高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)1 魯科版選修4

《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)1 魯科版選修4》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)1 魯科版選修4（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)] 1．中國(guó)人民銀行于2012年11月20日發(fā)行了2013版熊貓金銀紀(jì)念幣一套。很多銀紀(jì)念幣材料為銅芯鍍銀，依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)?，你認(rèn)為這種銀紀(jì)念幣制作時(shí)，銅芯應(yīng)做(　　) A．陽(yáng)極　　　　 B．陰極 C．正極 D．負(fù)極 解析：選B。電鍍時(shí)，待鍍金屬制品做陰極，鍍層金屬做陽(yáng)極。在銅芯上鍍銀，故銅芯應(yīng)做陰極。 2．“瓦良格”號(hào)航空母艦，是中國(guó)人民解放軍海軍的第一艘可搭載固定翼飛機(jī)的航空母艦。已知航空母艦的主體是鋼鐵，減弱甲板的腐蝕是航母制造過(guò)程中需要攻克的一個(gè)難題。某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)鐵處于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種不同的環(huán)境

2、中被腐蝕的快慢，判斷在母艦甲板上最好嵌上的固體應(yīng)為(　　) A．鐵 B．鋅 C．碳 D．銅 解析：選B。母艦甲板嵌上固體鋅后，能起到腐蝕鋅保護(hù)鐵的作用。 3．為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是(　　) ①將青銅器放在銀質(zhì)托盤(pán)上 ②將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 ③將青銅器保存在潮濕的空氣中 ④在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 解析：選C。Cu比Ag活潑，放在銀質(zhì)托盤(pán)上更易受腐蝕，①錯(cuò)；將其保存在干燥的環(huán)境中避免與空氣中的水分和CO2等物質(zhì)接觸，可避免腐蝕，②正確，③錯(cuò)誤；覆蓋防滲的高分子膜也可以隔絕潮濕空氣，④

3、正確。 4．下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是(　　) A．光亮的自行車(chē)鋼圈不易生銹 B．黃銅(Cu、Zn合金)制品不易生成銅銹 C．電工操作中規(guī)定：銅、鋁導(dǎo)線(xiàn)不能連在一起 D．生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹 解析：選A。光亮的自行車(chē)鋼圈不易生銹，是因?yàn)殇撊Ρ砻驽兩狭艘粚涌垢g的材料，不能構(gòu)成原電池，也就不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕；黃銅(Cu、Zn合金)在空氣中構(gòu)成原電池時(shí)，Zn做負(fù)極，Cu做正極，所以不易生成銅銹；銅、鋁導(dǎo)線(xiàn)連在一起時(shí)，在潮濕的環(huán)境中可以構(gòu)成原電池，Al發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，易造成斷路引起事故；生鐵中含雜質(zhì)碳，構(gòu)成原電池時(shí)，鐵做負(fù)極而被腐蝕，因此生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生

4、銹。 5．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會(huì)下降 B．左側(cè)液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低 C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕 解析：選B。裝置Ⅰ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出H2，使左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升；裝置Ⅱ中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降得更多

5、，右側(cè)液面上升得更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無(wú)揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)有被侵蝕。 6．下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是(　　) A．鍍鋁塑料 B．食品罐頭盒(鍍錫) C．白鐵水桶(鍍鋅) D．鍍銀銅質(zhì)獎(jiǎng)?wù)? 解析：選B。關(guān)鍵是看，鍍層損壞后，暴露出的金屬與鍍層能否形成原電池，形成原電池金屬是否做負(fù)極。A項(xiàng)塑料不會(huì)被腐蝕；B項(xiàng)Fe為原電池負(fù)極，錫為原電池的正極，加速Fe的腐蝕；C項(xiàng)Zn為電池的負(fù)極，鐵為原電池的正極，鐵被保護(hù)起來(lái)；D項(xiàng)Cu為原電池的負(fù)極，Ag為原電池的正極，加速了銅的腐蝕。但由于

6、Fe比Cu更易失去電子，所以腐蝕最快的是B中的鐵。 7．將炭粉和鐵粉均勻混合，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉溶液和稀醋酸溶液潤(rùn)濕過(guò)的幾支試管中，并按下圖裝置好儀器，觀(guān)察下圖，示意正確的是(　　) 解析：選B。用氯化鈉溶液潤(rùn)濕過(guò)的具支試管中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，負(fù)極反應(yīng)：2Fe－4e－===2Fe2＋，總反應(yīng)式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，導(dǎo)管中液柱上升；用稀醋酸溶液潤(rùn)濕過(guò)的具支試管中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，總反應(yīng)式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

7、，密封的具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)管中液柱下降。 8．下圖中a為生鐵，A燒杯中放入苯，B燒杯中為1 molL－1的稀硫酸，C燒杯中為海水。 (1)B中Pt極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 (2)C中Cu極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________， Cu極附近溶液中的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)

8、比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是____________。 (4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為_(kāi)___________。 解析：(1)B中Pt極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。(2)C中Cu極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Cu極附近溶液的pH增大。(3)由于Fe與Pt的活動(dòng)性差距比Fe與Cu大，故B中反應(yīng)速率快，而A中物質(zhì)是苯，鐵不易被腐蝕，故腐蝕速率由快到慢的順序是B>C>A。(4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為非電解質(zhì)溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑

9、(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－　增大 (3)B>C>A (4)酒精(或苯、四氯化碳等) [能力提升] 9．下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 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)腐蝕主要是析氫腐蝕 解析：選B。金屬在潮濕的中性環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕；其腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子，即M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以A、D項(xiàng)不正確，B項(xiàng)正確。金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接接觸

10、到化學(xué)物質(zhì)，如酸、Cl2等發(fā)生的腐蝕，所以C項(xiàng)不正確。 10．如圖是一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC)。電池總反應(yīng)為CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．a(chǎn)極為電池的負(fù)極 B．電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)燈泡再到a極 C．電池正極的電極反應(yīng)為4H＋＋O2＋4e－===2H2O D．電極工作時(shí)，1 mol二甲醚被氧化時(shí)就有6 mol電子轉(zhuǎn)移 解析：選D。由CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O知負(fù)極反應(yīng)為CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故1 mo

11、l CH3OCH3氧化為CO2時(shí)有12 mol e－轉(zhuǎn)移，故D不對(duì)。 11．金屬防護(hù)有多種方法。 (1)在金屬上噴油漆可以防腐的原因是________________________，將鋼鐵制品進(jìn)行表面鈍化處理可以防腐的原因是處理中表面形成的________是一種致密性的保護(hù)膜。 (2)鍍銅可防止鐵制品被腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨做陽(yáng)極的原因是________________________________________________________________________ ________________，在此過(guò)程中，兩個(gè)電極上質(zhì)量的變化值：陰極________陽(yáng)極(填“

12、>”、“<”或“＝”)。 (3)電化學(xué)原理可用于金屬防護(hù)中：如圖所示的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(kāi)關(guān)K應(yīng)置于________處；若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，則該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為_(kāi)_______________________________。 解析：(2)若用石墨做陽(yáng)極，則無(wú)法向溶液中補(bǔ)充Cu2＋；工作時(shí)因陽(yáng)極溶解的銅會(huì)在陰極上全部析出，故兩個(gè)電極的質(zhì)量變化相同。(3)當(dāng)X是碳棒時(shí)，鐵與其只有構(gòu)成電解池且鐵做陰極時(shí)才能受到保護(hù)，此時(shí)K應(yīng)與N相連；當(dāng)X是鋅時(shí)，此時(shí)K與M相連，鋅與鐵可構(gòu)成原電池，且因鋅比鐵活潑而做負(fù)極，保護(hù)了鐵。 答案：(1)將金屬與空氣、水

13、等物質(zhì)隔離開(kāi)　Fe3O4 (2)銅能向電鍍液中補(bǔ)充Cu2＋，使電鍍液中Cu2＋的濃度保持恒定?。? (3)N　犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 12．如圖杠桿AB兩端分別掛著體積相同質(zhì)量相同的空心鐵球和空心銅球。調(diào)節(jié)杠桿使其保持平衡，一段時(shí)間后小心加入濃CuSO4溶液，回答下列有關(guān)問(wèn)題(不考慮鐵絲反應(yīng)和兩球的浮力變化)。 (1)若杠桿為絕緣體，則A端________(填“高”或“低”)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)若杠桿為導(dǎo)體，則A端_______

14、_(同上)，在此過(guò)程中鐵絲、杠桿、小球、CuSO4溶液構(gòu)成了原電池，電極反應(yīng)分別是 正極： ________________________________________________________________________， 負(fù)極： ________________________________________________________________________。 (3)若杠桿為導(dǎo)體且把CuSO4溶液改為NaCl溶液，則________球發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)分別是 正極： _________________________________

15、_______________________________________， 負(fù)極： ________________________________________________________________________。 解析：(1)加入CuSO4溶液，發(fā)生置換反應(yīng)：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，n(Fe)＝n(Cu)，則m(Fe)＜m(Cu)，銅附著在鐵球上，鐵球質(zhì)量增大。 (2)構(gòu)成原電池，鐵球做負(fù)極，失電子，銅球做正極，溶液中Cu2＋在銅球上析出。 (3)改為NaCl溶液時(shí)，仍為原電池結(jié)構(gòu)，鐵為負(fù)極，銅為正極，發(fā)生吸氧腐蝕。 答案：(1)低　Fe＋C

16、u2＋===Fe2＋＋Cu (2)高　Cu2＋＋2e－===Cu　Fe－2e－===Fe2＋ (3)鐵　吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋ 13．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(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 ________________________________________________________________________ __________________________________________________________

17、______________。 (2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R可以采用__________。 A．銅 B．鈉 C．鋅 D．石墨 (3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門(mén)腐蝕的速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的__________極。 解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。 (2)鐵閘門(mén)上連接一塊比鐵活潑的金屬，如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 (3)屬于外加電流陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門(mén)連接在電源的負(fù)極上。 答案：(1)負(fù)極：2Fe－

18、4e－===2Fe2＋； 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C　(3)負(fù) 14．如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置，分別回答下列問(wèn)題： (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入KSCN溶液呈無(wú)色，再滴入氯水即可觀(guān)察到鐵釘附近的溶液變紅色，表明鐵被________；向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞試液，可觀(guān)察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________。 (2)裝置2中的石墨是________極(填“正”或“負(fù)”)，該裝置發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________

19、________________________________________________。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL－1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL－1的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞試液，觀(guān)察到石墨電極附近首先變紅。 ①電源的M端為_(kāi)_______極，甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________。 ②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________。 ③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量，電極增重0.64 g，則

20、甲燒杯中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為_(kāi)_______mL。 解析：(1)先滴入KSCN無(wú)色，又滴入氯水后顯紅色，說(shuō)明有Fe2＋生成，則鐵被氧化。 (2)裝置2為具有鹽橋的原電池，銅為負(fù)極，石墨為正極，電解質(zhì)溶液為氯化鐵溶液。 (3)裝置3甲乙均為電解池，甲中電解氯化鈉溶液，滴入酚酞試液，石墨電極附近變紅色，石墨為陰極，則M為電源的正極，甲中鐵為陽(yáng)極，活性電極做陽(yáng)極，陽(yáng)極自身失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；乙中為電解硫酸銅溶液。乙中：Cu2＋＋2e－===Cu，當(dāng)增重0.64 g時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.02 mol，甲中：2H＋＋2e－===H2↑。當(dāng)轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時(shí)，生成氣體0.01 mol，即224

21、 mL。 答案：(1)氧化　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)正　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (3)①正　Fe－2e－===Fe2＋ ②2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋　③224 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375