【高效攻略逐個(gè)擊破】人教版選修高二化學(xué)章節(jié)驗(yàn)收《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》共頁(yè)word版含答

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1、4-4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 一、選擇題 1．關(guān)于金屬腐蝕的敘述中，正確的是(　　) A．金屬被腐蝕的本質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．馬口鐵鍍(錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時(shí)，首先是鍍層被氧化 C．金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕 D．常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕 答案：C 點(diǎn)撥：金屬腐蝕的本質(zhì)，主要是金屬原子失電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)相接觸，腐蝕主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。A中金屬腐蝕的本質(zhì)應(yīng)包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，為M－ne－===Mn＋；B選項(xiàng)中Sn、Fe構(gòu)成電化學(xué)腐蝕，

2、主要是Fe－2e－===Fe2＋，鐵先被腐蝕。常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，難以和非金屬氧化劑(Cl2、S)等反應(yīng)，發(fā)生化學(xué)腐蝕。 2．鋼鐵發(fā)生腐蝕時(shí)，正極上發(fā)生的反應(yīng)是(　　) A．2Fe－2e－===2Fe2＋ B．2Fe2＋＋4e－===2Fe C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．Fe3＋＋e－===Fe2＋ 答案：C 點(diǎn)撥：鋼鐵發(fā)生的腐蝕主要是吸氧腐蝕，其正極氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 3．下列各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是(　　) A．4>2>1>3>5>6

3、 B．4>6>2>1>3>5 C．5>4>2>3>1>6 D．6>3>5>2>4>1 答案：B 點(diǎn)撥：鐵被腐蝕由快到慢順序：電解池的陽(yáng)極(4)>原電池的負(fù)極(2與6，金屬活潑性相差越大，負(fù)極腐蝕速率越快，則6>2)>吸氧腐蝕(1)>原電池的正極(3)>電解池的陰極(5)，故選B。 4．光亮的鐵釘在下列情況下最易生銹的是(　　) 答案：B 點(diǎn)撥：雨水酸性較強(qiáng)，鐵釘更容易被腐蝕。植物油為非電解質(zhì)，保護(hù)了鐵釘，最不容易被腐蝕。 5．鐵生銹是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如右圖為放在水槽中的鐵架，水位高度如圖。

4、最容易生銹的鐵架橫桿是(　　) A．①　　　　　　　　 B．② C．③ D．④ 答案：C 點(diǎn)撥：④處沒(méi)有和電解質(zhì)溶液接觸，不能構(gòu)成原電池，銹腐速率較慢；①②③處已與電解質(zhì)溶液接觸，但①②處含O2較少，所以③處腐蝕最快。 6．(2012·試題調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鉛蓄電池放電時(shí)鉛電極發(fā)生還原反應(yīng) B．電解飽和食鹽水在陽(yáng)極得到氯氣，陰極得到金屬鈉 C．給鐵釘鍍銅可采用CuSO4作電鍍液 D．生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕 答案：C 點(diǎn)撥：鉛蓄電池放電時(shí)鉛電極作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaO＋C

5、l2↑，B錯(cuò)誤；食鹽水是中性溶液，該條件下發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，D錯(cuò)誤。 7．下列關(guān)于鐵器的使用注意事項(xiàng)不正確的是(　　) A．避免長(zhǎng)期接觸潮濕空氣 B．避免與酸性物質(zhì)接觸 C．不能接觸干燥的空氣 D．用水經(jīng)常沖洗自行車防銹 答案：CD 點(diǎn)撥：鐵制品的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，包括析氫腐蝕(在酸性條件下)，吸氧腐蝕(在中性條件下)，但主要是吸氧腐蝕。為了防止腐蝕，就要切斷發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件，隔絕空氣(如在金屬表面涂油漆、礦物油等或鍍層進(jìn)行保護(hù))，使金屬制品表示保持干燥。A中防腐方法正確；B中如果與酸性物質(zhì)接觸，會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕，所以要避免與酸性物質(zhì)接觸；C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中經(jīng)常用水沖洗自行車

6、，如果不及時(shí)擦干也容易生銹。 8．鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)①②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B．反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水 C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕 D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 答案：A 點(diǎn)撥：反應(yīng)①中水既不是氧化劑，也不是還原劑，B項(xiàng)錯(cuò)。選項(xiàng)C中鋼質(zhì)(主要成分是Fe)水管與銅質(zhì)(主要成分是Cu)水龍頭構(gòu)成原電池，較活潑的鋼質(zhì)水管腐蝕速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)。鋼鐵可認(rèn)為是鐵碳合金，

7、在潮濕的空氣中構(gòu)成了原電池，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而使鐵生銹。 9．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，再放置于玻璃鐘罩內(nèi)保存一星期后，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象描述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會(huì)上升 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 答案：B 點(diǎn)撥：Ⅰ中鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，左端液面上升；Ⅱ中鹽酸揮發(fā)，和鐵釘反應(yīng)生成H2，腐蝕最嚴(yán)重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中濃硫酸吸水，而鐵釘在干燥空氣中幾乎不腐蝕。 10．鋼鐵制品露置在潮濕的空氣中，下列變化不可能發(fā)生的是(

8、　　) A．Fe－2e－===Fe2＋ B．2H＋＋2e－===H2↑ C．4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 答案：C 點(diǎn)撥：鋼鐵制品露置在潮濕的空氣中既可能發(fā)生析氫腐蝕，也可能發(fā)生吸氧腐蝕，但負(fù)極反應(yīng)都是Fe－2e－===Fe2＋(氧化反應(yīng))。析氧腐蝕的正極反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng))，吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，最后生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2繼續(xù)與空氣中O2作用生成Fe(OH)3；4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。 二、非選擇題 11．

9、鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答鋼鐵冶煉、腐蝕、防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)工業(yè)用熱還原法煉鐵，寫(xiě)出由CO還原赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)的化學(xué)方程式：___________________________________。 (2)鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹(Fe2O3·xH2O)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________________________。 (3)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被完全除盡后，溶液中繼續(xù)發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________________

10、_______________。 答案：(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (2)4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O (3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 點(diǎn)撥：鐵在潮濕的空氣中生銹既有氧氣參加又有水參加，發(fā)生的反應(yīng)較為復(fù)雜，可以寫(xiě)出總的化學(xué)方程式；鹽酸除去鐵銹后，溶液中的氯化鐵與鐵可以繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。 12．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1/4。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，寫(xiě)出該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式。 正極：______________________________________________； 負(fù)極

11、：______________________________________________。 (2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以采用下圖所示的甲方案，其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R可以采用________。(請(qǐng)寫(xiě)出具體金屬名稱) (3)下圖中乙方案也可降低鐵閘門(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的________極。 答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ Fe－2e－===Fe2＋ (2)鋅　(3)負(fù) 點(diǎn)撥：甲是利用原電池原理對(duì)金屬防護(hù)，被保護(hù)的鐵閘門(mén)必須作正極，焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R作負(fù)極，必須比鐵活潑且不與水反應(yīng)。乙是利用電解池原理對(duì)金

12、屬防護(hù)，被保護(hù)的金屬作陰極。 13．如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn)： 序號(hào) 內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 1 常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(gè)月 干燥的鐵絲表面依然光亮 2 常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時(shí) 鐵絲表面依然光亮 3 常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個(gè)月 鐵絲表面已變得灰暗 4 將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面略顯灰暗 5 將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面已變得灰暗 6 將浸過(guò)氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí) 鐵絲表面灰暗程度比實(shí)驗(yàn)5嚴(yán)重 回答以下問(wèn)題：

13、 (1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))________；在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________；正極反應(yīng)是________； (2)由該實(shí)驗(yàn)可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素有： _____________________________________________________； (3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是________(答兩種方法)。 答案：(1)3、4、5、6　Fe－2e－===Fe2＋ (或2Fe－4e－===2Fe2＋)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)濕度、溫度、O2的濃度、電解質(zhì)溶液存在 (3)電鍍、發(fā)藍(lán)等表面覆蓋保

14、護(hù)層，犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法等 點(diǎn)撥：(1)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，因發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑的金屬失電子而被氧化，分析題中實(shí)驗(yàn)可知，3、4、5、6發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)1和3可得出濕度增大，可使鐵銹蝕速率加快；對(duì)比實(shí)驗(yàn)3、4可知增大O2濃度可加快鐵銹蝕的速率；對(duì)比實(shí)驗(yàn)4、5可知升高溫度可加快鐵銹蝕的速率；對(duì)比實(shí)驗(yàn)5、6可知電解質(zhì)溶液的存在會(huì)使鐵銹蝕的速率加快。第(3)題，為防止鐵的銹蝕，根據(jù)鐵銹蝕的類型，可采用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法，還可把鐵制成不銹鋼(合金)、亦可采用噴油漆、涂油脂、電

15、鍍、表面鈍化等方法使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔離，以防止金屬腐蝕。 14．(2012·試題調(diào)研) (1)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________。 a. NH3 b．CO2 c. NaOH d．HNO3 ②以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________。 (2)鍍銅可防止

16、鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極材料的原因是________________________________________________。 (3)利用下圖裝置，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，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)_________________ ____________________________________________________。 答案：①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b ②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ (2)陽(yáng)極Cu可以發(fā)生

17、氧化反應(yīng)生成Cu2＋，使電解質(zhì)溶液中的Cu2＋保持不變 (3)N　犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 點(diǎn)撥：(1)①冒氣泡的原因是Al與NaOH發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；使AlO轉(zhuǎn)變成Al(OH)3沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3沉淀容易溶解。 ②陽(yáng)極是Al發(fā)生氧化反應(yīng)，要生成氧化膜還必須有H2O參加，故電極反應(yīng)式為：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋； (2)電鍍時(shí)，陽(yáng)極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2＋。 (3)鐵被保護(hù)，可以是作原電池的正極，或者電解池的陰極，故若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于N處，F(xiàn)e作陰極受到保護(hù)；若X為鋅，開(kāi)關(guān)K

18、置于M處，鐵作正極，稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 15．(2012·經(jīng)典習(xí)題選萃)金屬由于其優(yōu)良的物理化學(xué)性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防中大量使用。鋼鐵是應(yīng)用最廣的金屬材料，但是鋼鐵材料的腐蝕也使我們損失慘重。因此對(duì)其的防護(hù)是十分必要的。防止或減少鋼鐵的腐蝕有多種方法：如制成耐腐蝕合金，表面“烤藍(lán)”，電鍍另一種金屬以及電化學(xué)保護(hù)等方法。 (1)鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕，請(qǐng)寫(xiě)出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng)： 負(fù)極：_____________________________________________； 正極：____________________________________________

19、_。 (2)合金的性能各種各樣，人們根據(jù)需要生產(chǎn)出種類繁多的合金材料。 請(qǐng)回答：①作為建筑材料的鋁合金利用了該合金的哪些特性(至少回答兩點(diǎn))? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②由于人體攝入較多的Al，對(duì)人的健康有害，所以現(xiàn)在不主張使用鋁制炊具。你認(rèn)為生產(chǎn)炊具的材料最好是___

20、_____，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。 (3)鋼鐵表面常電鍍一層Cr而達(dá)到防腐蝕的目的，這是由于Cr具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。請(qǐng)回答：電鍍過(guò)程中，陰極是________，電解質(zhì)一定含有________離子，陽(yáng)極材料是________；電鍍Cr時(shí)，不能使用CrO或Cr2O作為鍍液，請(qǐng)說(shuō)明原因：_________________ _____________________________

21、_______________________________________________________________________________________ _________________________________________________________。 答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)①主要利用了合金的強(qiáng)度較高、密度小、耐腐蝕等特點(diǎn) ②不銹鋼　不銹鋼強(qiáng)度高、耐腐蝕，無(wú)有害健康的離子進(jìn)入食物 (3)鍍件　Cr3＋　純鉻 由于CrO、Cr2O均帶有負(fù)電荷，電鍍過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)，不能在陰極上

22、放電析出Cr 點(diǎn)撥：根據(jù)原電池反應(yīng)原理，不難回答問(wèn)題(1)，對(duì)于(2)注意聯(lián)系日常生活接觸到的鋁和不銹鋼知識(shí)。問(wèn)題(3)考查電解電鍍?cè)?，陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)，故可以使Cr3＋還原成Cr而析出，由于電解液中的Cr3＋不斷消耗，因此要有陽(yáng)極溶解補(bǔ)充。故陽(yáng)極應(yīng)為Cr。同時(shí)要掌握電解過(guò)程中陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)問(wèn)題。 補(bǔ)牙劑與原電池 常用的補(bǔ)牙劑中有一種汞合金，它含有幾乎等質(zhì)量的汞、銀、錫、銅和鋅。這種補(bǔ)牙劑十分堅(jiān)固，耐腐蝕，不產(chǎn)生有毒物質(zhì)或可溶性物質(zhì)。但是，用了這種補(bǔ)牙劑的人可能會(huì)碰到一個(gè)麻煩，當(dāng)他們享用口香糖或糖果時(shí)，如果補(bǔ)過(guò)的牙不小心咬到包裝用的鋁箔——?。√?！ 據(jù)牙科醫(yī)生說(shuō)，兩顆壞牙上的補(bǔ)牙劑接觸時(shí)也會(huì)產(chǎn)生疼痛。這是為什么呢？ 補(bǔ)牙劑汞合金中含有組成大致為Ag2Hg3、Ag3Sn、SnxHg(x＝7～9)的物質(zhì)，它們可能發(fā)生電極反應(yīng)，如： 3Hg＋4Ag＋6e－2Ag2Hg3 Sn2＋＋3Ag＋2e－===Ag3Sn 鋁比汞合金中任何一種金屬都活潑，可能發(fā)生的電極反應(yīng)為： AlAl3＋＋3e－ 當(dāng)鋁與這種補(bǔ)牙劑接觸時(shí)，唾液充當(dāng)電解液，鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)成為負(fù)極，補(bǔ)牙劑中的合金發(fā)生還原反應(yīng)成為正極，形成一個(gè)微電池。微電池產(chǎn)生的微電流刺激牙神經(jīng)，就產(chǎn)生了疼痛感。