【高效攻略、逐個擊破】高中化學《44金屬的電化學腐蝕與防護》章節(jié)驗收題 新人教版選修4[共10頁]

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1、 4-4金屬的電化學腐蝕與防護 一、選擇題 1．關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，首先是鍍層被氧化 C．金屬在一般情況下發(fā)生的電化學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)生化學腐蝕 答案：C 點撥：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，腐蝕主要有化學腐蝕和電化學腐蝕。A中金屬腐蝕的本質(zhì)應包括化學腐蝕和電化學腐蝕，為M－ne－===Mn＋；B選項中Sn、Fe構(gòu)成電化學腐

2、蝕，主要是Fe－2e－===Fe2＋，鐵先被腐蝕。常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，難以和非金屬氧化劑(Cl2、S)等反應，發(fā)生化學腐蝕。 2．鋼鐵發(fā)生腐蝕時，正極上發(fā)生的反應是(　　) A．2Fe－2e－===2Fe2＋ B．2Fe2＋＋4e－===2Fe C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．Fe3＋＋e－===Fe2＋ 答案：C 點撥：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，電極反應式為：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 3．下列各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時，由快到慢的順序是(　　) A．4>2>1>3>5>

3、6 B．4>6>2>1>3>5 C．5>4>2>3>1>6 D．6>3>5>2>4>1 答案：B 點撥：鐵被腐蝕由快到慢順序：電解池的陽極(4)>原電池的負極(2與6，金屬活潑性相差越大，負極腐蝕速率越快，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 點撥：雨水酸性較強，鐵釘更容易被腐蝕。植物油為非電解質(zhì)，保護了鐵釘，最不容易被腐蝕。 5．鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象，其主要的化學反應方程式為4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3xH2O。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 點撥：④處沒有和電解質(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)下列說法正確的是(　　) A．鉛蓄電池放電時鉛電極發(fā)生還原反應 B．電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣，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 點撥：鉛蓄電池放電時鉛電極作負極，負極發(fā)生氧化反應，A錯誤；電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaO＋C

5、l2↑，B錯誤；食鹽水是中性溶液，該條件下發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，D錯誤。 7．下列關于鐵器的使用注意事項不正確的是(　　) A．避免長期接觸潮濕空氣 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 點撥：鐵制品的腐蝕主要是電化學腐蝕，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、礦物油等或鍍層進行保護)，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，會發(fā)生化學腐蝕，所以要避免與酸性物質(zhì)接觸；C項錯誤；D項中經(jīng)常用水沖洗自行車

6、，如果不及時擦干也容易生銹。 8．鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列說法正確的是(　　) A．反應①②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B．反應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)生電化學腐蝕 答案：A 點撥：反應①中水既不是氧化劑，也不是還原劑，B項錯。選項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項錯。鋼鐵可認為是鐵碳合金，

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裝置中，再放置于玻璃鐘罩內(nèi)保存一星期后，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象描述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會上升 B．左側(cè)液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低 C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重 D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 答案：B 點撥：Ⅰ中鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，左端液面上升；Ⅱ中鹽酸揮發(fā)，和鐵釘反應生成H2，腐蝕最嚴重，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，但負極反應都是Fe－2e－===Fe2＋(氧化反應)。析氧腐蝕的正極反應2H＋＋2e－===H2↑(還原反應)，吸氧腐蝕的正極反應為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)是國家工業(yè)的基礎。請回答鋼鐵冶煉、腐蝕、防護過程中的有關問題。 (1)工業(yè)用熱還原法煉鐵，寫出由CO還原赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)的化學方程式：___________________________________。 (2)鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹(Fe2O3xH2O)，反應的化學方程式為：__________________________________________。 (3)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹。現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被完全除盡后，溶液中繼續(xù)發(fā)生的化合反應的化學方程式為：______________________________________

10、______________。 答案：(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (2)4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3xH2O (3)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 點撥：鐵在潮濕的空氣中生銹既有氧氣參加又有水參加，發(fā)生的反應較為復雜，可以寫出總的化學方程式；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。 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，寫出該腐蝕過程中的電極反應式。 正極：______________________________________________； 負極：_

11、_____________________________________________。 (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用下圖所示的甲方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________。(請寫出具體金屬名稱) (3)下圖中乙方案也可降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的________極。 答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ Fe－2e－===Fe2＋ (2)鋅　(3)負 點撥：甲是利用原電池原理對金屬防護，被保護的鐵閘門必須作正極，焊接在鐵閘門上的固體材料R作負極，必須比鐵活潑且不與水反應。乙是利用電解池原理對金屬防

12、護，被保護的金屬作陰極。 13．如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗： 序號 內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 1 常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月 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 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 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 鐵絲表面已變得灰暗 6 將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時 鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴重 回答以下問題： (

13、1)上述實驗中發(fā)生了電化學腐蝕的是(填實驗序號)________；在電化學腐蝕中，負極反應是________；正極反應是________； (2)由該實驗可知，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)藍等表面覆蓋保護層

14、，犧牲陽極的陰極保護法等 點撥：(1)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，因發(fā)生原電池反應，較活潑的金屬失電子而被氧化，分析題中實驗可知，3、4、5、6發(fā)生了電化學腐蝕。負極反應Fe－2e－===Fe2＋，正極反應O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)1和3可得出濕度增大，可使鐵銹蝕速率加快；對比實驗3、4可知增大O2濃度可加快鐵銹蝕的速率；對比實驗4、5可知升高溫度可加快鐵銹蝕的速率；對比實驗5、6可知電解質(zhì)溶液的存在會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，可采用犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法，還可把鐵制成不銹鋼(合金)、亦可采用噴油漆、涂油脂、電鍍、

15、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)對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。 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以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為____________________________________。 (2)鍍銅可防止鐵制品

16、腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極材料的原因是________________________________________________。 (3)利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處。若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為__________________ ____________________________________________________。 答案：①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b ②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ (2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反

17、應生成Cu2＋，使電解質(zhì)溶液中的Cu2＋保持不變 (3)N　犧牲陽極的陰極保護法 點撥：(1)①冒氣泡的原因是Al與NaOH發(fā)生反應，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陽極是Al發(fā)生氧化反應，要生成氧化膜還必須有H2O參加，故電極反應式為：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋； (2)電鍍時，陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu2＋。 (3)鐵被保護，可以是作原電池的正極，或者電解池的陰極，故若X為碳棒，開關K應置于N處，F(xiàn)e作陰極受到保護；若X為鋅，開關K置于M

18、處，鐵作正極，稱為犧牲陽極的陰極保護法。 15．(2012經(jīng)典習題選萃)金屬由于其優(yōu)良的物理化學性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國防中大量使用。鋼鐵是應用最廣的金屬材料，但是鋼鐵材料的腐蝕也使我們損失慘重。因此對其的防護是十分必要的。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”，電鍍另一種金屬以及電化學保護等方法。 (1)鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕，請寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應： 負極：_____________________________________________； 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)? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②由于人體攝入較多的Al，對人的健康有害，所以現(xiàn)在不主張使用鋁制炊具。你認為生產(chǎn)炊具的材料最好是_______

20、_，理由是____________________________________________________________________________________________________________________。 (3)鋼鐵表面常電鍍一層Cr而達到防腐蝕的目的，這是由于Cr具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。請回答：電鍍過程中，陰極是________，電解質(zhì)一定含有________離子，陽極材料是________；電鍍Cr時，不能使用CrO或Cr2O作為鍍液，請說明原因：_________________ _________________________________

21、___________________________________________________________________________________ _________________________________________________________。 答案：(1)2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)①主要利用了合金的強度較高、密度小、耐腐蝕等特點 ②不銹鋼　不銹鋼強度高、耐腐蝕，無有害健康的離子進入食物 (3)鍍件　Cr3＋　純鉻 由于CrO、Cr2O均帶有負電荷，電鍍過程中向陽極移動，不能在陰極上放電析出

22、Cr 點撥：根據(jù)原電池反應原理，不難回答問題(1)，對于(2)注意聯(lián)系日常生活接觸到的鋁和不銹鋼知識。問題(3)考查電解電鍍原理，陰極發(fā)生的是還原反應，故可以使Cr3＋還原成Cr而析出，由于電解液中的Cr3＋不斷消耗，因此要有陽極溶解補充。故陽極應為Cr。同時要掌握電解過程中陰陽離子的定向移動問題。 補牙劑與原電池 常用的補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。這種補牙劑十分堅固，耐腐蝕，不產(chǎn)生有毒物質(zhì)或可溶性物質(zhì)。但是，用了這種補牙劑的人可能會碰到一個麻煩，當他們享用口香糖或糖果時，如果補過的牙不小心咬到包裝用的鋁箔——啊！疼！ 據(jù)牙科醫(yī)生說，兩顆壞牙上的補牙劑接觸時也會產(chǎn)生疼痛。這是為什么呢？ 補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，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)生的電極反應為： AlAl3＋＋3e－ 當鋁與這種補牙劑接觸時，唾液充當電解液，鋁電極發(fā)生氧化反應成為負極，補牙劑中的合金發(fā)生還原反應成為正極，形成一個微電池。微電池產(chǎn)生的微電流刺激牙神經(jīng)，就產(chǎn)生了疼痛感。 10