人教版選修4第4章電化學(xué)基礎(chǔ)第4節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)作業(yè).doc

第4節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)作業(yè)1、下列敘述的方法中錯(cuò)誤的是（）a金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍 b用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕c鋼鐵在干燥空氣中不易被腐蝕 d用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身2、下列敘述不正確的是（）a.電解氧化鋁生成的金屬鋁是在熔融液的下層b.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池c.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：4oh-4e-=2h2o+o2d.鐵表面鍍鋅，鐵作陰極3、以下防腐措施中，屬于電化學(xué)保護(hù)法的是（）a用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜b在金屬中加入一些鉻或者鎳制成合金c在輪船的船殼水線以下部分，裝上一鋅錠d在金屬表面噴漆4、鋼鐵腐蝕發(fā)生得最為普遍的是（）a吸氧腐蝕b析氫腐蝕c化學(xué)腐蝕d摩擦損耗5、化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活中有著重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法中不正確的是（）a與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管易發(fā)生腐蝕b明礬常作為凈水劑，雙氧水通?？捎糜谧鳉⒕綾金屬鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí)，可以使用泡沫滅火器來(lái)滅火d發(fā)酵粉中主要含有碳酸氫鈉，能使焙制出的糕點(diǎn)疏松多孔6、埋到地下的鑄鐵輸油的管道，在下列各種情況下，腐蝕最慢的是（）a在含鐵元素較多的酸性土壤中b在潮濕疏松透氣的土壤中c在干燥致密不透氣的土壤中d在含碳粒較多的潮濕透氣的中性土壤中7、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（）afe-2e-fe2+b2h+2e-h2c4oh-4e-=2h2o+o2d2h2o+o2+4e-4oh-8、以下各項(xiàng)中的現(xiàn)象說(shuō)明是化學(xué)腐蝕的是（）a黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠b生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹c鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹d鋁制品擦亮后，幾天后表面又變暗9、海水的進(jìn)水鋼閘門易被腐蝕，對(duì)此下列說(shuō)法不正確的是（）a鋼閘門腐蝕的本質(zhì)是fe2e=fe2b鋼閘門腐蝕主要是發(fā)生電化學(xué)吸氧腐蝕，其正極反應(yīng)式是o22h2o4e=4ohc將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導(dǎo)線相連，可防止鋼閘門腐蝕d將鋼閘門與直流電源的正極相連，可防止鋼閘門腐蝕10、在酸性或堿性較強(qiáng)的溶液中，鋁均會(huì)溶解。但用食鹽腌制的食品也不能長(zhǎng)期存放在鋁制品中，其主要原因是()a. 鋁能與nacl直接發(fā)生反應(yīng)而被腐蝕b. 長(zhǎng)期存放的nacl發(fā)生水解，其水溶液不再呈中性，可與鋁發(fā)生反應(yīng)c. 鋁與鋁制品中的雜質(zhì)（碳）、nacl溶液形成原電池，發(fā)生析氫腐蝕d. 鋁與鋁制品中的雜質(zhì)（碳）、nacl溶液形成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕11、如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和nacl溶液的u形管中，下列分析正確的是()ak1、 k2閉合時(shí)，na均移向鐵棒bk1閉合，石墨棒周圍溶液ph逐漸升高ck2閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法dk2閉合，電路中通過(guò)0.4na個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生標(biāo)況下4.48 l氣體12、某小組同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕原理的探究實(shí)驗(yàn)：裝置分別進(jìn)行的操作現(xiàn)象i. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加酚酞ii. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加k3fe(cn)6溶液鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（1）小組同學(xué)認(rèn)為以上兩種檢驗(yàn)方法，均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象是_。用電極反應(yīng)式解釋實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象：_。（2）查閱資料：k3fe(cn)6具有氧化性。據(jù)此有同學(xué)認(rèn)為僅通過(guò)ii中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，理由是_。進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)幾分鐘后的記錄如下：實(shí)驗(yàn)滴管試管現(xiàn)象0.5 moll-1k3fe(cn)6溶液iii. 蒸餾水無(wú)明顯變化iv. 1.0 moll-1nacl 溶液鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀v. 0.5 moll-1na2so4溶液無(wú)明顯變化a. 以上實(shí)驗(yàn)表明：在有_存在條件下，k3fe(cn)6溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。b. 為探究cl-的存在對(duì)反應(yīng)的影響，小組同學(xué)將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。此補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)表明cl的作用是_。（3）有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)仍不夠嚴(yán)謹(jǐn)。為進(jìn)一步探究k3fe(cn)6的氧化性對(duì)實(shí)驗(yàn)ii結(jié)果的影響，又利用(2)中裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。其中能證實(shí)以上影響確實(shí)存在的是_(填字母序號(hào))。實(shí)驗(yàn)試劑現(xiàn)象a酸洗后的鐵片、k3fe(cn)6溶液(已除o2)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀b酸洗后的鐵片、k3fe(cn)6和nacl混合溶液(未除o2)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀c鐵片、k3fe(cn)6和nacl混合溶液(已除o2)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀d鐵片、k3fe(cn)6和鹽酸混合溶液(已除o2)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（4）綜合以上實(shí)驗(yàn)分析，利用實(shí)驗(yàn)ii中試劑能證實(shí)鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)方案是：連好裝置一段時(shí)間后，取鐵片(負(fù)極)附近溶液于試管中，_(回答相關(guān)操作、現(xiàn)象)，則說(shuō)明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了fe2，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。13、鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式為_(kāi)；(2)為了降低某水庫(kù)鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料r可以采用_。(填寫字母序號(hào))；a銅b鈉 c鋅d石墨(3)圖乙所示的方案也可以減慢鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。14、新型高效的甲醇燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入ch3oh和o2，電解質(zhì)為koh溶液。某研究小組將兩個(gè)甲醇燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)甲醇燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為_(kāi)、_。(2)閉合開(kāi)關(guān)k后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中a電極上得到的是_，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為_(kāi)。(3)若每個(gè)電池甲醇用量為3.2 g，且反應(yīng)完全，則理論上通過(guò)電解池的電量為_(kāi)(法拉第常數(shù)f9.65104 cmol1列式計(jì)算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_(kāi)l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(4)若用該裝置中的電解池精煉銅，在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填“a”或“b”)；在電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)。15、鐵在地殼中的含量約占5%左右。鐵礦石的種類很多，重要的有磁鐵礦石(主要成分是fe3o4)、赤鐵礦石(主要成分是fe2o3)等。(1)紅熱的鐵能跟水蒸氣反應(yīng)，一種產(chǎn)物與磁鐵礦的主要成分相同，另一種產(chǎn)物是可燃性氣體，則其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。該可燃?xì)怏w在酸性條件下，可制成燃料電池，寫出該氣體發(fā)生的電極反應(yīng)式_。(2)在常溫下，鐵跟水不起反應(yīng)。但在潮濕的空氣中，鐵很容易生銹(鐵銹的主要成分是fe2o3)而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。鐵生銹的化學(xué)原理如下，請(qǐng)你用離子方程式和化學(xué)方程式補(bǔ)充完整。原電池反應(yīng)：負(fù)極：2fe4e=2fe2，正極：_。氫氧化物的形成：fe22oh=fe(oh)2、_。氫氧化物的分解：2fe(oh)3=fe2o33h2o。(3)為了防止鐵生銹，可在鐵制品表面鍍上一層銅(如下圖裝置)，a為_(kāi)(填“正極”或“負(fù)極”)，鐵制品表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)。參考答案1、【答案】b【解析】試題分析：b、鋁的活潑性大于鐵的活潑性，會(huì)加重鐵板的腐蝕，故錯(cuò)。故選b。2、【答案】c【解析】a選項(xiàng)電解氧化鋁生成的金屬鋁密度比冰晶石等的密度大，在熔融液的下層； b選項(xiàng)鋰離子電池屬于二次電池；d選項(xiàng)鐵表面鍍鋅，鐵作陰極，鋅作陽(yáng)極；c選項(xiàng)鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)是2h2o+o2+4e-=4oh-。a選項(xiàng)電解氧化鋁生成的金屬鋁密度比冰晶石等的密度大，在熔融液的下層； b選項(xiàng)鋰離子電池屬于二次電池；d選項(xiàng)鐵表面鍍鋅，鐵作陰極，鋅作陽(yáng)極；c選項(xiàng)鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)是2h2o+o2+4e-=4oh-。3、【答案】c【解析】在輪船的船殼水線以下部分，裝上鋅能形成鐵-鋅原電池，鋅為負(fù)極，被腐蝕，鐵被保護(hù)。4、【答案】a【解析】試題分析：金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，其中以電化學(xué)腐蝕為主。在電化學(xué)腐蝕中又以吸氧腐蝕為主，答案選a。5、【答案】c【解析】試題分析：c選項(xiàng)中，不應(yīng)該用泡沫滅火器來(lái)滅火，因?yàn)榻饘冁V也會(huì)與二氧化碳反應(yīng)。對(duì)于金屬鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí)，一般用沙土來(lái)滅火。6、【答案】c【解析】試題分析：鑄鐵要腐蝕得最慢，既要防止化學(xué)腐蝕，又要防止電化學(xué)腐蝕。故必須防酸（化學(xué)腐蝕fe+2h+=fe2+h2）防水（以防形成電解質(zhì)溶液）、防氣（防止o2參與吸氧腐蝕），故選c。7、【答案】d【解析】試題分析：原電池中發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極，而兩活潑程度不同金屬構(gòu)成原電池時(shí)，較不活潑金屬作正極。故選d。8、【答案】d【解析】a項(xiàng)中zn比cu活潑，zn易被腐蝕，而cu被保護(hù)，銅鑼不易產(chǎn)生銅綠說(shuō)明的是電化腐蝕；b項(xiàng)中生鐵由于易發(fā)生電化腐蝕導(dǎo)致比純鐵易生銹；c項(xiàng)發(fā)生電化腐蝕時(shí)鐵作負(fù)極易被腐蝕。9、【答案】d【解析】鋼閘門在腐蝕過(guò)程中鐵被氧化為fe2，腐蝕原理為吸氧腐蝕型的電化學(xué)腐蝕，a、b項(xiàng)對(duì)；當(dāng)將鋼閘門與浸入海水的鋅塊用導(dǎo)線連接起來(lái)后就構(gòu)成了原電池，鋅塊做負(fù)極，鋼閘門做正極受到保護(hù)，c項(xiàng)對(duì)；若將鋼閘門與電源正極相連，則其成為陽(yáng)極被加速腐蝕掉，d項(xiàng)錯(cuò)。10、【答案】d【解析】解：a、鋁不能與nacl直接發(fā)生反應(yīng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；b、氯化鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不發(fā)生水解，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；c、鋁制品不能長(zhǎng)時(shí)間存放食鹽腌制的食品，是因?yàn)槁入x子對(duì)氧化膜有破壞作用，若氧化膜被破壞，則由于鋁制品不純，鋁與其中的雜質(zhì)、氯化鈉溶液形成原電池，鋁失去電子，被氧化，發(fā)生吸氧腐蝕，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；選項(xiàng)d正確。答案選d。11、【答案】b【解析】k1閉合時(shí)，形成原電池，鐵作負(fù)極，石墨棒作正極，na移向石墨棒，a項(xiàng)錯(cuò)誤；k1閉合，形成原電池，石墨棒作正極，正極反應(yīng)式為o24e2h2o=4oh，石墨棒附近ph逐漸升高，b項(xiàng)正確；k2閉合，鐵與外接電源負(fù)極相連，鐵作陰極，不被腐蝕，是外加電流的陰極保護(hù)法，c項(xiàng)錯(cuò)誤；k2閉合時(shí)，為電解池，鐵棒作陰極，電極反應(yīng)式為2h2e=h2，當(dāng)電路中通過(guò)0.4na個(gè)電子時(shí)，陰極產(chǎn)生0.2 mol氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48 l，石墨棒作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2cl2e=cl2，當(dāng)電路中通過(guò)0.4na個(gè)電子時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生0.2 mol氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 l，兩極共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96 l氣體，d項(xiàng)錯(cuò)誤。12、【答案】(1) 碳棒附近溶液變紅 ； o24e-2h2o = 4oh-(2) k3fe(cn)6可能氧化fe生成fe2，會(huì)干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成fe2的檢驗(yàn)a. cl- ； b. cl-破壞了鐵片表面的氧化膜(3) ac (4) 滴加k3fe(cn)6溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀【解析】解：本題考查鋼鐵的吸氧腐蝕、析氫腐蝕。(1)連好裝置構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，電極反應(yīng)是 ，碳棒是正極，電極反應(yīng)是，所以實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象是碳棒附近溶液變紅；（2）k3fe(cn)6具有氧化性，k3fe(cn)6可能氧化fe生成fe2，會(huì)干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成fe2的檢驗(yàn)；a.根據(jù)實(shí)驗(yàn)iii可知單純k3fe(cn)6不與鐵反應(yīng)、根據(jù)實(shí)驗(yàn) iv可知有氯化鈉存在時(shí)，k3fe(cn)6與鐵反應(yīng)、根據(jù)實(shí)驗(yàn)v可知，在有硫酸鈉存在時(shí)k3fe(cn)6不與鐵反應(yīng)，所以以上實(shí)驗(yàn)表明：在有cl-存在條件下，k3fe(cn)6溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，b、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)表明cl-的作用是破壞了鐵片表面的氧化膜；(3)將鐵片用酸洗滌，破壞鐵表面的氧化膜； 氧氣能把鐵氧化為fe2、鹽酸能把鐵氧化為fe2；所以能證實(shí)以上影響確實(shí)存在的是ac；（4）取鐵片附近溶液于試管中，滴加k3fe(cn)6溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。13、【答案】(1)2fe4e=2fe2(負(fù)極)，o22h2o4e=4oh(正極)(2)c(3)負(fù)【解析】(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上fe失電子，正極上o2得電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，則鋅會(huì)失去電子而溶解，fe被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在直流電源的負(fù)極。14、【答案】(1)3o212e6h2o=12oh2ch3oh12e16oh=2co12h2o(2)cl22nacl2h2o2naohh2cl2(3)69.65104 cmol15.79104 c6.72 (4)acu22e=cu【解析】(1)堿性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)為2ch3oh3o24oh=2co6h2o，正極反應(yīng)式為3o212e6h2o=12oh，負(fù)極反應(yīng)式由總反應(yīng)式減正極反應(yīng)式得到：2ch3oh12e16oh=2co12h2o。(2)由題知兩個(gè)甲醇燃料電池作電源，其中甲醇為還原劑，通甲醇的電極為負(fù)極，通o2的電極為正極，則a為電解池陽(yáng)極，在該極2cl2e=cl2，故a極上得到cl2。電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)為2nacl2h2o2naohh2cl2。(3)1 mol甲醇氧化失去6 mol電子，電量為69.65104 c。題中雖有兩個(gè)燃料電池，但電子的傳遞只能用一個(gè)燃料電池的甲醇量計(jì)算，可得69.65104 cmol15.79104 c。電路中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為60.6 mol，由2cl2e=cl2，可得n(cl2)0.3 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下cl2的體積為0.3 mol22.4 lmol16.72 l。(4)若用該裝置電解精煉銅，粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，純銅作陰極，故粗銅極應(yīng)為圖中電極a，b電極為精銅，電極反應(yīng)式為cu22e=cu。15、【答案】(1)3fe4h2o(g)fe3o44h2h22e=2h(2)o24e2h2o=4oh4fe