2019-2020學(xué)年第二學(xué)期人教版化學(xué)選修4課時(shí)同步訓(xùn)練：44《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》【答案+解析】

9、析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋ 解析：選B　用電解原理保護(hù)金屬時(shí)，金屬應(yīng)作陰極，應(yīng)該與電源負(fù)極連接，故A錯(cuò)誤；常溫下，鐵和濃硝酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，所以可以保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕，故B正確；鋼管、銅管和潮濕的空氣能構(gòu)成原電池，鐵因作原電池負(fù)極而容易被腐蝕，故C錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式是Fe－2e－===Fe2＋，故D錯(cuò)誤。 10．家用鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是(　　) A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 B．2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 C．2

10、H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．Fe－3e－===Fe3＋ 解析：選D　鐵鍋發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正極，發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，F(xiàn)e2＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，總反應(yīng)為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2；Fe(OH)2在空氣中被氧化為Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；但Fe被氧化不能生成Fe3＋，則Fe－3e－===Fe3＋不能發(fā)生。 11.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是(　　) A．左側(cè)

11、發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕 B．一段時(shí)間后，左邊液面高于右邊液面 C．a(chǎn)、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋ D．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小 解析：選D　左側(cè)電解質(zhì)溶液呈中性，因此發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)電解質(zhì)溶液顯酸性，因此發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，氣體壓強(qiáng)減小，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氣體，氣體壓強(qiáng)增大，因此左側(cè)的液面高于右側(cè)，故B正確；吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋，故C正確；a處正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液中c(OH－)增大，pH增大，b處消耗H＋，c(H＋)減小，pH增大，故D

12、錯(cuò)誤。 12.支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 解析：選C　依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護(hù)，鐵不容易失去電子，故鋼管樁表面腐蝕電流(指鐵失去電子形成的電流)，接近于0，A項(xiàng)正確；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向陰極，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵作陽極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)

13、，陽極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽極不被損耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)海水對(duì)鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強(qiáng)度，D項(xiàng)正確。 13．在日常生活中，我們經(jīng)常看到鐵制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^下列裝置所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。下列說法正確的是(　　) A．按圖Ⅰ裝置實(shí)驗(yàn)，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，可用酒精燈加熱具支試管 B．圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵 C．鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖Ⅲ裝置進(jìn)行探究，Cl－由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=

14、==4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑 解析：選D　如果加熱具支試管則管內(nèi)氣體受熱膨脹，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，故A錯(cuò)誤；鐵作負(fù)極，故B錯(cuò)誤；負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應(yīng)式為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑，故C錯(cuò)誤，D正確。 14．結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù) B．Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加

15、入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍(lán)色沉淀 解析：選A　兩個(gè)裝置均為原電池，負(fù)極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池的正極金屬受到保護(hù)，A項(xiàng)正確；Ⅰ中負(fù)極為活潑金屬Zn，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅱ中是酸性溶液，電極反應(yīng)中不能有OH－生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅰ中無Fe2＋生成，不能生成鐵氰化亞鐵沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 15．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是(　　) A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重 B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大 D．圖d中，Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO

16、2的氧化作用引起的 解析：選B　圖a中，鐵棒發(fā)生電化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖b中開關(guān)置于M時(shí)，Cu-Zn合金作負(fù)極，由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金作正極，腐蝕速率減小，選項(xiàng)B正確；圖c中接通開關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖d中Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的氧化反應(yīng)引起的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 16.利用如圖裝置，能完成很多電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)此裝置的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法 B．若X為碳棒，Y為NaC

17、l溶液，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法 C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于M處時(shí)，鐵電極上的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu D．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處時(shí)溶液中各離子濃度都不會(huì)發(fā)生變化 解析：選C　鋅的活潑性比鐵強(qiáng)，K置于M處形成原電池，可減緩鐵的腐蝕，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故A正確；K置于N處形成電解池，鐵與電源的負(fù)極相連，鐵作陰極可減緩鐵的腐蝕，是外加電流的陰極保護(hù)法，故B正確；K置于M處形成原電池，鐵比銅活潑，作原電池的負(fù)極，鐵電極上的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，故C錯(cuò)誤；K置于N處，能實(shí)現(xiàn)在鐵棒上鍍

18、銅，鐵棒質(zhì)量將增加，但溶液中各離子濃度都不發(fā)生變化，故D正確。 17.Ⅰ.金屬材料在使用的過程中，由于長期暴露在空氣中，會(huì)因?yàn)檠趸饾u腐蝕。其中電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的主要形式。如圖是鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的簡單圖示。鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，可以形成原電池，回答下列問題。 (1)該原電池的負(fù)極為____________(填元素名稱)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為__________； (2)正極得到電子的物質(zhì)是________，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________。 Ⅱ.銅是人類最早使用的金屬，它與人類生產(chǎn)、生活關(guān)系密切，請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋下列與銅有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象

19、。 (1)如圖甲，在硫酸型酸雨地區(qū)，不純的銅制品發(fā)生電化學(xué)腐蝕，Cu發(fā)生__________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，寫出正極的電極反應(yīng)式：_______________________。 (2)如圖乙，將螺旋狀的銅絲在酒精燈上灼燒，銅絲變黑色，然后將紅熱的銅絲插入NH4Cl固體中，過一會(huì)取出，發(fā)現(xiàn)插入部分黑色變?yōu)楣饬恋募t色，查閱資料可知，該過程有N2生成，寫出由黑色變?yōu)楣饬良t色過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________ _________________________________________________________________

20、_______。 解析：Ⅰ.(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，可以形成原電池，負(fù)極上Fe失去電子，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。 (2)正極上氧氣得到電子，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 Ⅱ.(1)在硫酸型酸雨地區(qū)，不純的銅制品發(fā)生的是吸氧腐蝕，Cu作負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)將螺旋狀的銅絲在酒精燈上灼燒，銅絲變黑色，說明銅與空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅，然后將紅熱的變黑的銅絲插入NH4Cl固體中，過一會(huì)取出，發(fā)現(xiàn)插入部分黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明CuO發(fā)生反應(yīng)生成了單質(zhì)銅，由于該過程有N2生成，所

21、以由黑色變?yōu)楣饬良t色過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋3CuO3Cu＋N2↑＋2HCl＋3H2O。 答案：Ⅰ.(1)鐵　Fe－2e－===Fe2＋ (2)O2　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ Ⅱ.(1)氧化　O2＋4H＋＋4e－===2H2O (2)2NH4Cl＋3CuO3Cu＋N2↑＋2HCl＋3H2O 18．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

22、列順序?yàn)椋ㄓ眉?、乙、丙填寫? 。 （2）通過甲、乙裝置的對(duì)比說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)措施來減緩金屬的腐蝕： （寫出一點(diǎn)即可）。 解析：Fe粉、C粉、食鹽水構(gòu)成原

23、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)行保護(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 19．裝置甲、乙、丙的燒杯中都盛有稀硫酸。 (1)裝置丙中的Fe電極上的電極反應(yīng)式是____________________________________ ________________________________________________

24、________________________。 (2)裝置乙中被腐蝕的金屬是__________(填元素符號(hào))，比較裝置甲、乙、丙中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是__________________。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖丁。請(qǐng)回答： A電極對(duì)應(yīng)的金屬是__________(填元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式______________。 鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡要說明原因：___________________。 (4)如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 ①該電化學(xué)腐蝕的類型為__

25、________腐蝕。 ②圖中A、B、C三點(diǎn)附近的區(qū)域內(nèi)，腐蝕最嚴(yán)重的是________(填字母)。 解析：(1)裝置丙構(gòu)成了原電池，由于金屬活動(dòng)性：Zn>Fe，所以Fe為正極，在正極Fe上H＋得電子生成H2，電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－===H2↑。 (2)裝置乙構(gòu)成了原電池，由于金屬活動(dòng)性Fe>Sn，所以裝置乙中被腐蝕的金屬是活動(dòng)性較強(qiáng)的Fe。裝置甲是Fe與稀硫酸直接發(fā)生反應(yīng)，裝置乙構(gòu)成原電池，首先被腐蝕的是Fe，腐蝕速率比甲快；裝置丙構(gòu)成原電池，首先被腐蝕的是Zn，F(xiàn)e得到了保護(hù)，所以裝置甲、乙、丙中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是乙>甲>丙。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。A電極是陽極，為鍍層金屬銅，B電極是鍍件鐵，B電極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－===Cu。當(dāng)鍍層破損后，由于金屬活動(dòng)性：Zn>Fe>Cu，所以鍍銅鐵中鐵為負(fù)極，首先被腐蝕；而鍍鋅鐵中鐵為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到了保護(hù)，因此鍍銅鐵更容易被腐蝕。 (4)①鋼鐵在海水中發(fā)生的是吸氧腐蝕；②在海水中B點(diǎn)的氧氣濃度大，發(fā)生的吸氧腐蝕速率最快，腐蝕最嚴(yán)重。 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　(2)Fe　乙>甲>丙 (3)銅　Cu2＋＋2e－===Cu　鍍層破損后，鍍銅鐵形成的原電池中鐵作負(fù)極被腐蝕，鍍鋅鐵形成的原電池中鐵作正極被保護(hù) (4)①吸氧?、贐