2019-2020學年第二學期人教版化學選修4課時同步訓練：44《金屬的電化學腐蝕與防護》【答案+解析】

9、析氫腐蝕時，負極反應是Fe－3e－===Fe3＋ 解析：選B　用電解原理保護金屬時，金屬應作陰極，應該與電源負極連接，故A錯誤；常溫下，鐵和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了反應的進一步發(fā)生，所以可以保護內部金屬不被腐蝕，故B正確；鋼管、銅管和潮濕的空氣能構成原電池，鐵因作原電池負極而容易被腐蝕，故C錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應式是Fe－2e－===Fe2＋，故D錯誤。 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)生的化學反應是(　　) 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)生電化學腐蝕時，鐵作負極，發(fā)生反應：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正極，發(fā)生反應：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，F(xiàn)e2＋與OH－結合生成Fe(OH)2，總反應為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.利用如圖裝置進行實驗，開始時，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是(　　) A．左側

11、發(fā)生吸氧腐蝕，右側發(fā)生析氫腐蝕 B．一段時間后，左邊液面高于右邊液面 C．a、b兩處具有相同的負極反應式：Fe－2e－===Fe2＋ D．a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小 解析：選D　左側電解質溶液呈中性，因此發(fā)生吸氧腐蝕，右側電解質溶液顯酸性，因此發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；左側發(fā)生吸氧腐蝕，氣體壓強減小，右側發(fā)生析氫腐蝕，產生氣體，氣體壓強增大，因此左側的液面高于右側，故B正確；吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負極反應式均為Fe－2e－===Fe2＋，故C正確；a處正極反應式為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、錯誤。 12.支撐海港碼頭基礎的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護法進行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是(　　) A．通入保護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．通入的保護電流應該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調整 解析：選C　依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護，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項正確；陽極上發(fā)生氧化反應，失去電子，電子經外電路流向陰極，B項正確；高硅鑄鐵作陽極，陽極上發(fā)生氧化反應

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項錯誤；根據(jù)海水對鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強度，D項正確。 13．在日常生活中，我們經?？吹借F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。可以通過下列裝置所示實驗進行探究。下列說法正確的是(　　) A．按圖Ⅰ裝置實驗，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：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．圖Ⅲ裝置的總反應為4Al＋3O2＋6H2O=

14、==4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑 解析：選D　如果加熱具支試管則管內氣體受熱膨脹，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，故A錯誤；鐵作負極，故B錯誤；負極反應式為Al－3e－===Al3＋，正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應式為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進一步脫水形成白斑，故C錯誤，D正確。 14．結合下圖判斷，下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護 B．Ⅰ和Ⅱ中負極反應均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分別加

15、入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍色沉淀 解析：選A　兩個裝置均為原電池，負極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池的正極金屬受到保護，A項正確；Ⅰ中負極為活潑金屬Zn，B項錯誤；Ⅱ中是酸性溶液，電極反應中不能有OH－生成，C項錯誤；Ⅰ中無Fe2＋生成，不能生成鐵氰化亞鐵沉淀，D項錯誤。 15．下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是(　　) A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重 B．圖b中，開關由M改置于N時，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開關時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)生電化學腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕， 選項A錯誤；圖b中開關置于M時，Cu-Zn合金作負極，由M改置于N時，Cu-Zn合金作正極，腐蝕速率減小，選項B正確；圖c中接通開關時Zn作負極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，選項C錯誤；圖d中Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的氧化反應引起的，選項D錯誤。 16.利用如圖裝置，能完成很多電化學實驗。下列有關此裝置的敘述中，錯誤的是(　　) A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關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法 B．若X為碳棒，Y為NaC

17、l溶液，開關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法 C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置于M處時，鐵電極上的電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu D．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置于N處時溶液中各離子濃度都不會發(fā)生變化 解析：選C　鋅的活潑性比鐵強，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法，故A正確；K置于N處形成電解池，鐵與電源的負極相連，鐵作陰極可減緩鐵的腐蝕，是外加電流的陰極保護法，故B正確；K置于M處形成原電池，鐵比銅活潑，作原電池的負極，鐵電極上的電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，故C錯誤；K置于N處，能實現(xiàn)在鐵棒上鍍

18、銅，鐵棒質量將增加，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，會因為氧化而逐漸腐蝕。其中電化學腐蝕是金屬腐蝕的主要形式。如圖是鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕的簡單圖示。鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，可以形成原電池，回答下列問題。 (1)該原電池的負極為____________(填元素名稱)，負極發(fā)生的電極反應為__________； (2)正極得到電子的物質是________，正極發(fā)生的電極反應為_____________________。 Ⅱ.銅是人類最早使用的金屬，它與人類生產、生活關系密切，請運用所學知識解釋下列與銅有關的化學現(xiàn)象

19、。 (1)如圖甲，在硫酸型酸雨地區(qū)，不純的銅制品發(fā)生電化學腐蝕，Cu發(fā)生__________反應(填“氧化”或“還原”)，寫出正極的電極反應式：_______________________。 (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色過程中反應的化學方程式：__________________________ _________________________________________________________________

20、_______。 解析：Ⅰ.(1)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，可以形成原電池，負極上Fe失去電子，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋。 (2)正極上氧氣得到電子，正極反應式為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作負極，發(fā)生的是氧化反應，正極的電極反應式為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)生反應生成了單質銅，由于該過程有N2生成，所

21、以由黑色變?yōu)楣饬良t色過程中反應的化學方程式為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習小組探究金屬腐蝕條件的實驗裝置圖。試分析實驗并回答下列問題： （1）若起始時甲、乙、丙三套裝置的導管中液面高度相同，過一段時間后液面最高的是 ，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排

22、列順序為（用甲、乙、丙填寫） 。 （2）通過甲、乙裝置的對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)生電化學腐蝕時正極的電極反應式為 。 （4）針對乙、丙裝置研究的結果分析，可采用何種防護措施來減緩金屬的腐蝕： （寫出一點即可）。 解析：Fe粉、C粉、食鹽水構成原

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，F(xiàn)e粉、炭粉形不成原電池，F(xiàn)e受到保護，故可把鋼鐵放在油脂或有機溶劑中進行保護。 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電極上的電極反應式是____________________________________ ________________________________________________

24、________________________。 (2)裝置乙中被腐蝕的金屬是__________(填元素符號)，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)在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖丁。請回答： A電極對應的金屬是__________(填元素名稱)，B電極的電極反應式______________。 鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因：___________________。 (4)如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 ①該電化學腐蝕的類型為__

25、________腐蝕。 ②圖中A、B、C三點附近的區(qū)域內，腐蝕最嚴重的是________(填字母)。 解析：(1)裝置丙構成了原電池，由于金屬活動性：Zn>Fe，所以Fe為正極，在正極Fe上H＋得電子生成H2，電極反應式是2H＋＋2e－===H2↑。 (2)裝置乙構成了原電池，由于金屬活動性Fe>Sn，所以裝置乙中被腐蝕的金屬是活動性較強的Fe。裝置甲是Fe與稀硫酸直接發(fā)生反應，裝置乙構成原電池，首先被腐蝕的是Fe，腐蝕速率比甲快；裝置丙構成原電池，首先被腐蝕的是Zn，F(xiàn)e得到了保護，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)在實際生產中，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電極對應的電極反應式是Cu2＋＋2e－===Cu。當鍍層破損后，由于金屬活動性：Zn>Fe>Cu，所以鍍銅鐵中鐵為負極，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，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點的氧氣濃度大，發(fā)生的吸氧腐蝕速率最快，腐蝕最嚴重。 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極被腐蝕，鍍鋅鐵形成的原電池中鐵作正極被保護 (4)①吸氧　②B