人教版高中化学选修4导学案44金属的电化学腐蚀与防护 含答案.docx
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人教版高中化学选修4导学案44金属的电化学腐蚀与防护含答案
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
1.认识金属腐蚀的危害,能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
2.能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3.了解金属腐蚀的防护方法。
金属的腐蚀
1.概念:
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.本质:
金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
3.分类
(1)化学腐蚀:
金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:
不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化。
电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
4.钢铁的电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
条件
水膜酸性较强
水膜呈中性或酸性很弱
电极
反应
负极(Fe)
Fe-2e-===Fe2+
Fe-2e-===Fe2+
正极(C)
2H++2e-===H2↑
2H2O+O2+4e-===4OH-
总反应
Fe+2H+===Fe2++H2↑
2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
其他反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈Fe2O3·xH2O
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程,所以都是化学腐蚀。
( )
(2)因为CO2普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。
( )
(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
( )
(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成,后者有O2参加。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)√
2.请以吸氧腐蚀为例,用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·xH2O)的形成过程。
(1)负极:
____________________________________。
(2)正极:
____________________________________。
(3)总反应:
__________________________________。
(4)__________________________________________。
(5)__________________________________________。
答案:
(1)Fe-2e-===Fe2+
(2)O2+4e-+2H2O===4OH-
(3)2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
电化学腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
金属与干燥气体或非电解质液体直接接触
水膜中溶有O2,呈极弱酸性或中性
水膜酸性较强
现象
无电流产生
有微弱电流产生
反应式
(以铁腐蚀为例)
2Fe+3Cl2===2FeCl3
负极:
Fe-2e-===Fe2+
正极:
2H2O+O2+4e-===4OH-
正极:
2H++2e-===H2↑
(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极均是Fe失电子生成Fe2+,而非Fe3+。
(2015·高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.d为石墨,铁片腐蚀加快
B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.d为锌块,铁片不易被腐蚀
D.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑
[解析] A.由于活动性:
Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快,正确。
B.d为石墨,由于电解质溶液为中性环境,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨电极上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,正确。
C.若d为锌块,则由于金属活动性:
Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,Fe得到保护,铁片不易被腐蚀,正确。
D.d为锌块,由于电解质溶液为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误。
[答案] D
(1)若将上述例题装置中“海水”改为“酸雨”,d为石墨,则腐蚀类型属于哪种?
正极反应式如何书写?
(2)若将上述例题装置中“海水”改为“浓硝酸”,d为铜,则被腐蚀的金属是哪种?
解释原因。
答案:
(1)属于析氢腐蚀。
正极反应式为2H++2e-===H2↑。
(2)铜被腐蚀。
铁遇浓硝酸发生钝化被保护,铁作正极,铜作负极,发生氧化反应而被腐蚀。
金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀,属于电化学腐蚀,否则属于化学腐蚀。
(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸碱性判断,位于金属活动性顺序表中氢前面的金属,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀,在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀;金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
金属腐蚀类型及判断
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.金属化学腐蚀的实质是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.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
解析:
选B。
金属腐蚀的实质是金属失去电子,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2,而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。
2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。
实验时观察到:
开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管内液面。
下列说法正确的是( )
A.生铁片中的碳是原电池的阳极,发生还原反应
B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀
C.墨水回升时,碳电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.具支试管中溶液pH逐渐减小
解析:
选C。
生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时生铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后生铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面回升,B错误;墨水回升时,生铁片发生吸氧腐蚀,碳极为正极,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,C正确;生铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。
影响金属腐蚀的因素
3.如图所示的各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A.④>②>①>③ B.②>①>③>④
C.④>②>③>①D.③>②>④>①
解析:
选A。
铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀,当铁与比其活泼性差的Sn相连时,Fe被腐蚀的速率增大(比①大),与活泼性比其强的Zn相连时,Zn作负极,被腐蚀,铁被保护,其腐蚀的速率要比①小;④为电解装置,Fe为阳极,发生氧化反应,铁腐蚀的速率最快。
4.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间,下列有关描述错误的是( )
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-===Fe2+
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
解析:
选B。
a为中性环境,发生吸氧腐蚀,氧气被消耗,气体压强减小;b中酸性较强,发生析氢腐蚀,有氢气放出,气体压强增大,所以红墨水柱两边的液面变为左高右低,故B项错。
金属的防护方法
1.电化学防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
①负极:
比被保护金属活泼的金属;
②正极:
被保护的金属设备。
(2)外加电流的阴极保护法——电解原理
①阴极:
被保护的金属设备;
②阳极:
惰性金属。
2.改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。
3.加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用。
( )
(2)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。
( )
(3)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)×
2.将下列金属的防护方法连线。
(1)加保护层A.钢闸门与直流电源负极相连
(2)牺牲阳极的阴极保护法B.电线外面包塑料法
(3)外加电流的阴极保护法C.普通钢制成镍铬钢
(4)改变内部结构 D.轮船外壳装上锌块
答案:
(1)-B
(2)-D (3)-A (4)-C
金属腐蚀快慢的判断及金属的防护方法
1.金属腐蚀快慢的判断方法
(1)在同一电解质溶液中:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极金属的腐蚀>有外接电源的阴极金属的腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。
2.金属的防护方法
金属防护的基本思路
(1)防止金属与氧化性介质直接接触。
(2)防止金属表面形成电解质溶液层。
(3)改善金属的内部结构。
(2017·济南高二检测)利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。
下列说法不正确的是 ( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,采用了牺牲阳极的阴极保护法
B.若X为锌棒,开关K置于N处,X极的反应:
4OH--4e-===O2↑+2H2O
C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,采用了外加电流的阴极保护法
D.若X为碳棒,开关K置于M处,X极的反应:
O2+4e-+2H2O===4OH-
[解析] 若X为锌棒,开关K置于M处,构成原电池,锌为负极,被腐蚀,保护了铁,A对;若X为锌棒,开关K置于N处,为电解池,锌棒为活性阳极,Zn-2e-===Zn2+,B错;若X为碳棒,开关K置于N处,为电解池,铁棒作阴极,被保护,C对;若X为碳棒,开关K置于M处,为原电池,X为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,D对。
[答案] B
(1)若X为锌棒,开关K分别置于M、N处,则两套装置中铁棒被腐蚀的快慢情况如何?
(2)镀锡铁若镀层破损,对铁的保护作用会如何变化?
答案:
(1)两套装置都能对铁棒起保护作用,当开关K置于N处时属于电解池,置于M处时属于原电池,电解池比原电池保护效果好,故开关K置于N处时铁棒被腐蚀的较慢。
(2)镀锡铁若镀层破损,会形成原电池,铁比锡活泼而作负极,会失去对铁的保护作用,且加速铁的腐蚀。
金属的防护
1.下列有关金属的保护方法的说法中正确的是( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
C.锅炉的内壁上常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青,这是钢铁的电化学保护法
解析:
选B。
A项中涂层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护;B项中锌和铁构成原电池,锌作负极,被腐蚀;C项应是牺牲阳极的阴极保护法;D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
2.以下防腐措施中,属于电化学保护法的是( )
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C.在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭
D.在金属表面喷漆
解析:
选C。
在轮船的船壳水线以下部分装上锌,能形成铁锌原电池,锌为负极,被腐蚀,铁被保护。
3.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属器皿表面喷涂高分子膜
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
解析:
选A。
外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上,使其作为电解池的阴极被保护,A项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜是防止金属与其他物质接触发生反应,B、C选项不符合题意;地下钢管连接镁块,是牺牲阳极的阴极保护法,D项不符合题意。
4.相同材质的铁在如图中的各情形下最不易被腐蚀的是( )
解析:
选C。
A中,食醋作电解质溶液,铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;B中,食盐水作电解质溶液,铁炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;D中,酸雨作电解质溶液,铁铆钉和铜板分别作负极、正极,形成原电池。
重难易错提炼
1.记住金属腐蚀的两个“两种类型”
(1)金属腐蚀两种类型:
化学腐蚀和电化学腐蚀;
(2)电化学腐蚀两种类型:
吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
2.掌握一个金属腐蚀快慢的规律
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
3.电化学保护的两种方法
牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法(也称阴极保护法)。
课后达标检测
[基础巩固]
1.下列现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.生铁比纯铁易生锈
B.纯银饰品久置表面变暗
C.黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿
D.与铜管连接的铁管易生锈
解析:
选B。
B项,纯银不符合构成原电池的条件,故它表面变暗与电化学腐蚀无关。
2.下列有关金属铁的腐蚀与防护,说法正确的是( )
A.酸雨后易发生析氢腐蚀、炒锅存留盐溶液时易发生吸氧腐蚀
B.当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时,后者更易被腐蚀
C.铁与电源正极连接可实现电化学保护
D.将钢管与铜管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀
解析:
选A。
A项,酸雨后由于溶液显酸性,容易发生析氢腐蚀,而在炒锅存留盐溶液时由于溶液是中性溶液,因此较易发生吸氧腐蚀,正确;B项,由于金属活动性Zn>Fe>Sn,所以镀锡铁镀层破损时,Fe作原电池的负极首先被腐蚀,而镀锌铁镀层破损时,由于Fe作正极,被腐蚀的是活动性强的Zn,Fe被保护起来,因此当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时,前者更易被腐蚀,错误;C项,铁与电源负极连接可实现电化学保护,错误;D项,将钢管与铜管一起堆放时可使钢管受腐蚀的程度大大增加,错误。
3.下列各种方法中,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A.①②③④ B.①③④⑤
C.①②④⑤ D.全部
解析:
选D。
金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的;②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。
4.为保护地下钢管不受腐蚀,可采取的措施是( )
A.与石墨棒相连 B.与直流电源负极相连
C.与直流电源正极相连D.与铅板相连
解析:
选B。
防止金属腐蚀的电化学保护法中,一是牺牲阳极的阴极保护法,二是外加电流的阴极保护法。
B项是外加电流的阴极保护法。
5.“瓦良格”号航空母舰,是中国人民解放军海军的第一艘可搭载固定翼飞机的航空母舰。
已知航空母舰的主体是钢铁,减弱甲板的腐蚀是航母制造过程中需要攻克的一个难题。
某同学设计如图实验,请根据铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中被腐蚀的快慢,判断在航空母舰甲板上最好嵌上的固体应为( )
A.铁B.锌
C.碳D.铜
解析:
选B。
航空母舰甲板嵌上固体锌后,能起到腐蚀锌保护铁的作用。
6.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存一星期后,下列对实验结束时的现象描述不正确的是( )
A.装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低
C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析:
选B。
Ⅱ中铁钉与铜丝相连,金属活动性相差较大,且用挥发性盐酸,因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重,C选项正确。
Ⅰ中虽然也用了盐酸,但铁钉与铁丝相连,腐蚀不及Ⅱ,由于均发生了2H++2e-===H2↑,Ⅰ和Ⅱ中均生成了气体,液面都会下降,装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低,A选项正确,B选项错误。
Ⅲ中浓硫酸吸水,从而使铁钉处在干燥空气中几乎不腐蚀,D选项正确。
7.关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是( )
A.正极就是阳极B.负极就是阴极
C.阳极上发生氧化反应D.正极上发生氧化反应
解析:
选C。
牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极的金属发生氧化反应被腐蚀,作为正极的金属不被腐蚀。
8.缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中,如图所示,可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。
则该金属丝可能是( )
A.镁B.铝
C.锌D.铜
解析:
选D。
金属丝一边溶液出现粉红色,说明金属丝附近产生OH-,即正极反应式:
2H2O+O2+4e-===4OH-,因此金属丝的活泼性比Fe差,铜符合题目要求。
9.如图所示,液面上浮着一个空心铁球。
数天后可观察到的现象是( )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A.①③B.①④
C.②③D.③④
解析:
选B。
量筒内的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,发生了吸氧腐蚀,其负极反应是2Fe-4e-===2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-;Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2,再被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑;由于量筒中的O2被吸收,所以量筒内的水位会上升。
10.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为______________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用____(填写字母序号)。
A.铜B.钠
C.锌D.石墨
(3)如图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的____极。
解析:
(1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失电子,正极上O2得电子。
(2)铁闸门上连接一块比Fe活泼的金属如锌,则锌会失去电子而溶解,Fe被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法。
(3)乙属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
答案:
(1)负极:
2Fe-4e-===2Fe2+,
正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)C (3)负
11.根据下图装置,回答下列问题。
(1)C中Fe极的电极反应式为____________________________________。
(2)B中Fe极的电极反应式为_________,Cu极附近溶液的pH____(填“增大”“减小”或“不变”)。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是_____________。
解析:
(1)装置C中ZnFe稀H2SO4构成原电池,其中Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,Fe作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑。
(2)装置B中,FeCu海水构成原电池,其中负极(Fe):
2Fe-4e-===2Fe2+,正极(Cu):
2H2O+O2+4e-===4OH-。
该装置本质上是发生的吸氧腐蚀,故Cu极附近c(OH-)增大,pH增大。
经比较铁被腐蚀的快慢顺序为B>A>C。
答案:
(1)2H++2e-===H2↑
(2)Fe-2e-===Fe2+ 增大 B>A>C
[能力提升]
12.钢铁的锈蚀过程中,下列五种变化可能发生的是( )
①Fe由+2价转化为+3价 ②O2被还原 ③H+被还原 ④有Fe2O3·xH2O生成 ⑤杂质碳被氧化除去
A.①②B.③④
C.①②③④D.①②③④⑤
解析:
选C。
钢铁在发生电化学腐蚀时,依据介质的不同可以发生两类原电池反应:
(1)当钢铁表面的电解质溶液的酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,其电极反应式是正极:
2H++2e-===H2↑,负极:
Fe-2e-===Fe2+;
(2)当钢铁表面的电解质溶液的酸性较弱或呈中性时,钢铁发生吸氧腐蚀,其电极反应式是正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-,负极:
Fe-2e-===Fe2+。
钢铁发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,导致钢铁表面生成铁锈,发生的一系列反应为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。
13.铁是用途最广的金属材料之一。
为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。
数天后,他观察到的现象是( )
A.铁屑不生锈,试管内液面上升
B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变
C.铁屑生锈,试管内液面上升
D.铁屑生锈,试管内液面高度不变
解析:
选C。
在潮湿的空气中,铁容易生锈,并且发生的是吸氧腐蚀,导致试管内压强减小,液面上升。
14.(2017·江南十校联考)如图所示装置中,在U形管底部盛有CCl4,分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸,并使a、b两端液面相平,然后分别塞上插有生铁丝的塞子,密封好,放置一段时间后,下列有关叙述中错误的是( )
A.铁丝在两处的腐蚀速率:
a<b
B.a、b两端相同的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
C.一段时间后,a端液面高于b端液面
D.生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极
解析:
选D。
在酸性较强的环境中,生铁发生析氢腐蚀;在酸性较弱或中性环境中,生铁发生吸氧腐蚀。
无论哪种腐蚀,Fe均为负极,电极反应为Fe-2e-===Fe2+;碳均为正极,电极反应分别为2H++2e-===H2↑(析氢腐蚀)、O2+2H2O+4e-===4OH-(吸氧腐蚀),故一段时间后,a端液面高于b端液面。
15.
(1)图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验。
①图一说明原溶液呈_____,铁钉发生了____腐蚀。
②图二说明原溶液呈_____,铁钉发生了____腐蚀。
(2)为了进一步探究图一实验中的腐蚀原理,某探究小组又设计了如下实验:
a.向100mL烧杯中加入约50mL饱和食盐水后,插入两个玻璃筒(无底);
b.将一枚无锈铁钉和一支碳棒分别用导线与电流表连接后,再分别插入两个玻璃筒中(装置如图三所示);
c.1min后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入2滴黄色的K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液;
d.向插入碳棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
请回答下列问题:
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