高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護練習(xí) 新人教版選修4

1、第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護基礎(chǔ)鞏固1下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是()a.金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程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)而損耗的過程c.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負極吸收氧氣,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)生答案：d2鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,負極的電極反應(yīng)式是()a.fe-3e-fe3+b.o2+2h2o+4e-4oh-c.fe-2e-fe2+d.o2+2h2o-4e-4oh-答案：c3下列做法不能起防銹作用的是()a.保留鐵制品上的鐵銹b.在鐵制品表面鍍鋅c.在金屬機械上

2、涂油d.在車、船的表面刷油漆答案：a4鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象,其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為4fe+3o2+xh2o2fe2o3·xh2o。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()a.b.c.d.答案：c5如圖,拴上金屬條的鐵釘插在含有酚酞的nacl溶液中,可以看到貼近金屬條一邊的溶液出現(xiàn)粉紅色,該金屬條可能是()a.cub.alc.znd.mg答案：a6保護地下鋼管不受腐蝕,可使它連接()a.銅板b.石墨c.直流電源負極d.直流電源正極解析：若連接銅或石墨,則鐵作負極,會加快鋼管的腐蝕;可使它連接直流電源的負極,即鋼管作電解池的陰極,被保護。答案：c7為研究

3、金屬腐蝕的條件和速率,某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中,再放置于玻璃鐘罩內(nèi)保存一星期后,下列對實驗結(jié)束時的現(xiàn)象描述不正確的是()a.裝置左側(cè)的液面一定會上升b.左側(cè)液面裝置比裝置的低c.裝置中的鐵釘腐蝕最嚴重d.裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕解析：中鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕,左端液面上升;中鹽酸揮發(fā),和鐵釘反應(yīng)生成h2,腐蝕最嚴重,中左端下降;中濃硫酸吸水,而鐵釘在干燥空氣中幾乎不腐蝕。答案：b8下列說法正確的是()a.鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,所以合金都不耐腐蝕b.原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來減緩金屬的腐蝕c.金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕的主

4、要區(qū)別在于金屬的純度不同d.無論哪種類型的腐蝕,其實質(zhì)都是金屬被氧化解析：金屬通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),可以耐腐蝕,如將鐵冶煉成不銹鋼,則耐腐蝕,所以a項錯誤;原電池反應(yīng)雖然可以導(dǎo)致金屬腐蝕,但將需要保護的金屬制品和活潑金屬相連,構(gòu)成原電池可以減慢金屬的腐蝕,故b項錯誤;決定金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕還是發(fā)生化學(xué)腐蝕的因素是金屬周圍的環(huán)境,如果金屬直接接觸有腐蝕性的氣體或溶液,則會發(fā)生化學(xué)腐蝕;而一般情況下則發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故c項錯誤;金屬無論發(fā)生哪種類型的腐蝕,其實質(zhì)都是金屬失去電子被氧化,故d項正確。答案：d9相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是()解析：在a中,食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵勺和銅

5、盆是相互接觸的兩個金屬極,形成原電池,鐵是活潑金屬作負極;在b中,食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金,符合原電池形成的條件,鐵是活潑金屬作負極,碳作正極;在c中,銅鍍層將鐵球覆蓋、使鐵被保護,所以鐵不易被腐蝕;在d中,酸雨提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,鐵鉚釘和銅板分別作負、正極,形成原電池。答案：c10潛艇的金屬外殼浸在海水中,在海水和空氣的作用下會被腐蝕。(1)若海水呈中性,一艘鋼制外殼的潛艇在海水中發(fā)生腐蝕的電極反應(yīng)式為:正極:, 負極:。 (2)為有效地保護潛艇,下列措施中最好的是。 a.采用純鐵制造潛艇外殼b.采用耐腐蝕的合金制造潛艇外殼c.在潛艇外

6、殼上涂一層油d.在潛艇外殼上裝一定數(shù)量的鋅塊解析：金屬防護的方法很多,可以采取以下措施進行:(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素,使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,耐腐蝕。如不銹鋼。(2)在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有:涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。(3)電化學(xué)保護法:外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池,被保護的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護法:外加負極材料,構(gòu)成原電池,被保護的金屬作正極。答案：(1)o2+2h2o+4e-4oh-2fe-4e-2fe2+(2)b11如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意

7、圖。(1)腐蝕過程中,負極是(填圖中字母“a”或“b”或“c”); (2)環(huán)境中的cl-擴散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹cu2(oh)3cl,其離子方程式為; (3)若生成4.29 g cu2(oh)3cl,則理論上耗氧體積為 l(標準狀況)。 解析：(1)在圖中銅被腐蝕,由單質(zhì)變?yōu)閏u2+,可知銅為負極。(2)在銅的吸氧腐蝕中,負極反應(yīng)產(chǎn)物為cu2+,正極反應(yīng)產(chǎn)物為oh-,二者與cl-反應(yīng)的離子方程式為2cu2+3oh-+cl-cu2(oh)3cl。(3)4.29 g cu2(oh)3cl的物質(zhì)的量為ncu2(oh)3cl=0.02

8、mol,則銅被腐蝕失去電子的物質(zhì)的量為n(e-)=2×2×0.02 mol=0.08 mol;根據(jù)電子守恒可知,耗氧的物質(zhì)的量為n(o2)=0.02 mol,則標準狀況下v(o2)=0.02 mol×22.4 l·mol-1=0.448 l。答案：(1)c(2)2cu2+3oh-+cl-cu2(oh)3cl(3)0.44812如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素,某同學(xué)做了如下探究實驗:序號內(nèi)容實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中1個月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中1小時鐵絲表面依然光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕

9、的空氣中1個月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中1小時鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中1小時鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中1小時鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴重回答以下問題:(1)上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實驗序號);在電化學(xué)腐蝕中,負極反應(yīng)是;正極反應(yīng)是; (2)由該實驗可知,可以影響鐵銹蝕速率的因素有:; (3)為防止鐵的銹蝕,工業(yè)上普遍采用的方法是(答兩種方法)。 答案：(1)3、4、5、6fe-2e-fe2+2h2o+o2+4e-4oh-(2)濕度、溫度、o2的濃度、存在電解質(zhì)溶液(

10、3)電鍍、噴油漆等表面覆蓋保護層,犧牲陽極的陰極保護法等能力提升1在通風(fēng)櫥中進行下列實驗:(導(dǎo)學(xué)號55660064)步驟現(xiàn)象fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止fe、cu接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡下列說法不正確的是()a.中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2no+o22no2b.中的現(xiàn)象說明fe表面形成致密的氧化膜,阻止fe進一步反應(yīng)c.對比、中現(xiàn)象,說明稀硝酸的氧化性強于濃硝酸d.針對中現(xiàn)象,在fe、cu之間連接電流計,可判斷fe是否被氧化解析：a項,鐵與稀硝酸反應(yīng)生成無色氣體no,no遇空氣被氧化為紅棕色氣體no2,a正確;b項,常溫下鐵在

11、濃硝酸中發(fā)生鈍化,在鐵的表面形成一層致密的氧化膜,從而阻止鐵繼續(xù)與濃硝酸反應(yīng),b正確;c項,由于鈍化后反應(yīng)停止,因此不能利用鈍化比較氧化性,事實上濃硝酸的氧化性強于稀硝酸,c錯誤;d項,由于在原電池中可以通過電流方向判斷正負極,所以在鐵和銅之間加電流計,可以判斷出電子的流向,從而判斷出鐵是否被氧化,d正確。答案：c2如圖裝置中,u形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是()a.生鐵塊中的碳是原電池的正極b.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋遚.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是:fe-2e-fe2+d.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析

12、氫腐蝕解析：a試管內(nèi)盛裝食鹽水,溶液呈中性,發(fā)生的是吸氧腐蝕,負極反應(yīng)式為fe-2e-fe2+,正極反應(yīng)式為o2+2h2o+4e-4oh-,顯然a裝置內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少,壓強減小。b試管內(nèi)盛裝氯化銨,溶液呈酸性,發(fā)生的是析氫腐蝕,負極反應(yīng)式為fe-2e-fe2+,正極反應(yīng)式為2h+2e-h2,氣體的物質(zhì)的量增加,壓強增大。答案：b3下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()a.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重b.圖b中,開關(guān)由m改置于n時,cu-zn合金的腐蝕速率減小c.圖c中,接通開關(guān)時,zn腐蝕速率增大,zn上放出氣體的速率也增大d.圖d中,zn-mno2干電池自放電腐蝕主要是由

13、mno2的氧化作用引起的解析：圖a中,燒杯底端的海水中含氧量比較少,故鐵棒發(fā)生吸氧腐蝕的速率應(yīng)該較小,a項錯誤;圖b中,當(dāng)開關(guān)置于n時,左邊的鋅與合金形成了原電池,并且合金作正極,合金的腐蝕速率減小,b項正確;圖c中,接通開關(guān)后,形成原電池,生成氫氣的速率增大,但是氫氣是在pt電極上放出的,c項錯誤;圖d中,在放電時主要是zn與nh4cl水解產(chǎn)生的h+發(fā)生電極反應(yīng)引起,mno2主要是吸收h2,d項錯誤。答案：b4糕點包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()a.脫氧過程是吸熱反應(yīng),可降低溫度,延長糕點保質(zhì)期b.脫氧過程中鐵作原電池正

14、極,電極反應(yīng)為fe-3e-fe3+c.脫氧過程中碳作原電池負極,電極反應(yīng)為2h2o+o2+4e-4oh-d.含有1.12 g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336 ml(標準狀況)解析：鋼鐵的吸氧腐蝕為放熱反應(yīng),a錯誤。脫氧過程,鐵為負極,電極反應(yīng)為fe-2e-fe2+;碳作正極,電極反應(yīng)為2h2o+o2+4e-4oh-,b、c均錯誤。根據(jù)電極反應(yīng)可得電池反應(yīng)為2fe+o2+2h2o2fe(oh)2,fe(oh)2可繼續(xù)被氧化:4fe(oh)2+o2+2h2o4fe(oh)3,因此可得關(guān)系式:4fe3o2,1.12 g fe完全反應(yīng)最多可吸收o2 336 ml(標準狀況),d正確。答案：d5

15、鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象,某實驗小組為研究鐵生銹的條件,設(shè)計了以下快速、易行的實驗步驟:首先檢查制氧氣裝置的氣密性,然后按圖連接好裝置,點燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3 min左右,觀察到的實驗現(xiàn)象為:直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發(fā)生銹蝕;燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。試回答以下問題:(1)由于接觸的介質(zhì)不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實驗中鐵生銹屬于。能表示其原理的反應(yīng)方程式為。 (2)儀器a的名稱為,其中裝的藥品可以是,其作用是。 (3)由實驗可知,該類鐵生銹的條件為。決定鐵生銹快慢的一個重要因素是。 解析：鋼鐵在潮濕環(huán)境中形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明,潮濕是鐵生銹的前提,而沒有潮濕程度對生銹快慢的影響,直形管實驗與燒杯實驗的對比,則說明o2濃度是影響鐵絲生銹快慢的一個重要因素。答案：(1)電化學(xué)腐蝕負極:2fe-4e-2fe2+,正極:2h2o