2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護課時同步試題 新人教版選修4.doc

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4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護一、選擇題1下列防止金屬腐蝕的方法屬于電化學(xué)防護的是A船體表面刷漆 B水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極C自行車鏈條涂油 D鐵中加入鉻、錳、硅等制成不銹鋼【答案】B 2鐵鍋表面覆蓋有下列物質(zhì)時，銹蝕速率最快的是A水 B食鹽水 C食用油 D酒精【答案】B【解析】食用油和酒精為非電解質(zhì)，不能形成原電池反應(yīng)，而水的導(dǎo)電性沒有食鹽水強，所以銹蝕速率最快的是食鹽水。答案選B。3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裝置左側(cè)的液面一定會上升 B左側(cè)液面裝置比裝置的低C裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 D裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕【答案】B【解析】裝置發(fā)生吸氧腐蝕，裝置發(fā)生析氫腐蝕，裝置因為濃硫酸吸水，使氣體保持干燥，所以鐵釘很難被腐蝕。因為裝置發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被吸收，所以裝置左側(cè)液面一定上升，選項A正確；裝置發(fā)生析氫腐蝕，因為析出氫氣，所以裝置左側(cè)液面下降，因此左側(cè)液面裝置比裝置的高，選項B錯誤；裝置的鹽酸是揮發(fā)性的，所以此裝置內(nèi)的鐵釘周圍的環(huán)境的導(dǎo)電性更好，形成原電池更容易，所以裝置中鐵釘被腐蝕的最快，選項C正確；裝置中因為濃硫酸的吸水性，使其中的氣體保持干燥，所以鐵釘很難被腐蝕，選項D正確。4有關(guān)電化學(xué)的相關(guān)知識中，下列敘述正確的是A金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過程B將水庫中的水閘（鋼板）與外加直流電源的負(fù)極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕C合金的熔點都高于它的成分金屬，合金的耐腐蝕性也都比其成分金屬強D銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng)：Fe3e=Fe3+，繼而形成鐵銹【答案】B 52018年4月12日，我國海軍首次在南海進行海上閱兵。為了保護艦艇（主要是鐵合金材料），在艦體表面鑲嵌金屬塊（R）。下有關(guān)說法不正確的是A這種保護艦體的方法叫做犧牲陽極的陰極保護法B金屬塊R可能是鎂或鋅C海水呈弱堿性，艦艇在海水中易發(fā)生析氫腐蝕D正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH【答案】C【解析】A在艦體表面鑲嵌金屬塊(R)，這種保護方法利用原電池原理，需要金屬塊R比鐵活潑，R作負(fù)極，鋼鐵作正極，這種方法叫做犧牲陽極的陰極保護法，故A正確；B金屬塊R比鐵活潑，金屬塊R可能是鎂或鋅，故B正確；C在弱堿性海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性溶液中才發(fā)生析氫腐蝕，故C錯誤；D吸氧腐蝕的正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH，故D正確。故選C。6據(jù)統(tǒng)計，金屬腐蝕造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火災(zāi)、水災(zāi)等自然災(zāi)害的總和，越來越被世界各國所重視，下面金屬的防腐措施中，使用犧牲陽極的陰極保護法的是A汽車底盤噴涂油漆B摻防腐的金屬制成不銹鋼菜刀C鋼閘門連接電源負(fù)極D地下鋼管連接鋅塊【答案】D 7鋼鐵的銹蝕過程中，下列五種變化中可能發(fā)生的是Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價 O2被還原 H+被還原 有Fe2O3xH2O生成 雜質(zhì)碳被氧化除去ABCD【答案】C【解析】鋼鐵銹蝕可能發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕，析氫腐蝕中H+得電子被還原成H2；吸氧腐蝕中氧氣得電子與水反應(yīng)生成OH被還原，生成的Fe(OH)2再被氧氣進一步氧化成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水生成鐵銹Fe2O3xH2O。無論哪一種腐蝕，碳均作正極，僅起導(dǎo)電作用，不參與反應(yīng)。8下列有關(guān)鍍鋅鋼管的敘述正確的是A電鍍時，鋼管作陽極，鋅棒作陰極，鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液B鋼管鍍鋅后，鍍鋅層破損后，鋼管不能受到保護C鍍鋅的目的是為了在鋼管表面形成 Fe-Zn 合金，增強鋼管的耐腐蝕能力D鍍鋅層破損后，鋼管仍可受到保護【答案】D【解析】電鍍是鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，含鍍層金屬離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液，鋼管鍍鋅時，鋅棒作陽極，鋼管作陰極，鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液發(fā)生電解反應(yīng)，A錯誤；鋼管鍍鋅后，一旦破損，鐵與鋅、潮濕空氣構(gòu)成原電池的兩電極，金屬鋅是負(fù)極，金屬鐵是正極，腐蝕鋅而保護鐵，B錯誤；鍍鋅的目的一是美觀，二是萬一鍍層被破壞，還能保護Fe，不是在鋼管表面形成FeZn合金，C錯誤；鋼管鍍鋅后，破損處鐵與鋅構(gòu)成原電池的兩電極，金屬鋅是負(fù)極，金屬鐵是正極，正極材料被保護，即鍍鋅層破損后，鋼管仍可受到保護，D正確。9銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕，示意圖如下。下列說法不正確的是 A腐蝕過程中銅極上始終只發(fā)生：2H+2e-= H2B若水膜中溶有食鹽將加快鐵鉚釘?shù)母gC若在金屬表面涂一層油脂能防止鐵鉚釘被腐蝕D若將該銅板與直流負(fù)極相連，則鐵銅均難被腐蝕【答案】A 10下列關(guān)于金屬腐蝕與防護的說法不正確的是 圖 圖 圖A圖，放置于干燥空氣中的鐵釘不易生銹B圖，若斷開電源，鋼閘門將發(fā)生吸氧腐蝕C圖，若將鋼閘門與電源的正極相連，可防止鋼閘門腐蝕D圖，若金屬M比Fe活潑，可防止輸水管腐蝕【答案】C【解析】A、形成原電池需要電解質(zhì)溶液，所以干燥空氣中不易形成原電池，則鐵釘不會生銹，故A正確；B、中性、堿性和弱酸性條件下易發(fā)生吸氧腐蝕，所以鋼閘門會發(fā)生吸氧腐蝕，故B正確；C、與原電池的正極相連作陽極，活潑金屬作陽極時，金屬失電子易被腐蝕，所以若將鋼閘門與電源的正極相連，則會加快鋼閘門的腐蝕，故C錯誤；D、M與Fe形成原電池時，活潑金屬作負(fù)極，則Fe作正極被保護，故D正確。答案為C。二、非選擇題11（1）在原電池中，通常較活潑的金屬做_極，發(fā)生_反應(yīng)； 電解池中，與電源正極相連的極是_極，發(fā)生_反應(yīng)。（2）下圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察： 若試管內(nèi)液面上升，發(fā)生_腐蝕，正極反應(yīng)式為_。若試管內(nèi)液面下降，發(fā)生_腐蝕，正極反應(yīng)式為_?！敬鸢浮浚?）負(fù) 氧化 陽 氧化 （2）吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氫 2H+2e-=H2 12鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護方法具有重要意義，對鋼鐵制品進行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長其使用壽命。（1）抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹。現(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。 （2）利用上圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護法稱為_。（3）上圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2 g時，X電極溶解的銅的質(zhì)量_3.2 g(填“”“”或“”)。（4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，銅電極發(fā)生的反應(yīng)是 ，若將開關(guān)K置于N處，發(fā)生的總反應(yīng)是 。【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2（2）N 犧牲陽極的陰極保護法 （3）（4）2Fe3+2e-=2Fe2+ Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+ （3）上圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2 g時，由于粗銅中有雜質(zhì)參加反應(yīng)，所以X電極溶解的銅的質(zhì)量3.2 g。（4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，此時構(gòu)成原電池裝置，銅電極為正極，發(fā)生的反應(yīng)是2Fe3+2e-=2Fe2+；若將開關(guān)K置于N處，此時構(gòu)成電解池裝置，銅為陽極，銅本身被氧化而溶解，陰極鐵離子被還原，發(fā)生的總反應(yīng)是：Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。13對金屬制品進行抗腐蝕處理，可減緩金屬的腐蝕，延長其使用壽命。（1）以下為鋁材表面處理的一種方法： 堿洗的目的是除去鋁表面的氧化膜(Al2O3)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_。堿洗時常有氣泡冒出，該氣體是_ (填化學(xué)式)。電解時，處理好的鋁材應(yīng)與電源的_極相連，鋁材表面形成氧化膜的電極反應(yīng)式為_。（2）鋼鐵容易生銹的主要原因是鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在酸性環(huán)境下，其正極反應(yīng)式為_；在酸性很弱或中性條件下，其發(fā)生_(填“析氫腐蝕”或“吸氧腐蝕”)。（3）下列裝置中鐵片腐蝕由快到慢的順序是_(用序號表示)。 （4）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。 若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，該電化學(xué)防護法稱為_；若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，_（填“能”或“不能”)達(dá)到防止鐵腐蝕的目的。【答案】（1）Al2O3+2OH=2AlO2+H2O H2 正 2Al+3H2O6e=Al2O3+6H+ （2）2H+ +2e=H2 吸氧腐蝕（3） （4）外加電流的陰極保護法能 （3）由圖可知，為化學(xué)腐蝕，裝置是原電池，在中，金屬鐵作負(fù)極，中金屬鐵作正極，作負(fù)極的腐蝕速率快，并且兩個電極金屬活潑性相差越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快，正極被保護，并且原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕，所以，裝置是電解池，中鐵為陰極，中鐵為陽極，陽極金屬被腐蝕的速率快，陰極被保護，即，根據(jù)電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護腐蝕措施的腐蝕，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金屬腐蝕速率，所以鐵腐蝕快慢順序為：。（4）X為碳棒，開關(guān)K置于N處，形成電解池，鐵作陰極被保護，該電化學(xué)防護法稱為外加電流的陰極保護法；若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，形成原電池，Zn作負(fù)極、鐵作正極，能達(dá)到防止鐵腐蝕的目的。