2018-2019學年高中化學 第04章 電化學基礎(chǔ) 專題4.4 金屬的電化學腐蝕與防護(測)新人教版選修4.doc
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4-4 金屬的電化學腐蝕與防護 1.為防止海輪船體被腐蝕,應在船體的水線以下位置嵌上一定數(shù)量的鋅塊。下列說法不正確的是 A.這是利用鋅比鐵活潑采取的犧牲陽極的陰極保護法 B.這是利用電解原理采用的外加電流的陰極保護法 C.因為鋅比鐵活潑,所以在鋅?鐵?海水原電池中,鋅是負極,失電子;而鐵作正極,被保護 D.要定期更換鋅塊才能起到保護作用 【答案】B 2.下列敘述不正確的是 A.鐵遇冷濃硝酸表面被鈍化,可保護內(nèi)部不被腐蝕 B.船底鑲嵌鋅塊,鋅做負極,以防止船體被腐蝕 C.當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用 D.電解精煉銅時以純銅作陰極,粗銅做陽極 【答案】C 【解析】A、常溫下,鐵和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了進一步反應,所以可以保護內(nèi)部金屬不被腐蝕,故A正確;B、在鋅、鐵原電池中,較活潑的金屬鋅往往做負極,負極金屬易被腐蝕,正極金屬可以被保護,故B正確;C、鐵比錫活潑,當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鐵易被腐蝕,錫層不能對鐵制品起保護作用,故C錯誤;D、電解精煉銅時以純銅作陰極,粗銅做陽極,粗銅中的活潑金屬和銅放電,銅離子在陰極析出,故D正確;故選C。 3.為了防止鋼鐵腐蝕,下列防護方法正確的是 A.在精密機床的鐵床上安裝銅螺釘 B.在排放海水的鐵閘門上用導線連接一塊石墨,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.在電動輸油管的鑄鐵管上接直流電源的正極 【答案】C 【解析】A項中形成原電池時,鐵作負極,加速鐵的腐蝕;B項中形成原電池時,鐵作負極,加速鐵的腐蝕;D項中鑄鐵管作陽極,加速鐵的腐蝕;C項中鋅比鐵活潑,鐵作正極被保護,故選C項。 4.據(jù)統(tǒng)計,金屬腐蝕造成的損失遠遠超過火災、水災等自然災害的總和,越來越被世界各國所重視,下面金屬的防腐措施中,使用犧牲陽極的陰極保護法的是 A.汽車底盤噴涂油漆 B.摻防腐的金屬制成不銹鋼菜刀 C.鋼閘門連接電源負極 D.地下鋼管連接鋅塊 【答案】D 5.鋼鐵的銹蝕過程中,下列五種變化中可能發(fā)生的是 ①Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價 ②O2被還原 ③H+被還原 ④有Fe2O3xH2O生成 ⑤雜質(zhì)碳被氧化除去 A.①② B.③④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 【答案】C 【解析】鋼鐵銹蝕可能發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕,析氫腐蝕中H+得電子被還原成H2;吸氧腐蝕中氧氣得電子與水反應生成OH?被還原,生成的Fe(OH)2再被氧氣進一步氧化成Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水生成鐵銹Fe2O3xH2O。無論哪一種腐蝕,碳均作正極,僅起導電作用,不參與反應。 6.圖Ⅰ的目的是精煉銅,圖Ⅱ的目的是保護鋼閘門。下列說法正確的是 A.圖Ⅰ中b為純銅,電解過程中質(zhì)量減輕,發(fā)生的反應為:Cu2++2e-═Cu B.圖Ⅰ中向a極移動,但不放電 C.圖Ⅱ中如果a、b間用導線連接時,鋼閘門作陰極 D.圖Ⅱ中如果a、b間連接直流電源利用外加電流的陰極保護法時,則X必須用鋅 【答案】C 7.下圖表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程,以下有關(guān)說法正確的是 A.該金屬腐蝕過程為析氫腐蝕 B.正極為C,發(fā)生的反應為氧化反應 C.在酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 D.正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】D 【解析】鋼鐵中含有鐵和碳,在潮濕的環(huán)境中構(gòu)成原電池,鐵作負極,碳作正極;A.從圖中看出,空氣中的氧氣參加反應,所以發(fā)生了吸氧腐蝕,故A錯誤;B.碳作正極,發(fā)生的反應為還原反應,故B錯誤;C.在酸性環(huán)境下,原電池的正極發(fā)生氫離子得電子的還原反應,析出氫氣,即在酸性條件下發(fā)生的是析氫腐蝕,故C錯誤;D.吸氧腐蝕時,氧氣在正極發(fā)生得電子的還原反應:O2+2H2O+4e?=4OH-,故D正確;故選D。 8.埋在地下的鋼管道可以用如圖所示方法進行電化學保護。下列說法正確的是 A. 該方法將電能轉(zhuǎn)化成化學能 B. 在此裝置中鋼管道作正極 C. 該方法稱為“外加電流的陰極保護法” D. 鎂塊上發(fā)生的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】B 9.下列事實中,不能用電化學理論解釋的是( ) A.輪船水線以下的船殼上安裝一定數(shù)量的鋅塊 B.高溫車間中鋼鐵設備的腐蝕 C.純鋅與稀硫酸反應時,滴入少量CuSO4溶液后,反應速率提高 D.鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用 【答案】B 【解析】高溫車間中鋼鐵設備的腐蝕是發(fā)生了一般的化學反應而被腐蝕的過程。其他選項都涉及原電池反應。 10.如下圖所示裝置中都盛有0.1 molL-1的NaCl溶液,放置一定時間后,裝置中的四塊相同的鋅片腐蝕速率由快到慢的正確順序是( ) A.③①④② B.①②④③ C.①②③④ D.②①④③ 【答案】D 11.根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是( ) A.燒杯a中的溶液pH升高 B.燒杯a中發(fā)生的反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH- C.燒杯b中發(fā)生還原反應 D.燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl--2e-=Cl2↑ 【答案】A 【解析】根據(jù)圖中電子移動的方向判斷,燒杯a為正極區(qū),電極反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-,燒杯a中c(OH-)增大,pH升高,故A正確,B錯誤;燒杯b為負極區(qū),電極反應為:Zn-2e-=Zn2+,為氧化反應,故C、D錯誤。 12.關(guān)于下列各裝置圖的敘述不正確的是 A. 用裝置①精煉銅,則b極為精銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B. 裝置②的總反應是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ C. 裝置③中鋼閘門應與外接電源的負極相連 D. 裝置④中的鐵釘浸入濃硫酸中幾乎沒被腐蝕 【答案】B 13.(1)對金屬制品進行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。 ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時常有氣泡冒出,原因是____________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀的形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的________。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3 ②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應式為 ____________________。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時用銅而不用石墨作陽極材料的原因是_________________。 【答案】(1)①2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ (2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu2+,使電解質(zhì)溶液中的Cu2+保持不變 14.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一個月 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一小時 鐵絲表面依然光亮 3 常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月 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一小時 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一小時 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一小時 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)生了電化學腐蝕的是(填實驗序號)_____ _____;在電化學腐蝕中,負極反應是__________;正極反應是__________; (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、6 Fe-2e-=Fe2+ (或2Fe-4e-=2Fe2+)2H2O+O2+4e-=4OH- (2)濕度、溫度、O2的濃度、電解質(zhì)溶液存在 (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 【解析】(1)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸,因發(fā)生原電池反應,較活潑的金屬失電子而被氧化,分析題中實驗可知,3、4、5、6發(fā)生了電化學腐蝕。負極反應Fe-2e-=Fe2+,正極反應O2+2H2O+4e-=4OH-。(2)1和3可得出濕度增大,可使鐵銹蝕速率加快;對比實驗3、4可知增大O2濃度可加快鐵銹蝕的速率;對比實驗4、5可知升高溫度可加快鐵銹蝕的速率;對比實驗5、6可知電解質(zhì)溶液的存在會使鐵銹蝕的速率加快。第(3)題,為防止鐵的銹蝕,根據(jù)鐵銹蝕的類型,可采用犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法,還可把鐵制成不銹鋼(合金)、亦可采用噴油漆、涂油脂、電鍍、表面鈍化等方法使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔離,以防止金屬腐蝕。 15.(1)在原電池中,通常較活潑的金屬做_____極,發(fā)生_______反應; 電解池中,與電源正極相連的極是_______極,發(fā)生________反應。 (2)下圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察: ①若試管內(nèi)液面上升,發(fā)生_____腐蝕,正極反應式為________________。 ②若試管內(nèi)液面下降,發(fā)生_______腐蝕,正極反應式為_______________。 【答案】(1)負 氧化 陽 氧化 (2)①吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- ②析氫 2H++2e-=H2↑ 16.鋼鐵是目前應用最廣泛的金屬材料,了解鋼鐵腐蝕的原因與防護方法具有重要意義,對鋼鐵制品進行抗腐蝕處理,可適當延長其使用壽命。 (1)抗腐蝕處理前,生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹?,F(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中,當鐵銹除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式為:________________________。 (2)利用上圖裝置,可以模擬鐵的電化學防護。 ①若X為碳棒,為減緩鐵件的腐蝕,開關(guān)K應置于________處。 ②若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學防護法稱為________。 (3)上圖中若X為粗銅,容器中海水替換為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于N處,一段時間后,當鐵件質(zhì)量增加3.2 g時,X電極溶解的銅的質(zhì)量________3.2 g(填“<”“>”或“=”)。 (4)上圖中若X為銅,容器中海水替換為FeCl3溶液,開關(guān)K置于M處,銅電極發(fā)生的反應是 ,若將開關(guān)K置于N處,發(fā)生的總反應是 。 【答案】(1)Fe+2FeCl3=3FeCl2 (2)①N ② 犧牲陽極的陰極保護法 (3)< (4)2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ (3)上圖中若X為粗銅,容器中海水替換為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于N處,一段時間后,當鐵件質(zhì)量增加3.2 g時,由于粗銅中有雜質(zhì)參加反應,所以X電極溶解的銅的質(zhì)量<3.2 g。 (4)上圖中若X為銅,容器中海水替換為FeCl3溶液,開關(guān)K置于M處,此時構(gòu)成原電池裝置,銅電極為正極,發(fā)生的反應是2Fe3++2e-=2Fe2+;若將開關(guān)K置于N處,此時構(gòu)成電解池裝置,銅為陽極,銅本身被氧化而溶解,陰極鐵離子被還原,發(fā)生的總反應是:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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