2024高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修4

PAGE6-第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是()A．鍍錫鐵器比鍍鋅鐵器表面破損時(shí)更易被腐蝕B．純鐵不簡(jiǎn)單生銹C．鑲有相鄰的銀牙和金牙簡(jiǎn)單引起頭痛D．輸送氯氣的鋼管易被氯氣腐蝕答案：D2．下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法不正確的是()A．電化學(xué)腐蝕是由于合金接觸電解質(zhì)溶液形成了原電池B．化學(xué)腐蝕是金屬與氧化性物質(zhì)干脆接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．析氫腐蝕過(guò)程中正極上的碳得電子放出氫氣D．吸氧腐蝕過(guò)程中溶解于水的氧得電子生成氫氧根離子答案：C3．銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕的空氣中易腐蝕的主要緣由可描述為()A．形成原電池，鋁作負(fù)極B．形成原電池，銅作負(fù)極C．形成原電池時(shí)，電流由鋁流向銅D．鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕答案：A4．據(jù)環(huán)保部門(mén)測(cè)定，我國(guó)一些大城市的酸雨pH＝3.5。在酸雨季節(jié)鐵制品極易腐蝕，則在其腐蝕中正極發(fā)生的反應(yīng)是()A．Fe－2e－=Fe2＋B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．2H＋＋2e－=H2↑解析：酸雨導(dǎo)致的是析氫腐蝕，碳作正極，氫離子得電子生成氫氣。答案：D5．金屬防護(hù)的方法錯(cuò)誤的是()A．對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹B．將炊具制成鐵銅合金而不用純鐵制品C．用犧牲鋅塊的方法來(lái)愛(ài)護(hù)船身D．自行車(chē)的鋼圈上鍍上一層鉻防銹解析：A、D是涂防腐層防腐；C是犧牲陽(yáng)極的陰極愛(ài)護(hù)法；B中將炊具制成鐵銅合金，鐵的活潑性大于銅，遇到電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極加快了鐵的腐蝕。答案：B6．金屬腐蝕的電化學(xué)原理可用下圖模擬。(1)寫(xiě)出有關(guān)電極反應(yīng)式：①鐵棒上的電極反應(yīng)式：________________________________。②碳棒上的電極反應(yīng)式：__________________________。(2)該圖所表示的是________(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕。(3)若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀H2SO4溶液，則此圖可表示________(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕原理；若用犧牲陽(yáng)極的陰極愛(ài)護(hù)法來(lái)愛(ài)護(hù)鐵棒不被腐蝕溶解，則可將碳棒改為_(kāi)_______棒。解析：依據(jù)析氫腐蝕和吸氧腐蝕發(fā)生的條件先進(jìn)行推斷，再寫(xiě)出電極反應(yīng)式。答案：(1)①2Fe－4e－=2Fe2＋②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)吸氧(3)析氫鋅(或其他比鐵活潑的金屬)時(shí)間：40分鐘[A級(jí)基礎(chǔ)鞏固]1．下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論說(shuō)明的是()A．用鐵桶盛裝濃硫酸B．生鐵比純鐵易生銹C．制氫氣時(shí)用粗鋅而不用純鋅D．工程施工隊(duì)在鐵制水管外刷一層“銀粉”解析：A的緣由是濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，能在鐵表面形成一層致密氧化膜，反應(yīng)不能進(jìn)一步發(fā)生，與電化學(xué)無(wú)關(guān)；而D的鍍層可以防止電化學(xué)腐蝕。答案：A2．埋在地下的鋼管道可以用如圖所示方法進(jìn)行電化學(xué)愛(ài)護(hù)。下列說(shuō)法正確的是()A．該方法將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能B．在此裝置中鋼管道作正極C．該方法稱(chēng)為“外加電流的陰極愛(ài)護(hù)法”D．鎂塊上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案：B3．利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說(shuō)法不正確的是()A．若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C．若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D．若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于M處，則Zn、Fe可以形成原電池，首先被腐蝕的是Zn，因此可減緩鐵的腐蝕，在Fe上發(fā)生的是還原反應(yīng)，A正確，B錯(cuò)誤；若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于N處，則形成的是電解池，F(xiàn)e作電解池的陰極而被愛(ài)護(hù)，故可減緩鐵的腐蝕，X極是陽(yáng)極，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C、D正確。答案：B4．支持海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極愛(ài)護(hù)法，工作原理如圖，其中高硅鑄鐵為惰性協(xié)助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入愛(ài)護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流D．通入的愛(ài)護(hù)電流應(yīng)當(dāng)依據(jù)環(huán)境條件變更進(jìn)行調(diào)整解析：被愛(ài)護(hù)的鋼管樁應(yīng)作為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零，避開(kāi)或減弱腐蝕的發(fā)生，A正確；通電后，惰性高硅鑄鐵作陽(yáng)極，電子經(jīng)導(dǎo)線流向電源正極，再?gòu)碾娫簇?fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向鋼管樁，B正確；題干信息有高硅鑄鐵為惰性協(xié)助陽(yáng)極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯(cuò)誤；在愛(ài)護(hù)過(guò)程中要使被愛(ài)護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于四周環(huán)境，則通入的愛(ài)護(hù)電流應(yīng)當(dāng)依據(jù)環(huán)境條件變更進(jìn)行調(diào)整，D正確。答案：C5．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是()圖a圖b圖c圖dA．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)峻B．圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：A項(xiàng)中腐蝕最嚴(yán)峻的地方為水下中心部位，生銹最多的地方為接近于水面處。B項(xiàng)中當(dāng)開(kāi)關(guān)置于N處時(shí)是犧牲陽(yáng)極的陰極愛(ài)護(hù)法，正確。C項(xiàng)中Pt上產(chǎn)生氣泡。D項(xiàng)中自放電是因?yàn)閆n與NH4Cl水解得到的H＋反應(yīng)。答案：B6.如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是()A．K1閉合，石墨棒四周溶液pH漸漸上升B．K1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．K2閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極愛(ài)護(hù)法D．K2閉合，電路中通過(guò)0.002NA個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體解析：A項(xiàng)，若閉合K1，該裝置沒(méi)有外接電源，所以構(gòu)成了原電池；不活潑的石墨棒作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應(yīng)；電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，所以石墨棒四周溶液pH漸漸上升，正確；B項(xiàng)，若閉合K1，該裝置沒(méi)有外接電源，所以構(gòu)成了原電池，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，K2閉合，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于外接電源陰極愛(ài)護(hù)法，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，K2閉合，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，碳棒與正極相連為陽(yáng)極，反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，電路中通過(guò)0.002NA個(gè)電子時(shí)，陰極生成0.001mol氫氣，陽(yáng)極生成0.001mol氯氣，兩極共產(chǎn)生0.002mol氣體，錯(cuò)誤。答案：A[B級(jí)實(shí)力提升]7．全世界每年因鋼鐵銹蝕造成大量的損失，某學(xué)生欲探究在蒸餾水、氯化鈉溶液和醋酸溶液三種條件下鐵銹蝕的快慢，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)作答。試驗(yàn)序號(hào)①②③試驗(yàn)內(nèi)容(1)在一周的視察過(guò)程中，他發(fā)覺(jué)試驗(yàn)序號(hào)為_(kāi)_____的試管中鐵釘銹蝕速度最慢。(2)試驗(yàn)②中發(fā)生的是____________(填“電化學(xué)腐蝕”或“化學(xué)腐蝕”)。(3)下列防止鋼鐵銹蝕的措施合理的是____________(填序號(hào))。a．在自行車(chē)的鋼圈表面鍍鎳b．在地下鋼鐵管道上連接銅塊c．變更金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成不銹鋼(4)已知鐵釘樣品質(zhì)量為4.00g，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得未銹蝕鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，則未銹蝕鐵與足量稀硫酸反應(yīng)生成氫氣的體積為_(kāi)___________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：(1)②發(fā)生吸氧腐蝕，③鐵釘和醋酸能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被腐蝕，所以鐵釘腐蝕最慢的是①；(2)裝置②中，鐵釘和氯化鈉溶液能構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極而被腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕；(3)b中鐵、銅和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，鐵比銅活潑，加快了鐵的腐蝕，所以不能起到防腐作用；(4)設(shè)生成氫氣的體積是V,Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑56g22.4L4．00g×70%VV＝eq\f(4.00g×70%×22.4L,56g)＝1.12L。答案：(1)①(2)電化學(xué)腐蝕(3)ac(4)1.12L(或1120mL)8．銅在潮濕的空氣中也能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。(1)銅________(填“能”或“不能”)發(fā)生析氫腐蝕，緣由是_____________________________________________________。(2)若銅在中性或堿性環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)___________________，正極反應(yīng)為_(kāi)_____________________，總反應(yīng)為_(kāi)_________________________。得到的產(chǎn)物還可與空氣中的CO2接著反應(yīng)，得到銅綠[Cu2(OH)2CO3]，化學(xué)方程式是___________________________________________________________________。(3)若銅在酸性環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則正極反應(yīng)為_(kāi)____________________________________________________，總反應(yīng)為_(kāi)____________________________________________。解析：(1)銅在金屬活動(dòng)性依次中排在氫之后，故銅不能發(fā)生析氫腐蝕。(2)銅在中性或堿性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上Cu失電子被氧化，正極上O2得電子被還原，其總反應(yīng)為2Cu＋O2＋2H2O=2Cu(OH)2。Cu(OH)2還能接著與CO2生成Cu2(OH)2CO3。(3)銅在酸性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕，必需有O2參加，即正極反應(yīng)和負(fù)極