2018-2019學(xué)年高中化學(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)》習(xí)題跟蹤訓(xùn)練 新人教版選修4.doc

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第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是： M＋nH2O===M(OH)n＋n/2 H2↑ B．金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給還原劑 C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行 D．在潮濕的中性環(huán)境中金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕 解析：金屬在潮濕的空氣中發(fā)生的如果是吸氧腐蝕，則不生成氫氣。金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕時(shí)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑。金屬的化學(xué)腐蝕不一定在酸性條件下進(jìn)行。 答案：D 2．關(guān)于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法的敘述正確的是(　　) A．正極就是陽(yáng)極　　　　　　 　B．負(fù)極就是陰極 C．陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng) D．正極上發(fā)生氧化反應(yīng) 解析：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法就是原電池的負(fù)極(陽(yáng)極)的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕。 答案：C 3．纏有金屬絲的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中，如圖所示，可以看到在貼近金屬絲一邊的溶液中出現(xiàn)粉紅色。則該金屬絲可能是(　　) A．鎂 B．鋁 C．鋅 D．銅 解析：金屬絲一邊溶液出現(xiàn)粉紅色，說(shuō)明金屬絲附近產(chǎn)生OH－，即正極反應(yīng)式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因此金屬絲的活潑性比Fe差，銅符合題目要求。 答案：D 4．判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過(guò)程，所以都是化學(xué)腐蝕。(　　) (2)鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有H2生成，后者有O2參加。(　　) (3)在入?？诘匿撹F閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕。(　　) (4)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋。(　　) (5)白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率加快。(　　) (6)原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來(lái)減緩金屬的腐蝕。(　　) 答案：(1)　(2)√　(3)　(4)　(5) (6) 5．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式為_____________________。 (2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用如圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。 A．銅 B．鈉 C．鋅 D．石墨 (3)如圖乙方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極上。 解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上鐵失電子，正極上O2得電子； (2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬，如鋅，可使鋅失電子而保護(hù)鐵； (3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法。 答案：(1)負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)C　(3)負(fù) [課時(shí)跟蹤訓(xùn)練] (時(shí)間45分鐘　滿分60分) 一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分) 1．下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是(　　) A．生鐵比純鐵易生銹 B．純銀飾品久置表面變暗 C．黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠 D．與銅管連接的鐵管易生銹 解析：B項(xiàng)，純銀不符合構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。 答案：B 2．[雙選題]為保護(hù)地下鋼管不受腐蝕，可采取的措施是(　　) A．與石墨棒相連 B．與直流電源負(fù)極相連 C．與直流電源正極相連 D．與鋅板相連 解析：防止金屬腐蝕的電化學(xué)保護(hù)法中，一是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，二是外加電源的陰極保護(hù)法，B是外加電源的陰極保護(hù)法，D是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 答案：BD 3．鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)： ①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)①、②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B．反應(yīng)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：①②反應(yīng)中消耗O2的量相等，兩個(gè)反應(yīng)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，鋼質(zhì)水管腐蝕速度加快，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。 答案：A 4．右圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)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? C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe－2e－===Fe2＋ D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 解析：Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，C是正極，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強(qiáng)減小，b中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強(qiáng)增大，紅墨水柱液面是左高右低，故選B。 答案：B 5．[雙選題]鐵釘與碳棒用導(dǎo)線連接后，同時(shí)浸入0.01 molL－1的NaCl溶液中，可能發(fā)生的反應(yīng)是(　　) A．碳棒上放出氯氣 B．碳棒附近產(chǎn)生OH－ C．碳棒上放出氧氣 D．鐵釘被氧化 解析：鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接后，同時(shí)浸入NaCl溶液中，實(shí)質(zhì)上是形成了原電池，據(jù)原電池工作原理，F(xiàn)e比C活潑，因此鐵被氧化；而NaCl溶液呈中性，鐵在中性溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒為正極，在碳棒上發(fā)生了還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 答案：BD 6．為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．正極的電極方程式為： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．將石墨電極改成Mg電極，難以觀察到鐵銹生成 C．若向自來(lái)水中加入少量NaCl(s)，可較快地看到鐵銹 D．分別向鐵、石墨電極附近吹入O2，前者鐵銹出現(xiàn)得快 解析：鐵是負(fù)極，失電子被氧化成Fe2＋，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH－，故將氧氣吹向石墨電極的腐蝕速率比吹向鐵電極快，A正確，D錯(cuò)誤；向自來(lái)水中加入NaCl(s)，可使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，加快腐蝕速率，C正確；但若將石墨電極換成Mg電極，則負(fù)極為Mg，F(xiàn)e被保護(hù)，難以看到鐵生銹，B正確。 答案：D 7．鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，若有0.2 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則下列說(shuō)法正確的是(　　) ①有5.6 g金屬被腐蝕?、谟?.5 g金屬被腐蝕 ③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24 L氣體放出　④在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有1.12 L氣體放出 A．①② B．②③ C．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0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol Zn溶解，在正極上：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2。 答案：B 二、非選擇題(本題包括4小題，共39分) 8．(6分)鎂、鋁、鐵是重要的金屬，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。 (1)在潮濕的空氣里，鋼鐵表面有一層水膜，很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其中正極的電極反應(yīng)式為________。 (2)在海洋工程上，通常用鋁合金(Al－Zn－Cd)保護(hù)海底鋼鐵設(shè)施，其原理如上圖所示：其中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：__________________；在實(shí)際應(yīng)用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護(hù)作用，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)屬于鋼鐵的吸氧腐蝕。 (2)屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 答案：(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Al－3e－===Al3＋ 鋁表面易被氧化，生成一層致密而堅(jiān)固的氧化物薄膜，使金屬鋁呈現(xiàn)“惰性” 9．(6分)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是________________________________________________________________________。 (2)利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為________。 解析：(1)電鍍時(shí)若用石墨作陽(yáng)極，則電解過(guò)程中電解液中Cu2＋濃度不斷減小，導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。 (2)若X為碳棒，則只能用外加電源的陰極保護(hù)法，此時(shí)開關(guān)K應(yīng)置于N處。若X為Zn，K置于M處，其保護(hù)原理稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 答案：(1)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定 (2)N　犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(或：犧牲陽(yáng)極保護(hù)法) 10．(12分)下圖所示的是某研究性學(xué)習(xí)小組探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖，試分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題： (1)若起始時(shí)甲、乙、丙三套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過(guò)一段時(shí)間后液面最高的是______________，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序?yàn)?用甲、乙、丙填寫)________________________。 (2)通過(guò)甲、乙裝置的對(duì)比說(shuō)明鋼鐵中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蝕。 (3)乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為______________________。 (4)針對(duì)乙、丙裝置研究的結(jié)果分析，可采用何種防護(hù)措施來(lái)減緩金屬的腐蝕：________(寫出一點(diǎn)即可)。 解析：Fe、C粉—食鹽水構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕。故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能發(fā)生吸氧腐蝕，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蝕的快，丙中乙醇為非電解質(zhì)，F(xiàn)e粉炭粉形不成原電池，F(xiàn)e受到保護(hù)，故可把鋼鐵放在油脂或有機(jī)溶劑中進(jìn)行防護(hù)。 答案：(1)乙　乙>甲>丙 (2)高　(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (4)將金屬放在油脂或有機(jī)溶劑中 11．(15分)鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹，現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。 (2)下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕________。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如下圖所示： 請(qǐng)回答： ①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是________(寫元素符號(hào))，B電極的電極反應(yīng)是________________________________________________________________________。 ②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為________ 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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)鐵銹的主要成分是Fe2O3，F(xiàn)e2O3和鹽酸反應(yīng)生成Fe3＋，2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 (2)B項(xiàng)是犧牲陽(yáng)極(Zn)的陰極(Fe)保護(hù)法，D是外電電源的陰極(Fe)保護(hù)法。 (3)①電鍍的特點(diǎn)是：待鍍金屬做陰極，鍍層金屬做陽(yáng)極，則A為陽(yáng)極應(yīng)是銅，B為陰極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu。 ②兩極質(zhì)量差為5.12 g， 則每極變化質(zhì)量為＝2.56 g， 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2＝0.08 mol。 ③鍍層破損后易形成原電池，鐵比銅活潑，鐵做負(fù)極更易被腐蝕。 答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (2)BD (3)①Cu　Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08 ③鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他合理答案也可)