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 (12).doc

第4节 金属的电化学腐蚀与防护1.为了避免青铜器生成铜绿,下列方法中不正确的是()。a.将青铜器放在铝质托盘上b.将青铜器保存在干燥的环境中c.将青铜器保存在潮湿的空气中d.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜【答案】c2.在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧:一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精铜矿砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。坚硬的钢质船体为什么会突然漏水呢?事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是()。a.精铜矿砂装载过多导致沉船b.运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大,超过船的承载能力c.在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀d.在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢质船体作阳极而被氧化腐蚀【解析】在潮湿的环境中精铜与空气(o2)的反应很慢,但当它与钢(船体)、水膜(溶解有o2)形成原电池时会加速钢(船体)的腐蚀。【答案】c3.下列各种措施中,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()。金属表面涂抹油漆改变金属内部结构保持金属表面清洁干燥金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜a. b. c. d.全部【解析】金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,中的方法都可以达到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的;中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。【答案】d4.分别在下图所示装置(都盛有0.1 moll-1h2so4溶液)中放置四个相同的纯锌片,腐蚀最快的是()。【解析】a项中发生化学腐蚀;b项中镁作负极,锌作正极,锌不易被腐蚀;c项中锌作负极,发生电化学腐蚀,加快锌的腐蚀;d项中锌作电解池的阴极,不易被腐蚀。【答案】c5.全世界每年因钢铁锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示的方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。下列说法不正确的是()。a.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池b.金属棒m的材料应该是比镁活泼的金属c.金属棒m上发生反应m-ne-mn+d.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法【解析】金属棒m只要比铁活泼即可,太活泼的金属易与水反应,b项错误。【答案】b6.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()。a.若d为石墨,则铁片腐蚀加快b.若d为石墨,则石墨上电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-c.若d为锌块,则铁片不易被腐蚀d.若d为锌块,则铁片上电极反应式为2h+2e-h2【解析】d为石墨,则铁、碳及海水形成原电池,发生铁的吸氧腐蚀,从而加快铁片腐蚀,a项正确;d为石墨时作正极,电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,b项正确;d为锌块,则zn、fe和海水构成原电池,由于活动性znfe,故锌作负极,铁片不易被腐蚀,c项正确;d为锌块时,铁片上的电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,d项错误。【答案】d7.下列关于铜板上铁铆钉处吸氧腐蚀的说法中,不正确的是()。a.正极的电极反应式为2h+2e-h2b.此过程中还涉及反应:4fe(oh)2+2h2o+o24fe(oh)3c.此过程中铜不会被腐蚀d.此过程中电子从fe移向cu【解析】铁铆钉发生吸氧腐蚀时,负极为铁,电极反应式为2fe-4e-2fe2+,正极为铜,电极反应式为2h2o+o2+4e-4oh-,总反应为2fe+o2+2h2o2fe(oh)2,生成的fe(oh)2继续被空气中的o2氧化成fe(oh)3,化学方程式为4fe(oh)2+o2+2h2o4fe(oh)3,此过程中电子从负极fe移向正极cu,铜不被腐蚀。【答案】a8.下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是()。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,为牺牲阳极的阴极保护法d.若x为碳棒,开关k置于b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,fe作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,a项正确;若x为碳棒,开关k置于b处,fe作原电池的负极,电极反应式为fe-2e-fe2+,d项不正确;若x为锌棒,k置于a处,fe作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,k置于b处时,fe作原电池的正极,属牺牲阳极的阴极保护法,b、c两项均正确。【答案】d9.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门a的腐蚀,材料b可以选择(填字母)。a.碳棒b.锌板c.铜板用电化学原理解释材料b需定期拆换的原因:。(2)图2中,钢闸门c作极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验,d为石墨块,则d上的电极反应式为,检测该电极反应产物的方法是。【答案】(1)b;锌等金属作原电池的负极(失电子,zn-2e-zn2+),不断遭受腐蚀,需定期拆换(2)阴;2cl-2e-cl2;将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉-ki溶液,溶液变蓝)10.在海洋工程上,通常用铝合金(al-zn-cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的电极反应为;在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是。【答案】al-3e-al3+;铝表面易被氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”11.金属腐蚀的电化学原理可用如图装置模拟。(1)铁棒上电极反应式为;碳棒上电极反应式为。(2)该图所表示的是(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若停止通入o2,并将nacl溶液改为稀硫酸溶液,则此图可表示(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理;若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解,可将碳棒改为棒。【解析】电解质是氯化钠,溶液呈中性,发生吸氧腐蚀,负极反应是2fe-4e-2fe2+,正极反应是o2+2h2o+4e-4oh-。若停止通入o2,并将nacl溶液改为稀硫酸溶液,此时发生析氢腐蚀;若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解,此时构成的原电池中铁棒作正极,负极应是比铁活泼的金属,因此可将碳棒改为锌棒。【答案】(1)2fe-4e-2fe2+;o2+2h2o+4e-4oh-(2)吸氧(3)析氢;锌(或其他比fe活泼的金属)12.如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说法正确的是()。a.该电化学腐蚀为析氢腐蚀b.图中生成铁锈最多的是c区域c.a区域比b区域更易腐蚀d.铁闸中的负极的电极反应式为fe-2e-fe2+【解析】海水为弱酸性,发生吸氧腐蚀,在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀,a项错误;在b处,海水与氧气接触,发生吸氧腐蚀的程度最大,生成铁锈最多,b、c两项均错误;fe作负极失电子生成亚铁离子,则负极的电极反应式为fe-2e-fe2+,故d项正确。【答案】d13.支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关叙述不正确的是()。a.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零b.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩c.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流d.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【解析】由图示知,该装置为通过“外加电流的阴极保护法”进行防腐的装置,因此需外加强大的电流抑制金属发生电化学腐蚀产生电流,即通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零,a项正确;通电后,被保护的钢管桩作阴极,高硅铸铁作阳极,因此通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩,b项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,所以高硅铸铁不会被损耗,c项错误;外加电流的目的是抑制金属发生电化学腐蚀产生电流,因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,d项正确。【答案】c14.某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了a、b、c一组实验(如图),探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:a中铁钉生锈;b中铁钉不生锈;c中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是。由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分为不同类型,本实验中铁生锈属于,正极的电极反应式为 。实验b所用的水要经过处理;植物油的作用是 。实验c中碱石灰的作用是。(2)乙同学为了达到同样的目的,设计了实验d(如图所示),发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是,该实验(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。【解析】铁钉内部含有碳,在铁发生电化学腐蚀时作正极,如果再有电解质溶液和