人民教育出版化學(xué)選修4第四章第四節(jié)《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》能力提高_(dá)第1頁(yè)
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1、1下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法中正確的是()A金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程B電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程C鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負(fù)極吸收氧氣,產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同,但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生解析:選D。金屬腐蝕的本質(zhì),主要是金屬原子失電子被氧化,腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸,腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,所以A錯(cuò)誤;電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程,不需要通過(guò)電流,所以B錯(cuò)誤;鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,正極吸收氧氣,而不是負(fù)極吸

2、收氧氣,所以C錯(cuò)誤;只有選項(xiàng)D正確。2下列情況與電化學(xué)無(wú)關(guān)的是()A輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B鋁片不用特殊方法保存C純鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí),滴入少量CuSO4溶液后反應(yīng)速率加快D鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用解析:選B。鋁片與O2反應(yīng)表面生成一層致密的氧化物薄膜,防止內(nèi)部被腐蝕,與電化學(xué)無(wú)關(guān)。3某課外小組學(xué)生研究金屬腐蝕的條件和速率,用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中,再放在玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間,下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()A裝置左側(cè)的液面一定會(huì)下降B裝置的左側(cè)液面比裝置的左側(cè)液面低C裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕解析:選B。中鐵釘

3、與銅絲相連,金屬活動(dòng)性相差較大,且用揮發(fā)性鹽酸,因此裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重,C選項(xiàng)正確。中雖然也用了鹽酸,但鐵釘與鐵絲相連,腐蝕不及,由于均發(fā)生了2H2e=H2,和均生成了氣體,液面都會(huì)下降 ,裝置的左側(cè)液面比裝置的左側(cè)液面低,A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;中雖然鐵絲也與銅絲相連,但由于所裝試劑為不揮發(fā)性硫酸,因此鐵釘幾乎沒被腐蝕,D選項(xiàng)正確。4(2012·天津高二檢測(cè))我國(guó)某大城市今年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門測(cè)定,該城市整個(gè)夏季酸雨的pH平均值為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對(duì)此條件下鐵的腐蝕的敘述不正確的是()A此腐蝕過(guò)程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕B發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)的正極反

4、應(yīng)為2H2OO24e=4OHC在化學(xué)腐蝕過(guò)程中有氫氣產(chǎn)生D發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2解析:選B。酸性環(huán)境發(fā)生的腐蝕為析氫腐蝕,其正極反應(yīng)為2H2e=H2。5美籍華裔化學(xué)家錢永健是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者。少年時(shí)代,他就對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。16歲時(shí),他憑借一個(gè)金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調(diào)查項(xiàng)目,榮獲具有“少年諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的著名獎(jiǎng)項(xiàng)。下列說(shuō)法正確的是()A金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的過(guò)程B合金都比純金屬易被腐蝕C將金屬與外加直流電源的負(fù)極相連,而將正極接到廢鐵上,可以防止金屬被腐蝕D鍍鋅鐵比鍍錫鐵更容易被腐蝕解析:選C。金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程,故A錯(cuò);鐵中加

5、入鎳比純鐵耐腐蝕,故B錯(cuò);C項(xiàng)應(yīng)用的是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,故正確;鍍鋅鐵破損后,Zn作負(fù)極,F(xiàn)e仍受保護(hù),而鍍錫鐵破損后,鐵作負(fù)極,被腐蝕,所以D項(xiàng)錯(cuò)。6(2011·高考山東卷)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說(shuō)法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系C電鍍時(shí)保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后即對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用解析:選C。A項(xiàng),未通電時(shí)是原電池,但電鍍過(guò)程并不是原電池的充電過(guò)程,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),消耗鋅時(shí)轉(zhuǎn)移的電子與通過(guò)的電量有確定的關(guān)系,

6、故鋅的析出量與通過(guò)的電量有確定關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),電鍍時(shí)保持電流恒定,有利于保證電鍍的質(zhì)量,溫度不影響電解的速率,故C正確;D項(xiàng),鍍鋅層破損后與鐵構(gòu)成了原電池,鋅作負(fù)極被腐蝕,保護(hù)了鐵,故D錯(cuò)誤。7將鐵棒與石墨用導(dǎo)線相連后浸入0.1 mol·L1食鹽溶液中,可能會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A鐵棒附近產(chǎn)生OHB鐵棒被腐蝕C石墨棒上有Cl2放出 D石墨棒上有O2放出解析:選B。構(gòu)成的原電池中鐵棒作負(fù)極:2Fe4e=2Fe2,石墨棒作正極:O24e2H2O=4OH。8(2011·高考浙江卷) 將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變

7、暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說(shuō)法正確的是()A液滴中的Cl 由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2 ,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu2e=Cu2解析:選B。Cl由b區(qū)向a區(qū)遷移,A錯(cuò);正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH,B正確;由題干知鐵板發(fā)生吸氧腐蝕,鐵作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),因此C項(xiàng)錯(cuò);銅鏍絲釘作正極,因

8、此D錯(cuò)。9鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時(shí),若有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,下列說(shuō)法正確的是()有5.6 g金屬被腐蝕有6.5 g金屬被腐蝕在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24 L氣體放出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12 L氣體放出ABC D解析:選C。鍍鋅的鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鋅作負(fù)極:Zn2e=Zn2,有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移,則有0.1 mol Zn溶解(即6.5 g),正極:2H2e=H2,生成0.1 mol H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L),故選C。10鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,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。(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_。(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕

9、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降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅(不能采用鈉,因?yàn)殁c易于水反應(yīng)),則鋅會(huì)失去電子而溶解,F(xiàn)e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)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。答案:(1)負(fù)極:2Fe4e=2Fe2,正極:O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)11金屬由于其優(yōu)良的物理化學(xué)性能,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防

10、中大量使用。鋼鐵是應(yīng)用最廣的金屬材料,但是鋼鐵材料的腐蝕也使我們損失慘重。因此對(duì)其的防護(hù)是十分必要的。防止或減少鋼鐵的腐蝕有多種方法:如制成耐腐蝕合金、表面“烤藍(lán)”、電鍍另一種金屬以及電化學(xué)保護(hù)等方法。(1)鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕,請(qǐng)寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng):負(fù)極:_;正極:_。(2)合金的性能各種各樣,人們根據(jù)需要生產(chǎn)出種類繁多的合金材料。請(qǐng)回答:作為建筑材料的鋁合金利用了該合金的哪些特性(至少回答兩點(diǎn))?_。由于人體攝入較多的Al,對(duì)人的健康有害,所以現(xiàn)在不主張使用鋁制炊具。你認(rèn)為生產(chǎn)炊具使用材料最好是_,理由是_。(3)鋼鐵表面常電鍍一層Cr而達(dá)到防腐蝕的目的,這是由于Cr具有優(yōu)良的

11、抗腐蝕性能所決定的。請(qǐng)回答:電鍍過(guò)程中,陰極是_,電解質(zhì)一定含有_離子,陽(yáng)極材料是_;電鍍Cr時(shí),不能使用CrO或Cr2O作為電鍍液,請(qǐng)說(shuō)明原因:_。解析:根據(jù)原電池反應(yīng)原理,不難回答問(wèn)題(1),對(duì)于(2)注意聯(lián)系日常生活接觸到的鋁和不銹鋼知識(shí)。問(wèn)題(3)考查電解電鍍?cè)?,陰極發(fā)生的是還原反應(yīng),故可以使Cr3還原成Cr而析出,由于電解液中的Cr3不斷消耗,因此要有陽(yáng)極溶解補(bǔ)充。故陽(yáng)極應(yīng)為Cr。同時(shí)要掌握電解過(guò)程中的陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)問(wèn)題。答案:(1)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)主要利用了合金的強(qiáng)度較高、密度小、耐腐蝕等特點(diǎn)不銹鋼不銹鋼強(qiáng)度高、耐腐蝕,無(wú)有害健康的離子進(jìn)入食

12、物(3)鍍件Cr3純鉻由于CrO、Cr2O均帶有負(fù)電,電鍍過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng),不能在陰極上放電析出Cr12(2012·白山高二檢測(cè))某探究小組用鐵釘被腐蝕的快慢實(shí)驗(yàn)來(lái)研究防止鋼鐵腐蝕的方法。所用試劑有:材質(zhì)相同的無(wú)銹鐵釘數(shù)個(gè),食鹽水、碳酸水、植物油各多量,實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K,每次實(shí)驗(yàn)取用鐵釘?shù)臄?shù)量相同。液體體積相同且足量,用大小相同的試管實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào):實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/K試管內(nèi)取用液體實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98食鹽水()實(shí)驗(yàn)和探究不同電解質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響;()實(shí)驗(yàn)和_探究溫度對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響;()實(shí)驗(yàn)和_探究鐵釘是否接

13、觸電解質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響(2)請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),判斷下列有關(guān)鋼鐵制品防腐的說(shuō)法正確的是_(填字母)。A在鐵門、鐵窗表面涂上油漆B自行車各部件因有防護(hù)涂層或電鍍等防腐措施,所以不需要停放在有遮雨的地方C家用鐵制廚具每次用完后應(yīng)擦干放置在干燥處D把擋水鐵閘門與直流電源的正極連接且構(gòu)成回路,可減少鐵閘門的腐蝕速率解析:(1)實(shí)驗(yàn)探究不同電解質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響,因此保證溫度不變(仍為298 K),改變電解質(zhì)(選用碳酸水)。實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響,因此保證電解質(zhì)不變(仍為食鹽水),改變溫度(選308 K)。實(shí)驗(yàn)探究鐵釘是否接觸電解質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響。因此保證溫度不變(仍為

14、298 K),改變?cè)嚬軆?nèi)液體(選植物油)。(2)A項(xiàng)涂油漆保護(hù)鐵門、鐵窗,使鐵門、鐵窗與周圍物質(zhì)隔開,正確;放在干燥處,不易形成原電池,能降低腐蝕速率,B錯(cuò)誤,C正確;D項(xiàng)擋水鐵閘門應(yīng)與直流電源的負(fù)極相連,使之作電解池的陰極,才能起到保護(hù)作用,D錯(cuò)誤。答案:(1)實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/K試管內(nèi)取用液體實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98食鹽水()()(只要與前面、對(duì)應(yīng)即可)298碳酸水308食鹽水298植物油(2)AC13(2010·高考山東卷)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長(zhǎng)其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法:堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時(shí)常有氣泡冒出,其原因是_(用離子方程式表示)。為

15、將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3以鋁材為陽(yáng)極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_。取少量廢電解液,加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,產(chǎn)生沉淀的原因是_。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是_。(3)利用如圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于_處。若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為_。解析:(1)堿洗時(shí),部分除去了氧化膜的Al與NaOH溶液反應(yīng)放出了H2。若將溶液中AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀應(yīng)向溶液中通入CO2。加HNO3,如過(guò)量會(huì)造成沉淀部分溶解。鋁作陽(yáng)極失去電子最終形成Al2O3,所以陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:2Al3H2O6e=Al2O36H在廢電解液中加入NaHCO3,會(huì)使溶液中H濃度減小,使Al3的水解平衡向右移動(dòng),生成

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