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 (13).doc

第4节 金属的电化学腐蚀与防护基础过关1.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是(a)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。2. 下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是(a)a.水中的钢闸门连接电源的负极b.金属护栏表面涂漆c.汽车底盘喷涂高分子膜d.地下钢管连接镁块解析:水中的钢闸门连接电源负极,阴极上得电子被保护,所以属于使用外加电流的阴极保护法,a正确;对金属护栏表面涂漆使金属和空气、水等物质隔离,而防止生锈,没有连接外加电源,b错误;汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、水的接触,从而防止金属生锈,没有连接外加电源,c错误;镁的活泼性大于铁,用牺牲镁块的方法来保护船身,而防止铁被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,d错误。3.在三个烧杯中分别盛有海水,依次插入铁片导线相连的铜、铁片导线相连的锌、铁片,铁被腐蚀的速度由快到慢的顺序是(a)a.b.c.d.解析:中,fe、cu在海水中构成原电池;fe为负极被腐蚀;中,fe、zn在海水中构成原电池,fe为正极被保护。4.(2016江苏苏州月考)下列有关说法中正确的是(d)a.在空气中纯银器表面因发生电化学腐蚀而渐渐变暗b.输油管道内在有原油中的含硫化合物参与情况下的腐蚀属于电化学腐蚀c.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀d.在金属机械上涂植物油可以预防金属腐蚀解析:由“纯银器”知它颜色变暗与电化学腐蚀无关,a错误;输油管道内的腐蚀属于化学腐蚀,b错误;空气与水交界处氧气充足,易发生电化学腐蚀,c错误;d项操作可有效地将金属与空气隔绝开,d正确。5. 为切实推进大气污染防治工作,有效改善我市空气环境质量,保障广大人民群众身体健康,亳州市政府办公室于2014年7月印发了亳州市建成区燃煤锅炉专项整治实施方案,以减少燃煤使用量。劣质煤在燃烧时会生成so2气体从而引发酸雨等大气污染问题,在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述正确的是(a)a.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀b.发生电化学腐蚀时的正极反应为2h2o+o2+4e-4oh-c.在化学腐蚀过程中有氧气产生d.发生电化学腐蚀时的负极反应为fe-2e-fe3+解析:由题意可知该腐蚀是在酸性环境下的腐蚀,负极反应为fe-2e-fe2+,正极反应为2h+2e-h2,b、c、d错误。6. 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(b)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fe-2e-fe2+d.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀解析:生铁中含有铁和碳,铁、碳和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳作正极,左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀,所以左边试管内气体的压强减小,右边试管内气体的压强增大,导致u形管内红墨水左高右低;负极上铁失电子发生氧化反应fe-2e-fe2+。7. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(b)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,故a错误;图b中开关由m置于n,cuzn作正极,腐蚀速率减小,故b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,故c错误;干电池自放电腐蚀是因为nh4cl水解呈酸性氧化zn所致,故d错误。8.关于下列各装置图的叙述中,不正确的是(b)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cu+2fe3+cu2+2fe2+c.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fe+2fe3+3fe2+,不正确;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。9.(1)军舰的外壳多为铁合金,在使用过程中易发生电化学腐蚀,写出负极的反应式:。某研究性学习小组在实验室模拟该过程,设计装置如图所示,可以观察到的实验现象是。若采用电化学措施防腐宜使用的是。(填编号)a.牺牲阳极的阴极保护法b.外加电流的阴极保护法(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。若x为锌,开关k置于m处,该电化学防护法称为。解析:(1)铁合金,在使用过程中易发生电化学腐蚀,fe为负极,其电极反应式为fe-2e-fe2+。根据模拟装置可知发生的是吸氧腐蚀,故红墨水倒吸,若采用电化学措施防腐可采用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法,故选a、b。(2)电镀时若用石墨作阳极,则电解过程中电解液中cu2+浓度不断减小,导致铁表面不能镀上均匀的铜。(3)若 x为碳棒,则只能用外加电源的阴极保护法,此时开关k应置于n处。若x为zn,k置于m处,其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。答案:(1)fe-2e-fe2+红墨水倒吸ab(2)补充溶液中消耗的cu2+,保持溶液中cu2+浓度恒定(3)n牺牲阳极的阴极保护法能力提升10. 按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是(a)a.先只接通k1,一段时间后,漏斗液面上升,然后再只接通k2,漏斗液面下降b.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只接通k1只接通 k3都断开只接通k2c.只接通k1,一段时间后,u形管中出现白色沉淀d.只接通k2,u形管左、右两端液面均下降解析:只接通k1,阴极上氢离子放电生成氢气导致u形管右端液面下降,则漏斗内液面上升,接通k2,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以左右两端都有气体生成,压强增大导致u形管液面均下降,漏斗内液面上升,a错误;只接通k1时,该装置是电解池,铁作阳极,腐蚀最快,只接通k3时,该装置构成原电池,铁作负极发生吸氧腐蚀,腐蚀较快,只接通k2时,该装置构成电解池,铁作阴极而被保护,所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只接通k1只接通k3都断开只接通k2,b正确;只接通k1,该装置是电解池,阳极上铁失电子生成亚铁离子,阴极上氢离子放电,同时阴极附近生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成白色氢氧化亚铁沉淀,所以一段时间后,u形管中出现白色沉淀,c正确;只接通k2,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以左右两端都有气体生成,压强增大导致u形管液面均下降,d正确。11.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(b)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o2+2h2o+4e-4oh-c.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式为cu-2e-cu2+解析:液滴边缘o2多,在碳粒上发生正极反应:o2+2h2o+4e-4oh-。液滴下的fe发生负极反应:fe-2e-fe2+,为腐蚀区(a),b选项正确;阴离子应移向负极,即cl-由b区向a区迁移,a选项错误;液滴下的fe因发生氧化反应而被腐蚀,c选项错误;铜螺丝钉在铁板上,cu不如铁活泼,作正极,反应为o2+2h2o+4e-4oh-,d选项错误。12.如图所示的钢铁腐蚀中,下列说法正确的是(d)a.碳表面发生氧化反应b.钢铁被腐蚀的最终产物为feoc.生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主d.图中,正极反应式为o2+4e-+2h2o4oh-解析:根据图知,为铁的析氢腐蚀,为铁的吸氧腐蚀。碳作正极,正极上发生还原反应,a错误;fe被氧化生成fe2+,fe2+和oh-反应生成fe(oh)2,fe(oh)2 不稳定易被氧化生成fe(oh)3,fe(oh)3失水生成fe2o3xh2o(铁锈),所以钢铁被腐蚀的最终产物是fe2o3xh2o而不是feo,b错误;生活中钢铁制品主要以吸氧腐蚀为主,c错误;图中铁发生吸氧腐蚀,正极反应式为o2+4e-+2h2o4oh-,d正确。13.钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、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,发生的化合反应的化学方程式为。(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,装置如图所示。请回答:a电极对应的金属是(写元素符号),b电极的电极反应是 。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:(2)b项锌棒作负极,被腐蚀,铁棒作正极,被保护;d项铁棒作阴极,被保护。(3)电镀时,铜片质量减轻,铁片质量增加,两者质量差为5.12 g,则电解的铜的质量为2.56 g,n(cu)=0.04 mol。由关系式cu2e-得n(e-)=0.08 mol。答案:(1)2fecl3+fe3fecl2(2)bd(3)cucu2+2e-cu0.08铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀(其他合理答案也可)14.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):编号实验目的炭粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,炭粉表面发生了(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;假设二: ;解析:(1)本题采用“控制变量法”进行研究,即保持其他条件相同,只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时,应保证炭粉和铁粉的质量与参照实验相同,因此实验中铁粉为2.0 g;对比实验和可知,铁粉的质量及醋酸的浓度相同,而炭粉的质量不同,