2022-2023學年高中化學（課堂同步系列二）每日一題 鋼鐵的電化學腐蝕（含解析）新人教版選修4

2022-2023學年高中化學（課堂同步系列二）每日一題 鋼鐵的電化學腐蝕（含解析）新人教版選修4 下圖所示裝置中，小試管內為紅墨水，帶有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生鐵片。 經(jīng)觀察，裝置中有如下現(xiàn)象：開始時，插在小試管中的導管內的液面下降；一段時間后，導管內的液面回升，略高于U形管中的液面。下列有關解釋合理的是A生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應B雨水的酸性較強，生鐵片始終發(fā)生析氫腐蝕C紅墨水液面回升時，正極的電極反應為O2+2H2O+4e-4OH-DU形管中溶液的pH逐漸減小 【參考答案】C 鋼鐵的電化學腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜環(huán)境水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性負極反應Fe2e=Fe22Fe4e=2Fe2正極反應2H2e=H2O24e2H2O=4OH總反應Fe2H= Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍 1在鐵的吸氧腐蝕過程中，下列5種變化中可能發(fā)生的是Fe由2價轉化為3價O2被還原產(chǎn)生H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3·nH2O雜質C被氧化除去ABCD2用壓強傳感器探究生鐵在pH2和pH4的醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如下： pH=2時錐形瓶中氣體壓強變化的曲線圖和pH=4時錐形瓶中氣體壓強變化的曲線圖分析圖像，以下結論錯誤的是A溶液pH2時，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快D兩溶液中負極反應均為：Fe2e=Fe23如圖裝置中，U型管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化氫溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是 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)樽蟮陀腋逤兩試管中負極電極反應相同Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕4為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理，設計了如圖所示的裝置，下列有關說法中錯誤的是 A正極的電極反應方程式為O22H2O4e=4OHB將石墨電極改成Mg電極，難以觀察到鐵銹生成C若向自來水中加入少量NaCl(s)，可較快地看到鐵銹D斷開連接石墨和鐵的導線，鐵便不會生銹5銅在潮濕的空氣中也能發(fā)生電化學腐蝕。（1）銅 (填“能”或“不能”)發(fā)生析氫腐蝕，原因是 。（2）若銅在中性或堿性環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕，則負極反應為 ，正極反應為 ，總反應為 。得到的產(chǎn)物還可與空氣中的CO2繼續(xù)反應，得到銅綠Cu2(OH)2CO3，化學方程式是 。（3）若銅在酸性環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕，則正極反應為 ，總反應為 。（4）工業(yè)上制取硫酸銅就是利用（3）的原理。試計算1 t銅理論上可以制得多少噸無水硫酸銅? 1【答案】A 2【答案】C【解析】由壓強變化圖像可知pH2時，壓強增大，說明生成氫氣，發(fā)生析氫腐蝕，同理pH4時，壓強減小，說明消耗氧氣，發(fā)生吸氧腐蝕，兩溶液中負極反應均為：Fe2e=Fe2，A、B、D選項正確；由斜率可知消耗氧氣的速率比生成氫氣的速率快，且消耗1 mol氧氣轉移4 mol電子，而生成1 mol氫氣轉移2 mol電子，所以吸氧腐蝕的速率大于析氫腐蝕速率，C選項錯誤。3【答案】B 4【答案】D【解析】吸氧腐蝕的正極反應為O24e2H2O=4OH，A正確；若把石墨改為Mg電極，此時Mg作負極，鐵不會失電子，不會有鐵銹生成，B正確；若向自來水中加入少量NaCl(s)，溶液中離子濃度增大，腐蝕變快，C正確；若斷開導線連接，因鐵中含有碳，仍會發(fā)生腐蝕，D錯誤。5【答案】（1）不能 銅不能與酸自發(fā)反應生成H2（2）2Cu-4e-2Cu2+ 2H2O+O2+4e-4OH-2Cu+ O2+2H2O2Cu(OH)22Cu(OH)2+CO2Cu2(OH)2CO3+H2O（3）4H+O2+4e-2H2O 2Cu+4H+O22Cu2+ 2H2O（4）2.5 t【解析】（1）銅在金屬活動性順序中排在氫之后，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，負極是Cu失電子被氧化，正極是O2得電子被還原；其總反應為2Cu+ O2+2H2O2Cu(OH)2。Cu(OH)2還能繼續(xù)與CO2生成Cu2(OH)2CO3。（3）銅在酸性條件下發(fā)生電化學腐蝕，必須有O2參與，即正極和負極反應分別為4H+O2+4e-2H2O和2Cu-4e-2Cu2+；其總反應為2Cu+4H+O22Cu2+ 2H2O。（4）根據(jù)關系式CuCu2+CuSO4和反應的銅為1 t，可求得生成的無水硫酸銅為2.5 t。