第九章第三節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、第九章 第三節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1(2009·北京高考)下列敘述不正確的是 ()A鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O22H2O4e=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2解析：A項(xiàng)，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，在鐵件表面發(fā)生的反應(yīng)為：Zn22e=Zn，所以鐵作陰極B項(xiàng)，船底鑲嵌鋅塊，鋅比鐵活潑，易失去電子從而抑制鋼鐵的腐蝕，使船體得到保護(hù)，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法答案：A2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

2、供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵鏟和銅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(fù)極；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，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(fù)極，碳作正極；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋、使鐵被保護(hù)，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(fù)、正極，形成原電池答案：C3下列舉措不能防止或減緩鋼鐵腐蝕的是 ()A在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅B將鋼鐵制品放置在潮濕處C在鋼鐵中加入錳、鉻等金屬，以改變鋼鐵結(jié)構(gòu)D將鋼鐵制品與電源負(fù)極相連解析：A項(xiàng)，在鋼鐵表面鍍鋅，使內(nèi)部金屬被保護(hù)；B項(xiàng)，鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕；C項(xiàng)，在鋼鐵中加入錳、鉻金

3、屬，制成不銹鋼，能有效防止鋼鐵被腐蝕；D項(xiàng)，電源負(fù)極能為鋼鐵制品輸入電子，防止Fe失電子被腐蝕答案：B4(2010·廣州調(diào)研)為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如下圖所示的三個裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時間，下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述不正確的是 ()A實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，裝置(1)左側(cè)的液面一定會下降B實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，裝置(1)左側(cè)的液面一定比裝置(2)的低C實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，鐵釘b腐蝕最嚴(yán)重D實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，鐵釘c幾乎沒有被腐蝕解析：(1)中發(fā)生化學(xué)腐蝕：Fe2HCl=FeCl2H2(2)中發(fā)生析氫腐蝕，Cu為正極，鐵釘為負(fù)極(

4、3)中不被腐蝕，因?yàn)闈釮2SO4有吸水性，鐵釘不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故選B.答案：B5如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)下列敘述正確的是 ()Aa中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色Bb中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)Ca中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)Db中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：a中鐵釘作負(fù)極，銅絲作正極，正極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH，正極周圍變紅；b中鋁條作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵釘作正極，發(fā)生還原反應(yīng)答案：B6有關(guān)右圖所示裝置的敘述不正確的是 ()A這是電解NaOH溶液的裝置B該裝置中Pt為正極，電極反應(yīng)為：O22H2O4

5、e=4OHC該裝置中Fe為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe2e2OH=Fe(OH)2D這是一個原電池裝置解析：裝置中沒有外接直流電源，所以不是電解池，而是原電池，所以A錯，D對；該電池是鐵的吸氧腐蝕，在反應(yīng)中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe2OH=Fe(OH)22e，Pt作正極，O2是正極反應(yīng)物，電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH，故B、C項(xiàng)正確答案：A7在鋼鐵腐蝕過程中，下列五種變化可能發(fā)生的是 ()Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3O2被還原產(chǎn)生H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O雜質(zhì)碳被氧化A只有和 B只有C D解析： 鋼鐵腐蝕的過程中，雜質(zhì)碳作正極不會參與電極反應(yīng)，其他四種情況均可能發(fā)生答案

6、：C8某課外活動小組，為研究金屬的腐蝕和防護(hù)的原理，做了以下實(shí)驗(yàn)：將剪下的一塊鍍鋅鐵片，放入錐形瓶中，并滴入少量食鹽水將其浸濕，再加數(shù)滴酚酞試液，按如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過一段時間后觀察下列現(xiàn)象不可能出現(xiàn)的是 ()AB中導(dǎo)氣管產(chǎn)生氣泡BB中導(dǎo)氣管里形成一段水柱C金屬片剪口變紅D鋅被腐蝕解析：該題思考的切入點(diǎn)是鐵鋅NaCl溶液構(gòu)成原電池，由于溶液顯中性，鋅又比鐵活潑，只能是鋅作負(fù)極，鐵作正極，在負(fù)極上發(fā)生Zn2e=Zn2，正極：O22H2O4e=4OH，所以在A中由于其中的氧氣作氧化劑而使錐形瓶內(nèi)氣體的量減小，導(dǎo)致B中的水沿導(dǎo)氣管進(jìn)入而使導(dǎo)氣管里形成一段水柱，同時鋅被腐蝕，金屬片上由于O2得到

7、電子，使金屬片剪口處溶液c(OH)增大，使得溶液顯堿性，遇到酚酞試液而變紅故綜合以上選A.答案：A9銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是 ()A正極電極反應(yīng)式為：2H2e=H2B此過程中還涉及到反應(yīng)：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此過程中Cu并不被腐蝕D此過程中電子從Fe移向Cu解析：鐵、銅接觸處在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，其中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，Cu作正極，電極反應(yīng)式為O24e2H2O=4OH，原電池反應(yīng)為2FeO22H2O=2Fe(OH)2，但Fe(OH)2易與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3.答

8、案：A10下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕，腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?)A BC D解析：判斷金屬腐蝕的快慢，首先判斷該金屬是否充當(dāng)原電池或電解池的電極，若是電解池的陽極，金屬腐蝕速率最快，其次是充當(dāng)原電池的負(fù)極腐蝕較快，而作為電解池的陰極和原電池的正極則不被腐蝕中，F(xiàn)e作為電解池的陽極，腐蝕最快，均為原電池，中，F(xiàn)e為正極，不被腐蝕，中Fe均為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e和Cu的金屬活動性差別比Fe和Sn大，故中鐵腐蝕較快，則鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)?答案：C二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11(13分)市場上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等“熱敷袋”啟

9、用之前，用塑料袋使之與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量，使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在請回答下列問題：(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用了鐵_放出的熱量；(2)碳粉的主要作用是_；(3)加入氯化鈉的主要作用是_；(4)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)方程式_、_.解析：解此題的關(guān)鍵條件是使用時要打開塑料袋與空氣接觸，這說明氧氣參與了反應(yīng)，從所給原料和產(chǎn)物上看，O2只能氧化鐵粉再由反應(yīng)的條件：NaCl溶于水形成電解質(zhì)溶液，鐵、碳是兩種活潑性不同的導(dǎo)體，O2作氧化劑，可知發(fā)生的反應(yīng)是原電池反應(yīng)，同時放出熱量答案：(1)被氧化(2)碳粉與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，碳作正極，加速鐵屑的氧化(3)氯化

10、鈉溶于水，形成電解質(zhì)溶液(4)負(fù)極：2Fe4e=2Fe2正極：O22H2O4e=4OH12(13分)鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式_(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式正極反應(yīng)_，負(fù)極反應(yīng)_(3)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選)，設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_解析：(1)該反應(yīng)是FeCl3氧化金屬銅，離子方程式

11、為2Fe3Cu=2Fe2Cu2.(2)將(1)中反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池必須是Cu作負(fù)極，選擇比銅不活潑的金屬或碳棒為正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液裝置圖如下圖：正極：2Fe32e=2Fe2負(fù)極：Cu2e=Cu2(3)根據(jù)題給條件，此不銹鋼在鹽溶液中腐蝕明顯，可選擇的藥品為CuO、濃H2SO4.先用水稀釋濃H2SO4，再用H2SO4與CuO反應(yīng)生成CuSO4溶液，不銹鋼與CuSO4溶液反應(yīng)，在不銹鋼的表面有紫紅色物質(zhì)生成，即驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)裝置圖如下：正極反應(yīng)：Fe3e=Fe2(或2Fe32e=2Fe2)負(fù)極反應(yīng)：Cu2e=Cu2(3)CuOH2

12、SO4=CuSO4H2OCuSO4Fe=FeSO4Cu不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成13(11分)某研究性學(xué)習(xí)課題組為探究影響鋼鐵生銹的因素，設(shè)計(jì)了如下的方案：在四只小燒瓶中分別放入下列物質(zhì)：A瓶干燥的細(xì)鐵絲、B瓶浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、C瓶浸過清水的細(xì)鐵絲、D瓶食鹽水及細(xì)鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時間測量導(dǎo)管中水面上升的高度，結(jié)果如下表(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm)所示不同時間水面上升的高度時間/h高度瓶號00.51.01.52.02.53.0A瓶(盛干燥細(xì)鐵絲)0000000B瓶(盛浸過食鹽水的細(xì)鐵絲)00.41.23.45.67.69.8

13、C瓶(盛浸過清水的細(xì)鐵絲)0000.30.82.03.5D瓶(盛完全浸沒在食鹽水中的細(xì)鐵絲)0000000課題組在解題時，學(xué)校評審組組織了成果展示與答辯，假如你是課題組組長，請回答以下的問題：(1)導(dǎo)管中水面為什么會上升？_.(2)上述實(shí)驗(yàn)中，細(xì)鐵絲生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)?填小燒瓶號)_(3)影響鋼鐵生銹的因素主要有_.(4)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是_(答兩種方法)解析：細(xì)鐵絲在清水或食鹽水中，發(fā)生吸氧腐蝕，故導(dǎo)管中液面要上升但要發(fā)生吸氧腐蝕的原電池反應(yīng)，必須符合構(gòu)成原電池的基本條件：活潑性不同的電極互相接觸電解質(zhì)溶液有空氣(或O2)且盡量與細(xì)鐵絲和電解質(zhì)接觸為了防止鐵的

14、銹蝕，工業(yè)上普遍采用電化學(xué)保護(hù)法，可以作原電池的正極或電解池的陰極，也可以用覆蓋保護(hù)層的方法答案：(1)鐵生銹時跟空氣中的氧氣反應(yīng)，消耗了氧氣而使小燒瓶中氣體壓強(qiáng)降低(2)B>C>AD(3)跟氧氣接觸，有水分存在，有電解質(zhì)(或食鹽存在，三者同時具備時鐵生銹速度最快(或從構(gòu)成原電池的條件分析)(4)電鍍等表面覆蓋保護(hù)層法，犧牲陽極的陰極保護(hù)法等14(13分)家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，某同學(xué)擬對其原理及條件進(jìn)行探究：(1)該同學(xué)準(zhǔn)備了下列實(shí)驗(yàn)用品：20%NaCl溶液、蒸餾水、酚酞試液、KSCN溶液、新制氯水、純鐵絲、碳棒、U形管、導(dǎo)線等；請你幫他設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證

15、鋼鐵吸氧腐蝕的電極產(chǎn)物，簡述操作過程并寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式_.(2)將一銅棒、碳棒用導(dǎo)線連接后，插入內(nèi)盛20%氯化鈉溶液的U形管中，請根據(jù)此裝置在下列兩項(xiàng)中擇一回答：若不是原電池，請說明原因：_(如果回答此題，下面的不用回答)若是原電池，現(xiàn)要求利用此裝置(電極材料、溶液濃度均不變)，采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣唠姵氐姆烹娦剩摬僮骺梢允莀(3)目前我國許多大型銅質(zhì)文物露天放置腐蝕嚴(yán)重，在不影響觀瞻效果的條件下，除用加保護(hù)層法保護(hù)外，請你再提出一項(xiàng)簡單而有效的保護(hù)方法并簡述其保護(hù)原理：_.解析：(1)鐵絲和碳棒做兩極，分別針對兩極產(chǎn)物Fe2和OH進(jìn)行檢驗(yàn)(2)具備構(gòu)成原電池的基本條件，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的是空氣中的O2.(3)在眾多限制下，只能考慮電化學(xué)保護(hù)法答案：(1)用導(dǎo)線連接鐵絲和碳棒后，插入盛有20%的NaCl溶液的