人教版化学选修四 44金属的电化学腐蚀与防护Word格式文档下载.docx
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A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是:
M+nH2O===M(OH)n+n/2H2↑
B.金属的化学腐蚀实质是:
M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
【解析】 金属在潮湿的中性环境中主要发生吸氧腐蚀,其腐蚀的本质是M-ne-===Mn+,所以A、D均错,B正确。
金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质如酸,Cl2等发生的腐蚀,所以C不正确。
【答案】 B
4.下列情况与电化学无关的是( )
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀H2SO4反应时,滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快
D.镀锌铁比镀锡铁更耐用
【解析】 铝片与O2反应表面生成一层致密的氧化物薄膜,防止内部被腐蚀,与电化学无关。
5.(2011年泰安高二期末)我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。
据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。
在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B.发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-
C.在化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e-===Fe2+
【解析】 酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀,其正极反应为2H++2e-===H2↑。
6.(2011年孝感高中高二)下列说法不正确的是( )
A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程
B.钢铁吸氧腐蚀时,正极反应式为:
2H2O+O2+4e-===4OH-
C.氯碱工业中,阳极发生的反应为:
2Cl--2e-===Cl2↑
D.镀锌铁皮的镀层损坏后,铁更容易腐蚀
【解析】 镀锌的铁皮损坏后,Zn更活泼,更易被腐蚀,相当于保护了铁。
7.(2011年赤峰二中期末)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法不正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.Al2O3的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
【解析】 电解法制镁,是电解熔融的MgCl2,而不是MgCl2溶液。
8.目前,脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。
含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质,完全吸收包装内的氧,从而对包装内的物品起到防氧化作用。
当脱氧剂变成红棕色时,则失效。
下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方:
主要原料
用量
含碳4%的铸铁粉
80g
滑石粉
40g
食盐
4g
乙醇
适量
下列反应式中与铁脱氧原理无关的是( )
A.Fe-2e-===Fe2+
B.C+O2===CO2
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O
【解析】 铁脱氧原理是利用铁与氧气反应而吸收氧的,B项是C与O2反应,与其无关。
9.下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是( )
A.4>
2>
1>
3>
5>
6B.4>
6>
5
C.5>
4>
6D.6>
1
【解析】 铁作外加电源的阳极时腐蚀最快,作外加电源的阴极腐蚀最慢。
4最快5最慢,B正确。
10.
为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是( )
A.正极的电极方程式为:
O2+2H2O+4e-===4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快
【解析】 铁是负极,失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快,A正确,D错误;
向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率。
C正确;
但若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B正确。
11.(2011·
泰州高二调研)有关如图装置的叙述不正确的是( )
A.这是电解NaOH溶液的装置
B.该装置中Pt为正极,电极反应为:
C.该装置中Fe为负极,电极反应为:
Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2
D.这是一个原电池装置
【解析】 这是一个关于铁的吸氧腐蚀的原电池装置,选A。
【答案】 A
12.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示,最先观察到酚酞变红现象的区域是( )
A.Ⅰ和ⅢB.Ⅰ和Ⅳ
C.Ⅱ和ⅢD.Ⅱ和Ⅳ
【解析】 图中左边装置为一原电池,Zn为负极,电极反应式为:
2Zn-4e-===2Zn2+,Fe为正极,电极反应式为:
2H2O+O2+4e-===4OH-,Fe极附近OH-聚积,所以Ⅰ区域先变红色,右边装置为一电解池,Fe为阳极,电极反应式为:
Fe-2e-===Fe2+,Zn为阴极,电极反应式为:
2H++2e-===H2↑,H+在阴极不断被还原,促使水不断电离,阴极附近有OH-聚积,所以Ⅳ首先变红。
13.[双选题]将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成,若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀,B未被腐蚀,关于A、B的叙述正确的是( )
A.金属活动性A>
B
B.还原性B>
A
C.在后者装置中金属A发生还原反应,金属B发生氧化反应
D.金属B的表面有明显的气泡产生
【解析】 金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中,构成了原电池,负极腐蚀而损耗,正极被保护,即金属A为负极,金属B为正极。
【答案】 AD
14.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2mol电子发生转移,则下列说法正确的是( )
①有5.6g金属被腐蚀
②有6.5g金属被腐蚀
③在标准状况下有2.24L气体放出
④在标准状况下有1.12L气体放出
A.①②B.②③
C.①④D.③④
【解析】 镀锌铁发生电化学腐蚀,锌作负极:
Zn-2e-===Zn2+,当有0.2mol电子转移时,有0.1molZn溶解,在正极上:
2H++2e-===H2↑,生成0.1molH2。
二、非选择题
15.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。
为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
序号
内容
实验现象
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________;
在电化学腐蚀中,负极反应是________;
正极反应是________;
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素有:
___________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是________(答两种方法)。
【解析】
(1)不纯的金属与电解质溶液接触,因发生原电池反应,较活泼的金属失电子而被氧化,分析题中实验可知,3、4、5、6发生了电化学腐蚀。
负极反应Fe-2e-===Fe2+,正极反应O2+2H2O+4e-===4OH-。
(2)1和3可得出湿度增大,可使铁锈蚀速率加快;
对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率;
对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率;
对比实验5、6可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。
第(3)题,为防止铁的锈蚀,根据铁锈蚀的类型,可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法,还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀。
【答案】
(1)3、4、5、6 Fe-2e-===Fe2+
(或2Fe-4e-===2Fe2+)
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法等
16.
用实验验证牺牲阳极的阴极保护法,如图所示是某同学验证牺牲阳极的阴极保护法实验装置。
已知K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液遇Fe2+会变成特征的蓝色:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
根据提供的知识,请回答下列问题:
(1)在Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,会观察到_________________________________________________________________________________________。
(2)通过和同学讨论,说明如图所示装置中铁被保护的原理为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出发生反应的电极方程式:
Zn极:
________________________________________________________________________;
Fe极:
______________________________________________________________________。
【解析】 本题主要考查了阴极保护法。
电压表和电流表都是为了证明由铁、锌和酸化的NaCl溶液组成的原电池是正常工作的;
在正常情况下,铁是可以和酸性溶液中的H+反应生成Fe2+的,Fe2+能和[Fe(CN)6]3-反应生成特征的蓝色。
如果没有特征的蓝色出现则证明没有生成Fe2+,即此装置是起到了保护阴极(正极),使铁不被腐蚀的作用,装置中Zn极为负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,铁极为正极,电极反应为2H++2e-===H2↑。
【答案】
(1)没有铁氰化亚铁的特征的蓝色出现,而是在铁电极上有气体产生
(2)是通过牺牲阳极(负极)Zn,为被保护的金属铁[阴极(正极)]提供了足量的电子,使被保护的金属铁不会失去电子,所以Fe不被腐蚀
(3)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
17.(2011·
徐州模拟)钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
(1)抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈,现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,当铁锈除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)利用上图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于________处。
②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为____________。
(3)上图中若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2g时,X电极溶解的铜的质量________3.2g(填“<
”,“>
”或“=”)。
铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀,如果铁件部分未镀上铜,或镀层破损,镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀,请简要说明原因:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】
(1)铁锈的主要成份是Fe2O3,与盐酸反应生成Fe3+,Fe3+会与Fe反应生成Fe2+。
(2)若X为碳棒,则需将Fe件接电源的负极,即开关K置于N处。
若X为Zn,则Zn-Fe-海水构成原电池,其中Zn作负极,Fe作正极。
此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
(3)粗铜中含有杂质,故X电板溶解Cu的质量小于3.2g。
若镀层破损,Cu和Fe在电解质溶液中构成原电池,其中Fe作负极,会加快Fe的腐蚀.
【答案】
(1)2FeCl3+Fe===3FeCl2
(2)①N ②牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)
(3)<
在潮湿的环境中构成原电池,铁是负极,加速腐蚀
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