2023春高中化學(xué)第4章電化學(xué)基礎(chǔ)第4節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課后素養(yǎng)演練新人教版選修4

PAGE金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)基礎(chǔ)鞏固1．以下有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732770)(D)A．金屬腐蝕是指不純金屬接觸電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反響而損耗的過(guò)程B．電化學(xué)腐蝕是指在外加電流的作用下，不純金屬發(fā)生化學(xué)反響而損耗的過(guò)程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D．電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生解析：金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是指直接發(fā)生化學(xué)反響的腐蝕，電化學(xué)腐蝕是指形成原電池的腐蝕，不需要外加電流，故A、B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣形成氫氧根離子，C錯(cuò)誤。2．鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反響：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732771)(A)A．反響①②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B．反響①中氧化劑是氧氣和水C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕解析：反響①②中消耗O2的量相等，兩個(gè)反響也僅有O2作為氧化劑，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅和鋼構(gòu)成原電池，鋼制水管腐蝕速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵是鐵和碳的混合物，在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732772)(A)A．Cu B．AlC．Zn D．Mg解析：溶液出現(xiàn)粉紅色是鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成OH－導(dǎo)致的。4．以下有關(guān)鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732773)(D)A．自行車(chē)的鋼圈上鍍一層鉻，防止生銹B．外加直流電源保護(hù)鋼閘門(mén)時(shí)，鋼閘門(mén)與電源的負(fù)極相連C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反響：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反響：Fe－3e－=Fe3＋解析：鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反響為Fe－2e－=Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(雙選)以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732774)(CD)A．在鋼制船舶的外殼裝上假設(shè)干鎂合金塊，可抑制船舶外殼的腐蝕B．將金屬X、Y用導(dǎo)線連接并放入食醋中，Y上產(chǎn)生氣泡，說(shuō)明X比Y金屬活動(dòng)性強(qiáng)C．在通常條件下能快速發(fā)生的化學(xué)反響，都可用于設(shè)計(jì)原電池D．向鋅與稀硫酸反響的容器中參加少量銅粉之后，生成氫氣的速率顯著提高，原因是銅發(fā)揮了催化劑作用解析：只有氧化復(fù)原反響才有可能用于設(shè)計(jì)原電池，而在通常條件下能快速發(fā)生的化學(xué)反響不一定是氧化復(fù)原反響，那么C不正確。向鋅與稀硫酸反響的容器中參加少量銅粉之后，構(gòu)成了鋅為負(fù)極、銅為正極、硫酸溶液為電解質(zhì)溶液的原電池，加快了生成氫氣的速率，銅發(fā)揮的是原電池正極的作用，而不是催化劑作用，那么D不正確。6．鐵生銹是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反響方程式為：4Fe＋3O2＋xH2O=2Fe2O3·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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732775)(C)A．① B．②C．③ D．④解析：此處鐵生銹屬于吸氧腐蝕。④處沒(méi)有和電解質(zhì)溶液接觸，不能構(gòu)成原電池，銹蝕速率較慢；①②③處已與電解質(zhì)溶液接觸，但①②處含O2較少，所以③處腐蝕最快。7．以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732776)(B)①鋅跟稀硫酸反響制H2，參加少量硫酸銅溶液能加快反響速率②鍍層破損后，白口鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕③電鍍時(shí)，應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極④冶煉鋁時(shí)，把氧化鋁參加液態(tài)冰晶石中熔融后電解⑤鋼鐵外表常易腐蝕生成Fe2O3·nH2OA．全部 B．①③④⑤C．①③⑤ D．②④解析：①對(duì)，因?yàn)槟芙M成原電池，反響速率加快。②錯(cuò)，因?yàn)榘卓阼F(鍍鋅的鐵)鍍層破損后，腐蝕鋅保護(hù)鐵，馬口鐵(鍍錫的鐵)是腐蝕鐵、保護(hù)錫；③對(duì)，因?yàn)殡婂儠r(shí)，鍍件金屬作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極；④對(duì)，因?yàn)檠趸X熔點(diǎn)很高，只有在冰晶石助熔劑的作用下，在較低溫度下就能熔融，可節(jié)能降耗；⑤對(duì)，因?yàn)殍F銹的主要成分是Fe2O3·nH2O，顯紅色。8．取6根鐵釘，6支干凈的試管及其他材料，如下圖。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732777)試管①放入一根鐵釘，再注入蒸餾水，使鐵釘和空氣及水接觸；試管②在試管底部放入硅膠(是一種枯燥劑)，再放入鐵釘，用棉花團(tuán)堵住試管口，使鐵釘和枯燥空氣接觸；試管③先放入一根鐵釘，趁熱倒入煮沸的蒸餾水(已趕出原先溶解在蒸餾水中的空氣)浸沒(méi)鐵釘，再加上一層植物油，使鐵釘不能跟空氣接觸；試管④中放入鐵釘注入食鹽水，使鐵釘和空氣及食鹽水接觸；試管⑤放入相連的鐵釘和鋅片，注入自來(lái)水，浸沒(méi)鐵釘和鋅片；試管⑥放入相連的鐵釘和銅絲，注入自來(lái)水，浸沒(méi)鐵釘和銅絲。把6支試管放在試管架上，幾天后觀察鐵釘被腐蝕的情況。(1)上述實(shí)驗(yàn)中鐵釘發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是__①④⑥__(填試管序號(hào))；在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反響是__2Fe－4e－=2Fe2＋__，正極反響是__O2＋2H2O＋4e－=4OH－__。(2)從鐵釘被腐蝕的情況可知引起和促進(jìn)鐵釘被腐蝕的條件是__水、空氣、電解質(zhì)溶液和不活潑金屬雜質(zhì)的存在__。(3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是__在外表涂上油漆、搪瓷、瀝青等或鍍上不易生銹的合金或犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(答出其中兩種即可)__(答兩種方法)。解析：(1)由于②、③兩個(gè)試管不具備構(gòu)成原電池的條件，不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以未被腐蝕。而試管⑤盡管具備構(gòu)成原電池的條件，但鋅比鐵活潑，在原電池中作負(fù)極，使鐵變成亞鐵離子的反響難以發(fā)生，所以鐵也未被腐蝕。發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反響為Fe－2e－=Fe2＋，正極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(2)比照發(fā)生電化學(xué)腐蝕的試管和未發(fā)生電化學(xué)腐蝕的試管中鐵釘?shù)匿P蝕情況，可知引起和促進(jìn)鐵釘腐蝕的條件為水、空氣、電解質(zhì)溶液和不活潑金屬雜質(zhì)的存在。(3)電鍍、發(fā)藍(lán)、制成不銹鋼、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法等都可以保護(hù)金屬。素能拓展1．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732778)(D)A．鍍錫鐵器比鍍鋅鐵器外表破損時(shí)更易被腐蝕B．純鐵不容易生銹C．鑲有相鄰的銀牙和金牙容易引起頭痛D．輸送氯氣的鋼管易被氯氣腐蝕解析：A項(xiàng)中鍍錫鐵器外表破損時(shí)形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，易被腐蝕；而鍍鋅鐵器外表破損時(shí)形成原電池，F(xiàn)e作正極，被保護(hù)。B項(xiàng)中純鐵不能形成原電池，所以不容易被腐蝕。C項(xiàng)中相鄰的銀牙和金牙容易形成原電池產(chǎn)生電流，使人頭痛惡心。D項(xiàng)中是鐵和Cl2直接發(fā)生反響，為化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。2．為了防止鋼鐵銹蝕，以下防護(hù)方法中正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732779)(C)A．在精密機(jī)床的鐵床上安裝銅螺釘B．在排放海水的鋼鐵閥門(mén)上用導(dǎo)線連接一塊石墨，一同浸入海水中C．在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D．在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的正極解析：A、B中形成的原電池都是鐵作負(fù)極，加速鋼鐵腐蝕；D中鑄鐵管作陽(yáng)極，加速腐蝕；C中鋅比鐵活潑，鐵作正極，應(yīng)選C。3．鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，假設(shè)有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732780)(B)①有5.6g金屬被腐蝕②有6.5g金屬被腐蝕③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24L氣體放出④在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12L氣體放出A．①② B．②③C．①④ D．③④解析：鍍鋅鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋅作負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，當(dāng)有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molZn溶解，在正極上：2H＋＋2e－=H2↑，生成0.1molH2。4．以下對(duì)如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732781)(D)A．假設(shè)X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B．假設(shè)X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C．假設(shè)X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D．假設(shè)X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反響為2H＋＋2e－=H2↑解析：A選項(xiàng)，假設(shè)X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕，這是外加電流的陰極保護(hù)法，正確；B選項(xiàng)，假設(shè)X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A處時(shí)形成電解池，F(xiàn)e作陰極被保護(hù)，置于B處時(shí)形成原電池，這是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，B、C選項(xiàng)正確；假設(shè)X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反響為Fe－2e－=Fe2＋，D錯(cuò)誤。5．以下關(guān)于鐵的腐蝕、防護(hù)的表達(dá)正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732782)(A)A．用鐵鍋燒制糖醋魚(yú)時(shí)，鐵鍋會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕和析氫腐蝕B．鐵發(fā)生吸氧腐蝕的負(fù)極反響可用O2＋4e－＋2H2O=4OH－表示C．常溫下，鐵在濃硫酸中比在稀硫酸中腐蝕得快D．可用右圖表示對(duì)鋼鐵采取外加電流的陰極保護(hù)法的原理解析：鐵鍋在受熱時(shí)會(huì)被氧氣氧化，這是鐵的化學(xué)腐蝕；食醋呈酸性，鐵在酸性條件下會(huì)發(fā)生析氫腐蝕，A項(xiàng)正確。鐵發(fā)生吸氧腐蝕的負(fù)極反響為Fe－2e－=Fe2＋，正極反響為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B項(xiàng)不正確。常溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，在稀硫酸中發(fā)生反響：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，C項(xiàng)不正確。該圖表示的是對(duì)鋼鐵采取犧牲陽(yáng)極(原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反響)的陰極保護(hù)法的原理，鋅塊是負(fù)極，被氧化，鋼件是正極，被保護(hù)，D項(xiàng)不正確。6.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如右圖所示。以下有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732783)(D)A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反響為2H＋＋2e－=H2↑解析：由于活動(dòng)性：鐵>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋，進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被復(fù)原，鐵片腐蝕比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快，A正確；d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生復(fù)原反響，電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正確；假設(shè)d為鋅塊，那么由于金屬活動(dòng)性：Zn>Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，C正確；d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反響為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D錯(cuò)誤。7．以下有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732784)(B)A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反響為Fe－3e－=Fe3＋解析：鋼管與電源正極相連，那么鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反響而被腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸外表鈍化，在外表生成一層致密的氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反響而被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反響為Fe－2e－=Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732785)(D)A．鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反響式均為Fe－2e－=Fe2＋B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D．用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵接電源的正極解析：鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕都是鐵失去電子做負(fù)極，電極反響式為Fe－2e－=Fe2＋，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極反響式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A、B正確。地下鋼管連接鎂塊，鎂比鐵活潑，鎂做負(fù)極，鐵做正極得到保護(hù)，C正確。用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵連接電源的負(fù)極，D錯(cuò)誤。9．鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的根底，請(qǐng)答復(fù)鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)68732786)(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反響的化學(xué)方程式為_(kāi)_2FeCl3＋Fe=3FeCl2。(2)以下哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕__B、D__。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的外表鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖：①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是__銅__(寫(xiě)元素名稱(chēng))，B電極的電極反響式是__Cu2＋＋2e－=Cu__。②假設(shè)電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱(chēng)量，二者質(zhì)量差為5.12g，那么電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_(kāi)_0.08__mol。③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因__鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中