学年度高中化学第四章电化学基础44金属的电化学腐蚀与防护课时练.docx
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学年度高中化学第四章电化学基础44金属的电化学腐蚀与防护课时练
——教学资料参考参考范本——
2019-2020学年度高中化学第四章电化学基础4-4金属的电化学腐蚀与防护课时练
______年______月______日
____________________部门
1.下列事实与电化学腐蚀无关的是( )
A.光亮的自行车钢圈不易生锈
B.黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈
C.铜、铝电线一般不连接起来作导线
D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
【答案】A
【解析】B、C、D项均与原电池有关,能用电化学知识来解释,故选A。
2.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法不正确的是( )
A.锡青铜的熔点比纯铜低
B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
【答案】D
【解析】锡青铜是合金,合金的熔点比任何一种纯金属的熔点低,一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度大,可判断A对;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B正确;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀,C正确;电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子,有电子的转移,属于化学反应过程,D错。
3.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2mol电子发生转移,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.②③C.①④D.③④
【答案】B
【解析】镀锌的铁发生电化学腐蚀,锌作负极:
Zn-2e-===Zn2+,有0.2mol电子转移,有0.1molZn溶解,在正极上:
2H++2e-===H2↑,生成0.1molH2。
4.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( )
A.a中铁钉附近呈现红色
B.b中铁钉上发生还原反应
C.a中铜丝上发生氧化反应
D.b中铝条附近有气泡产生
【答案】B
【解析】a中铁比铜活泼,铁作负极,发生氧化反应,铜作正极,发生还原反应,电极反应式分别为负极:
2Fe-4e-===2Fe2+,正极:
O2+2H2O+4e-===4OH-,因此A、C不正确。
b中铝比铁活泼,铝作负极,发生氧化反应,铁作正极,发生还原反应,电极反应式分别为:
负极:
4Al-12e-===4Al3+,正极:
3O2+6H2O+12e-===12OH-,因此B正确,D不正确。
5.下列说法中,正确的是( )
①镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀 ②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
③锌和铁构成原电池时,铁作负极 ④铅蓄电池中铅作负极,PbO2作正极,两极浸到稀H2SO4中
A.只有②④B.只有①③
C.①②③D.①②③④
【答案】A
【解析】镀层破损后,白铁形成原电池时,因为锌比铁活泼,易失电子,从而保护了铁,而马口铁破损后,因为形成原电池时,铁比锡活泼,铁被腐蚀,所以在镀层破损后,马口铁比白铁更易被腐蚀。
①说法错误。
钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀,铁都是失电子变成Fe2+,吸氧腐蚀更普遍,O2得电子变成OH-,与Fe2+结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3,因此铁锈的成分常用Fe2O3·nH2O表示。
②说法正确。
锌和铁构成原电池时,锌比铁活泼,应该是锌作负极。
③说法不正确。
④说法正确,故A为正确选项。
6.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.红墨水水柱两边的液面变为左低右高
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
【答案】B
【解析】生铁在a中发生吸氧腐蚀,压强降低,在b中发生析氢腐蚀,压强增大,所以红墨水应左高右低。
7.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】选项A,图a中,铁棒发生电化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,错误;选项B,图b中开关置于M时,Cu-Zn合金作负极,由M改置于N时,Cu-Zn合金作正极,腐蚀速率减小,正确;选项C,图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt极上放出,错误;选项D,图d中Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的,错误。
8.古老的铁桥,经常每隔一段时间就要刷一遍油漆,但仍看到有锈迹。
下列说法中合理的是( )
A.油漆只起美观作用,而与腐蚀无关
B.铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀
C.铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生电化学腐蚀
D.铁桥腐蚀与外界环境无关,只由金属内部结构决定
【答案】C
【解析】油漆是在铁桥表面覆盖一种物质,使铁桥与空气隔绝,这是金属防护的一种重要方法。
9.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-===Fe3+
【答案】B
【解析】铁易失去电子,故钢管与电源正极相连时,更易使铁失去电子,故A项错误;铁遇冷浓硝酸时表面能形成一层致密的氧化物薄膜,B项正确;铁比铜活泼,当铁、铜相接触时构成原电池,铁作负极,被腐蚀,故C项错误;钢铁发生析氢腐蚀时,负极发生反应:
Fe-2e-===Fe2+,故D项错误。
10.银器的保护主要是维持它的原貌。
对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器,可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中,经一定时间后污迹消失,取出后用水洗干净,再用软布或棉团擦光。
下列有关叙述中,不正确的是( )
A.溶液中的OH-向负极移动
B.在银表面上的反应为:
Ag2S+2e-===2Ag+S2-
C.在铝表面上的反应为:
Al-3e-===Al3+
D.在铝表面的反应为:
Al+4OH--3e-===AlO2-+2H2O
【答案】C
【解析】金属铝、硫化银和NaOH溶液构成了原电池,金属铝、硫化银分别充当了负极和正极,电极反应分别是:
在银表面上:
Ag2S+2e-===2Ag+S2-,在铝表面:
Al-3e-===Al3+。
在碱性条件下,Al3+又会与过量的OH-反应生成AlO2-,所以在铝表面的实际反应为:
Al+4OH--3e-===AlO2-+2H2O,溶液中的OH-向负极移动,A、B、D均正确。
11.如右图所示,液面上浮着一个空心铁球。
(1)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.①④C.②③D.③④
(2)发生上述现象的原因是___________________________________________
_________________________________________________________________
(用反应式及必要的文字予以说明。
)
【答案】
(1)B
(2)铁球发生吸氧腐蚀。
其负极反应为2Fe-4e-===2Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,随后反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】量筒中的空气、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。
12.铁生锈是比较常见的现象,某实验小组为研究铁生锈的条件,设计了如下图所示的快速、易行的方法:
首先检查制取氧气的装置的气密性,然后按上图连接好装置,点燃酒精灯给药品加热,持续3min左右后,观察到的实验现象为:
①直形管中干燥的铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;②直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试回答下列问题。
(1)由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于________。
能表示其原理的电极反应方程式为___________________________________
________________________________________________________________。
(2)仪器A的名称为________,其中装的药品可以是_______,其作用是________________________________________________________________。
(3)由实验可知,铁生锈的条件为________。
决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______________________________________________________________。
【答案】
(1)电化学腐蚀 负极:
2Fe-4e-===2Fe2+,正极:
2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)与O2和水接触 氧气浓度
13.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式是___________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意图如右:
①A电极对应的金属是________(写元素名称),B电极的电极反应式是_______________________________________
________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为________mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
【答案】
(1)2FeCl3+Fe===3FeCl2
(2)BD
(3)①铜 Cu2++2e-===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀;而锌比铁活泼,镀层破损后,在潮湿环境中形成原电池,锌为负极,减缓铁的腐蚀
14.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
1
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
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
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是________________________
_________________________________________________________________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是__________________________
__________________________________________________________________
(答两种方法)。
【答案】
(1)3、4、5、6 Fe-2e-===Fe2+(或2Fe-4e-===2Fe2+) 2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法、外加电流阴极保护法等(任写其中两种)
【解析】解答第
(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别,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,实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀,其中负极反应是Fe-2e-===Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-。
解答第
(2)题时,对比实验1和3可得出湿度增大,可使铁锈蚀速率加快;对比实验2、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,以防止其腐蚀。
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- 学年度 高中化学 第四 电化学 基础 44 金属 腐蚀 防护 课时