触后,其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()a.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2no+o22no2b.中的现象说明fe表面形成致密的氧化膜,阻止fe进一步反应c.对比、中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸d.针对中现象,在fe、cu之间连接电流计,可判断fe是否被氧化【答案】c【解析】a项,铁与稀硝酸反应生成无色气体no,no遇空气被氧化为红棕色气体no2,a正确;b项,常温下铁在浓硝酸中发生钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铁继续与浓硝酸反应,b正确;c项,由于钝化后反应停止,因此不能利用钝化比较氧化性,事实上浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,c错误;d项,由于在原电池中可以通过电流方向判断正负极,所以在铁和铜之间加电流计,可以判断出电子的流向,从而判断出铁是否被氧化,d正确。10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()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2h2e=h2d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】c【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还是b，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：o24e2h2o=4oh，故c错误；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：2h2e=h2，故d正确。二、填空题11某研究性学习课题组为探究影响铁生锈的因素，设计了如下的方案：在a、b、c、d四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(使铁丝完全浸没在食盐水中)，然后按下图装置成下表中的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示。时间/小时00.51.01.52.02.53.0a瓶(盛干燥铁丝)0000000b瓶(盛浸过食盐水的铁丝)00.41.23.45.67.69.8c瓶(盛浸过清水的铁丝)0000.30.82.03.5d瓶(盛完全浸没在食盐水中的铁丝)0000000课题组在结题时，学校评审组组织了成果展示与答辩，假如你是课题组组长，请回答以下的问题：(1)导管中水面上升的原因是_。(2)上述实验中，铁丝生锈的速率由大到小的排列顺序为_(填小烧杯号)。(3)影响铁生锈的因素主要有_。【解析】：铁丝在清水或食盐水中，发生吸氧腐蚀。吸氧腐蚀发生的电极反应式分别是：负极2fe4e=2fe2；正极o22h2o4e=4oh，由此可见，发生吸氧腐蚀离不开水和氧气。在干燥的空气中有氧气但没有水，完全浸没在食盐水中则隔绝了空气，这两种情况都不易被腐蚀。清水中离子浓度远远低于食盐水中的离子浓度，导电能力差，腐蚀速率慢。【答案】：(1)铁丝生锈时跟小烧瓶内空气中的氧气反应，使小烧瓶中气体压强减小(2)bcad(3)跟氧气接触；有水分存在；有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速率最快(或从构成原电池的条件分析)12.钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_(填“正”或“负”)极相连。(2)若用钢铁(含fe、c)制品盛装naclo溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为_。(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的so还原为s2，试写出该电化学腐蚀的正极反应式_。(4)利用下图装置，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。若x为锌，开关k置于m处，该电化学防护法称为_。【解析】：(1)海水呈弱碱性，故轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀，钢铁与外接电源负极相连，充当电解池的阴极，得到保护。(2)clo在正极得电子生成cl和oh，故正极电极反应式为cloh2o2e=2ohcl。(4)若x为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时k应置于n处。若x为zn，k置于m处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。【答案】： (1)吸氧腐蚀负(2)cloh2o2e=cl2oh (3)so8e4h2o=s28oh(4)n 牺牲阳极的阴极保护法13铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右，观察到的实验现象为：直试管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试完成下列问题：(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_，能表示其原理的反应方程式为_。(2)仪器a的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。(3)由此实验