2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第3節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊(cè)

1、2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第3節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊(cè)2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第3節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊(cè)年級(jí)：姓名：- 9 -第3節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)a級(jí)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1如圖，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?c)abcd解析：實(shí)質(zhì)均為原電池裝置。中fe為正極被保護(hù)；中fe為負(fù)極，均被腐蝕，但相對(duì)來說，fe和cu的金屬活動(dòng)性的差別比fe和sn的大，故fecu原電池中fe被腐蝕得快；中發(fā)生化學(xué)腐蝕。2鐵鍋用水清洗放置后出現(xiàn)紅褐色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的反應(yīng)是

2、(a)afe3e=fe3bo22h2o4e=4ohc4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3d2feo22h2o=2fe(oh)2解析：鐵鍋用水清洗放置后出現(xiàn)紅褐色的銹斑，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，負(fù)極上鐵失去電子生成fe2，正極上氧氣得到電子，且fe(oh)2易被氧化，負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2，b、c、d均可發(fā)生，故選a。3下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是(a)a純銀器的表面在空氣中因電化學(xué)腐蝕漸漸變暗b當(dāng)鍍鋅鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用c金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更為普遍d相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕解析：銀和空氣中h2s反應(yīng)生成黑色ag2s，發(fā)生化學(xué)

3、腐蝕漸漸變暗，a項(xiàng)錯(cuò)誤；由于鋅比鐵活潑，形成原電池，鋅作負(fù)極，鐵作正極仍被保護(hù)，b項(xiàng)正確；金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更常見，c項(xiàng)正確；相對(duì)于內(nèi)河河水，海水中電解質(zhì)濃度大，海輪更易被腐蝕，d項(xiàng)正確。4如圖表示鋼鐵在海水中的銹蝕過程的模型，以下有關(guān)說法正確的是(d)a該金屬腐蝕過程為析氫腐蝕b正極為c，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)c在強(qiáng)酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕d正極反應(yīng)為2h2oo24e=4oh解析：鋼鐵中含有鐵和碳，在潮濕環(huán)境中構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，碳作正極，由圖示看發(fā)生的是吸氧腐蝕，即在強(qiáng)酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕，中性或弱酸性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：o24e2h2o=4oh，故

4、選d。52019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦正式交付海軍。為了保護(hù)艦艇(主要是鐵合金材料)在艦體表面鑲嵌金屬塊(r)。下列有關(guān)說法不正確的是(c)a這種保護(hù)艦體的方法叫做犧牲陽極的保護(hù)法b金屬塊r可能是鎂或鋅c海水呈弱堿性，艦艇在海水中易發(fā)生析氫腐蝕d正極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh解析：原電池中作正極的金屬被保護(hù)，這種保護(hù)法叫犧牲陽極的保護(hù)法，a項(xiàng)正確；金屬塊r必須比鐵活潑作負(fù)極，鎂或鋅均可，b項(xiàng)正確；海水呈弱堿性，易發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為o24e2h2o=4oh，c錯(cuò)，d對(duì)，故選c。6下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是(c)a生鐵比純鐵更容易生銹b黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)

5、生銅綠c純銀飾品久置表面變暗d鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹解析：生鐵中有鐵和碳，在潮濕空氣中能構(gòu)成原電池，易被腐蝕而生銹，a不選；黃銅(銅鋅合金)，鋅作負(fù)極，cu被保護(hù)，b不選；純銀飾品久置變暗，ag與空氣中h2s反應(yīng)生成黑色ag2s，屬于化學(xué)腐蝕，選c；鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，鐵作負(fù)極易生銹，不選d。二、非選擇題72018年7月至9月，國家文物局在遼寧開展水下考古，搜尋、發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了甲午海戰(zhàn)北洋水師沉艦“經(jīng)遠(yuǎn)艦”。已知：正常海水呈弱堿性。(1)“經(jīng)遠(yuǎn)艦”在海底“沉睡”124年后，鋼鐵制成的艦體腐蝕嚴(yán)重。艦體發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_fe2e=fe2_。(2)為了保護(hù)文物，考

6、古隊(duì)員采用“犧牲陽極的保護(hù)法”對(duì)艦船水下遺址進(jìn)行了處理。考古隊(duì)員貼在艦體上的材料塊可以是_a_(填字母)。a鋁鋅合金b石墨c鉛d銅采用“犧牲陽極的保護(hù)法”后，水下艦體上正極的電極反應(yīng)式為_o24e2h2o=4oh_。(3)考古隊(duì)員將艦船上的部分文物打撈出水后，采取脫鹽、干燥等措施防止文物繼續(xù)被腐蝕。從電化學(xué)原理的角度分析“脫鹽、干燥”的防護(hù)原理：_脫鹽、干燥處理破壞了原電池中的離子導(dǎo)體(或電解質(zhì)溶液)，使文物表面無法形成原電池而發(fā)生電化學(xué)腐蝕_。解析：(1)海水呈弱堿性，鋼鐵在中性或弱堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為fe2e=fe2。(2)采用“犧牲陽極的保護(hù)

7、法”對(duì)艦船進(jìn)行保護(hù)，需要選用活潑性比鐵強(qiáng)的金屬作負(fù)極，故選a。采用“犧牲陽極的保護(hù)法”后，鐵為正極，海水呈弱堿性，在中性或弱堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，正極的電極反應(yīng)式為o24e2h2o=4oh。(3)考古隊(duì)員將艦船上的部分文物打撈出水后，采取脫鹽、干燥等措施防止文物繼續(xù)被腐蝕，脫鹽、干燥處理破壞了原電池的構(gòu)成條件，使之缺少了電解質(zhì)溶液，使文物表面無法形成原電池而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。8電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換等方面應(yīng)用廣泛。(1)鋼鐵在海水中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，負(fù)極反應(yīng)式是_fe2e=fe2_。圖1中，為減緩鋼閘門的腐蝕，材料b可以選擇_zn_(填“zn”或“cu”)。(2)圖2為鋼鐵防護(hù)模

8、擬實(shí)驗(yàn)裝置，則鐵作_陰_極，檢測(cè)鋼鐵保護(hù)效果的方法是取少量鐵電極附近的溶液于試管中，_滴加鐵氰化鉀(或k3fe(cn)6)溶液，若無藍(lán)色沉淀產(chǎn)生_，則說明保護(hù)效果好。(3)氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源，其構(gòu)造如圖3所示：a、b為多孔石墨電極，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電。a的電極反應(yīng)式是_h22oh2e=2h2o_；若電池共產(chǎn)生20 mol水，則電路中通過了_40_mol的電子。解析：(1)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，注意電極反應(yīng)中，鐵失去電子一定生成二價(jià)鐵，反應(yīng)式為fe2e=fe2；為了減緩海水對(duì)鋼閘門的腐蝕，材料b的活潑性應(yīng)該強(qiáng)于鐵，作負(fù)極，才能滿足犧牲陽極的保護(hù)法，故選zn

9、。(2)外加電流的陰極保護(hù)法，鐵應(yīng)該與電源的負(fù)極相連，作陰極。溶液中沒有亞鐵離子則保護(hù)效果好，檢驗(yàn)無亞鐵離子的方法和現(xiàn)象是滴加鐵氰化鉀(或k3fe(cn)6)溶液，若無藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，則說明保護(hù)效果好。(3)a極氫氣失電子作負(fù)極，反應(yīng)式為h22oh2e=2h2o。由總反應(yīng)2h2o2=2h2o可得：2h2o4e，則當(dāng)產(chǎn)生20 mol水時(shí)，電路中通過了40 mol的電子。b級(jí)能力提升練一、不定項(xiàng)選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液ph的關(guān)系如下：ph2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物fe2fe3o4fe2o3feo下列說法不正確的是(cd)a在ph6

10、溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕c在ph14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)式為o24h4e=2h2od在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)加快解析：當(dāng)ph4，酸性強(qiáng)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，a項(xiàng)正確；ph6，酸性較弱，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，b項(xiàng)正確；ph14強(qiáng)堿性溶液中吸氧腐蝕正極反應(yīng)為：o24e2h2o=4oh，c項(xiàng)錯(cuò)誤；煮沸除氧的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率減慢，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2銅板上鐵鉚釘長(zhǎng)期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會(huì)被腐蝕，如圖。下列說法不正確的是(a)a腐蝕過程中銅極上始終只發(fā)生：2h2e=h2b若水膜中溶有食鹽將加快鐵鉚釘?shù)母gc若在金屬表面涂一層油脂能防止鐵鉚釘被腐蝕d若

11、將該銅板與直流電源負(fù)極相連，則鐵銅均難被腐蝕解析：a項(xiàng)，根據(jù)圖示可知左側(cè)cu上發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)cu上發(fā)生析氫腐蝕，則兩個(gè)銅極上的反應(yīng)是o24e4h=2h2o,2h2e=h2，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，若水膜中溶有食鹽，增加吸氧腐蝕介質(zhì)的導(dǎo)電性，將加快鐵鉚釘?shù)母g，正確；c項(xiàng)，在金屬表面涂一層油脂，能使金屬與氧氣隔離，不能構(gòu)成原電池，所以能防止鐵鉚釘被腐蝕，正確；d項(xiàng)，若將該銅板與電源負(fù)極相連，相當(dāng)于外界電子由銅電極強(qiáng)制轉(zhuǎn)送給鐵，從而抑制鐵失電子而不易被腐蝕，正確。3研究金屬腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(ab)a圖1：b點(diǎn)溶液變紅b圖1：a點(diǎn)的鐵比b點(diǎn)的鐵腐蝕嚴(yán)重c圖2：若d為鋅，則鐵不

12、易被腐蝕d圖2：正極的電極反應(yīng)式為o24e2h2o=4oh解析：食鹽水的邊緣處與空氣接觸，氧氣得電子，故a處電極方程式為：o24e2h2o=4oh，a點(diǎn)溶液變紅，a錯(cuò)誤；a點(diǎn)與空氣接觸，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，a點(diǎn)為正極，b點(diǎn)為負(fù)極，負(fù)極被腐蝕，所以b點(diǎn)的鐵比a點(diǎn)的鐵腐蝕嚴(yán)重，b錯(cuò)誤；fe和zn形成原電池、zn為負(fù)極，鐵為正極，正極被保護(hù)，則鐵不易被腐蝕，c正確；圖2中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為o24e2h2o=4oh，d正確。4某同學(xué)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴1滴含酚酞和k3fe(cn)6的食鹽水放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”。其邊緣處為紅色，中心區(qū)

13、域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法不合理的是(ad)a生鐵片發(fā)生析氫腐蝕b中心區(qū)域：fe2e=fe2c邊緣處：o22h2o4e=4ohd交界處：4fe2o210h2o=4fe(oh)38h解析：生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了oh：o22h2o4e=4oh，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，a項(xiàng)不合理，c項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說明生成了fe2，b項(xiàng)合理；在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化為氫氧化鐵，氫氧化鐵分解生成鐵銹，d項(xiàng)不合理。5某研究小組為探究鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖甲)從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，

14、同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化結(jié)果如圖乙，下列敘述錯(cuò)誤的是(c)a圖丙中，發(fā)生腐蝕時(shí)電子轉(zhuǎn)移方向如箭頭所示b圖乙中，t2時(shí)容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)是因?yàn)殍F粉發(fā)生了吸氧腐蝕c碳粉表面的電極反應(yīng)式只有o24e2h2o=4ohd若將丙圖中的c換成zn，鐵的腐蝕速率會(huì)大大降低，這是利用了犧牲陽極的保護(hù)法二、非選擇題6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。請(qǐng)回答鋼鐵在腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕_bd_。(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，如圖。請(qǐng)回答：鐵棒應(yīng)與電源的_負(fù)_(填“正”或“負(fù)”)極相連，b電極的電極反應(yīng)式是_cu22e=cu_。若電鍍前a、b兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為10.24 g，則電鍍時(shí)電路中通過的電子為_0.16_mol。電鍍結(jié)束后cuso4溶液的濃度_不變_(填“變大”“變小”或“不變”)。鍍層破損后，鐵不易被腐蝕的是_b_(填序號(hào))。a鍍銅鐵b鍍鋅鐵c鍍錫鐵解析：(1)鐵作原電池的正極或電解池的陰極時(shí)可防止被腐蝕，b為原電池，鋅作負(fù)極被腐蝕，鐵作正極被保護(hù)，d為電解池，鐵與電源的負(fù)極相連，作陰極被保護(hù)。(2)在鐵件上鍍銅時(shí)，銅作陽極，與正極相連，鐵棒作陰極，b電極為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，cu2得電子生成cu：cu22e=