2020学年高中化学 课堂10分钟达标 4.4 金属的电化学腐蚀与防护 新人教版选修4

4.4 金属的电化学腐蚀与防护1.(2020宿迁高二检测)如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉,撒在内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试管中,打开止水夹片刻后,下列有关该实验的说法合理的是()A.甲装置导管口有气泡,乙装置导管内出现一段液柱B.甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀C.乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.乙装置导管口有气泡冒出【解析】选D。甲图中的电解质溶液呈中性,所以发生的是吸氧腐蚀,A、B两项均错;乙图中的电解质溶液呈酸性,发生的是析氢腐蚀,有气体产生,C项错,D项正确。2.(2020淮安高二检测)下列各装置中都盛有0.1molL-1的NaCl溶液,放置一定时间后,纯锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是()A.B.C.D.【解析】选A。中纯锌片为原电池的负极,中纯锌片为电解池的阳极,故中纯锌片腐蚀的速率最快,且;中纯锌片为电解池的阴极,受到保护,腐蚀速率最慢,故腐蚀速率由快到慢的顺序为。3.结合下图判断,下列叙述正确的是()A.中铁被腐蚀,中铁被保护B.和中负极反应均是Fe-2e-Fe2+C.正极反应是O2+2H2O +4e-4OH-D.和中分别加入少量KSCN溶液,溶液均变红【解析】选C。锌比铁活泼,装置中锌作负极,铁作正极,但由于电解质溶液是氯化钠,因此发生锌的吸氧腐蚀,正反应是O2+2H2O +4e-4OH-,因此正极铁被保护,因此A、B项错误,C项正确。装置中,铁比铜活泼,因此铁作负极,铜作正极,负极发生的反应是Fe-2e-Fe2+,正极发生的是氢离子得到电子生成氢气,铜不参与反应,溶液中无三价的铁离子,因此在电解质溶液中加入硫氰化钾,不能看到溶液变红的现象,因此D选项错误。4.(2020连云港高二检测)下列说法中,正确的是()镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3nH2O锌和铁构成原电池时,铁作负极铅蓄电池中铅作负极,PbO2作正极,两极浸到稀硫酸中A.B.C.D.【解析】选A。镀层破损后,白铁形成原电池,因为锌比铁活泼,易失电子,从而保护了铁,而马口铁破损后,因为形成原电池时,铁比锡活泼,铁被腐蚀,所以在镀层破损后,马口铁比白铁更易被腐蚀,说法错误。钢铁无论发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,铁都是失电子生成Fe2+,吸氧腐蚀更普遍,O2得电子生成OH-,与Fe2+结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3,因此铁锈常用Fe2O3nH2O表示,说法正确。锌和铁构成原电池时,锌比铁活泼,应该是锌作负极,说法不正确。根据铅蓄电池的构成,可知说法正确。5.【能力挑战题】对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的_。a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为_。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是_。(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)冒气泡的原因是Al与NaOH反应,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2;使AlO2-生成沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3,生成的沉淀容易溶解。阳极是Al发生氧化反应,要生成氧化膜,还必须有H2O参加,故电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+;加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,是由于废电解液中含有H+,HCO3-与H+反应生成CO2气体,随着H+的减少,溶液碱性增强,产生Al(OH)3沉淀。(2)电镀时,阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充Cu2+。(3)铁被保护,可以作原电池的正极,或者电解池的阴极,故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁作正极,锌作负极,称为牺牲阳极的阴极保护法。答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2b2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+HCO3-与H+反应,使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+(3)N牺牲阳极的阴极保护法【延伸探究】(1)铁制