2018-2019學年高中化學 第04章 電化學基礎 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】B2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】D5鋼鐵的銹蝕過程中，下列五種變化中可能發(fā)生的是Fe由+2價轉化為+3價 O2被還原 H+被還原有Fe2O3xH2O生成 雜質碳被氧化除去A B C D【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圖的目的是精煉銅，圖的目的是保護鋼閘門。下列說法正確的是A圖中b為純銅，電解過程中質量減輕，發(fā)生的反應為：Cu22eCuB圖中向a極移動，但不放電C圖中如果a、b間用導線連接時，鋼閘門作陰極D圖中如果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】C7下圖表示的是鋼鐵在海水中的銹蝕過程，以下有關說法正確的是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O22H2O4e=4OH【答案】D【解析】鋼鐵中含有鐵和碳，在潮濕的環(huán)境中構成原電池，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】B9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01 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 B C D【答案】D11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2H2O2e=H22OHC燒杯b中發(fā)生還原反應D燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl2e=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：O24e2H2O=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：Zn2e=Zn2，為氧化反應，故C、D錯誤。12關于下列各裝置圖的敘述不正確的是A 用裝置精煉銅,則b極為精銅,電解質溶液為CuSO4溶液B 裝置的總反應是Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C 裝置中鋼閘門應與外接電源的負極相連D 裝置中的鐵釘浸入濃硫酸中幾乎沒被腐蝕【答案】B13（1）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。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_。aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3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_?！敬鸢浮浚?）2Al2OH2H2O=23H2 b 2Al3H2O6e=Al2O36H（2）陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu2，使電解質溶液中的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 Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH（2）濕度、溫度、O2的濃度、電解質溶液存在（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Fe2e=Fe2，正極反應O22H2O4e=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有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：若試管內液面上升，發(fā)生_腐蝕，正極反應式為_。若試管內液面下降，發(fā)生_腐蝕，正極反應式為_。【答案】（1）負 氧化 陽 氧化 （2）吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氫 2H+2e-=H216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。若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于_處。若X為鋅，開關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K置于N處，一段時間后，當鐵件質量增加3.2 g時，X電極溶解的銅的質量_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K置于M處，銅電極發(fā)生的反應是 ，若將開關K置于N處，發(fā)生的總反應是 。【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2（2）N 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K置于N處，一段時間后，當鐵件質量增加3.2 g時，由于粗銅中有雜質參加反應，所以X電極溶解的銅的質量3.2 g。（4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關K置于M處，此時構成原電池裝置，銅電極為正極，發(fā)生的反應是2Fe3+2e-=2Fe2+；若將開關K置于N處，此時構成電解池裝置，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+。