腐蚀电化学典型习题讲解
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第四节金属的电化学腐蚀与防护基础知识落实一、金属的腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
其实质是金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:①化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
2.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀:(1)析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时,腐蚀过程中有氢气放出。
①负极反应式为Fe-2e-===Fe2+;②正极反应式为2H++2e-===H2↑;③总反应方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
(2)吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时,将会发生吸氧腐蚀。
①负极反应式为2Fe-4e-===2Fe2+;②正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-;③总反应方程式为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成:2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O+(3-x)H2O。
总结归纳:1化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大。
2析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
3钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极都是铁,失电子生成Fe2+,而非Fe3+。
二、金属的防护方法1.电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理如图1所示,在被保护的钢闸门上装上若干的金属锌块(比铁活泼),锌块作原电池的负极;钢闸门作原电池的正极。
图1图2(2)外加电流的阴极保护法——电解原理如图2所示,被保护的钢闸门作阴极,与电源的负极相连;惰性电极作阳极,与电源的正极相连。
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.下列物质的说法正确的是A.芳香烃可以来自于煤干馏产品中的煤焦油B.聚氯乙烯可用于制作食品包装袋C.镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀D.在铁的吸氧腐蚀中,负极是炭,电极反应为2H2O+O2+4eˉ=" 4OHˉ"【答案】A【解析】B聚氯乙烯是有毒物,C锌比铁活泼,可以起到保护铁的作用,而锡的活泼性比铁弱,不能起到保护铁作用。
D铁是负极,碳是正极。
所以答案选A【考点】考查化学的基本概念和基本理论的相关知识点2.如下图各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①【答案】A【解析】以①作参照物,进行比较。
在②中构成了原电池。
由于活动性Fe>Sn,所以Fe作负极,加快了Fe的腐蚀,因此②>①,在③中构成了原电池。
由于活动性Zn>Fe,所以Zn作负极,首先被腐蚀的的是Zn Fe得到了保护,腐蚀比原来慢。
因此腐蚀速率①>③。
④构成的是电解池,Fe是活性电极。
由于Fe与电源的正极连接,作阳极,发生反应:Fe-2e-=Fe2+.腐蚀的速率比作原电池的负极还要快。
因此腐蚀速率④>②。
所以铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③。
选项为A。
【考点】考查铁在不同情况下被腐蚀的快慢的顺序的知识。
3. [双选题]下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同,引起的正极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化【答案】CD【解析】金属的腐蚀就是金属失电子被氧化的过程,因此D正确;析氢腐蚀和吸氧腐蚀是由于水膜酸性不同,正极反应就不同,C正确;原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用于防止金属的腐蚀,如轮船外壳镶嵌锌块;不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易被腐蚀,A、B不正确。
4.4 金属的电化学腐蚀与防护1.(福建省永泰县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试)下列化学用语或说法正确的是()A .用铁作阳极电解熔融Al 2O 3生产金属铝B .钢铁吸氧腐蚀的正极反应:--22O +2H O+4e =4OHC .粗铜(含Zn 、Fe 、Ag 、Au 杂质)精炼阳极泥的成分只有AuD .石墨作电极电解饱和食盐水:+222H +Cl Cl + H 通电【答案】B【解析】A 、用铁作阳极电解熔融Al 2O 3,阳极反应式为:Fe -2e -=Fe2+,电极被损耗,不符合生产实际,故A 错误;B 、钢铁吸氧腐蚀的正极发生还原反应,其电极反应式为:O 2+2H 2O +4e -=4OH -,故B 正确;C 、粗铜(含Zn 、Fe 、Ag 、Au 杂质)精炼阳极泥的成分主要为失电子能力比铜弱的金属(Au 、Ag 等),故C 错误;D 、石墨作电极电解饱和食盐水,阳极上是Cl -失去电子生成Cl 2,阴极为水电离出的H +得到电子,其电解总反应为:2Cl -+2H 2O H 2↑+Cl 2↑+2OH -,故D 错误。
2.(江苏省邗江中学2019-2020学年高二上学期期中考试)下列叙述正确的是()①锌跟稀硫酸反应制H 2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA.全部B.①③④⑤C.①②⑤D.②④【答案】B【解析】Zn+Cu=Cu+Zn,形成原电池,加快反①锌与硫酸铜溶液发生置换反应,其离子反应方程式为:2+2+应速率,①正确;②金属活动性:Zn>Fe>Sn,镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)中Zn为原电池的负极,仍能保护Fe,而马口铁(镀锡的铁)中Fe为原电池的负极,加快Fe的腐蚀,马口铁(镀锡的铁)比白口铁(镀锌的铁)更易腐蚀,②错误;③电镀时,镀件金属为电解池的阴极,镀层金属为电解池的阳极,在阴极上析出镀层金属,③正确;Na AlF)熔融后电④冶炼金属铝,电解熔融的氧化铝,为了降低其熔点,氧化铝加入液态冰晶石(36解;④正确;⑤钢铁表面常因发生原电池而被腐蚀,由于Fe比杂质C活泼,所以Fe作原电池的负极被氧化,最终Fe O nH O),⑤正确。
第6章第3讲电解池、金属的电化学腐蚀与防护李仕才考纲要求 1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解的原理1.电解和电解池(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑ (2)电子和离子的移动方向①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为注意 ①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl ->OH -;阴极:Ag +>Cu 2+>H +。
③电解水溶液时,K +~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。
4.用惰性电极电解电解质溶液的规律答案 4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ 4H ++4e -===2H 2↑ 2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑ 减小 增大 不变 水 2Cl --2e -===Cl 2↑ 2H ++2e -===H 2↑ 2HCl=====电解H 2↑+Cl 2↑ HCl 增大 HCl 2Cl --2e-===Cl 2↑ Cu 2++2e -===Cu CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑ CuCl 2 CuCl 2 2Cl --2e -===Cl 2↑ 2H ++2e -===H 2↑ 2NaCl +2H 2O=====电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH NaCl 和H 2O 增大 HCl 4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ 4Ag ++4e -===4Ag4AgNO 3+2H 2O=====电解4Ag +O 2↑+4HNO 3 AgNO 3和H 2O 减小 Ag 2O电解基础知识(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√) (2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现(√) (3)电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应(√)(4)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极(×) (5)电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极(×)(6)电解CuCl 2溶液,阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×) (7)电解盐酸、硫酸等溶液,H +放电,溶液的pH 逐渐增大(×) (8)电解NaNO 3溶液时,随着电解进行,溶液的pH 减小(×)1.根据金属活动顺序表,Cu 和稀H 2SO 4不反应,怎样根据电化学的原理实现Cu 和稀H 2SO 4反应产生H 2?答案 Cu 作阳极,C 作阴极,稀H 2SO 4作电解质溶液,通入直流电就可以实现该反应。
高三化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:A.在pH<4溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀B.存pH>6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在pH>14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-=2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓【答案】C【解析】A、酸性条件下,碳钢发生析氢腐蚀,Fe-2e-= Fe2+,正确;B、当pH>6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀,负极电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,正确;C.在pH>14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-,错误;D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,正极上氧气生成氢氧根离子速率减小,所以碳钢腐蚀速率会减缓,正确,答案选C。
【考点】考查金属的电化学腐蚀的种类与发生条件的判断2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。
下列说法不正确的是A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀B.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小C.铜极上的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑,O2+ 4e- + 4H+ ="=" 2H2OD.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀【答案】B【解析】A、因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀,正确;B、若水膜中溶解了SO2,使溶液酸性增强,氢离子浓度增大,则铁铆钉腐蚀的速率变大,错误;C、从图中可看出,铁同时发生析氢和吸氧腐蚀,铜极是正极,发生的反应是2H+ + 2e- ="=" H2↑,O2+ 4e- + 4H+ ="="2H2O ,正确;D、在金属表面涂一层油脂,隔绝氧气,能防止铁铆钉被腐蚀,正确,答案选B。
【考点】考查金属腐蚀原理及防护3.下列说法不正确的是:A.通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃B.在海轮外壳装上锌块,可减缓船体的腐蚀速率C.电渗析法、离子交换法中,只有后者可以应用于海水的淡化D.我国城市推广使用清洁燃料是压缩天然气类和液化石油气类【答案】C【解析】A、煤干馏可得煤焦油,煤焦油中含有苯、甲苯等芳香烃,正确;B、在海轮外壳装上锌块,形成原电池时,Zn为负极,Fe为正极,可减缓船体的腐蚀速率,正确;C、电渗析法、离子交换法都可用于海水的淡化,错误;D、压缩天然气类主要成分是甲烷,液化石油气主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,燃烧时产生污染物较少,是我国城市推广使用的清洁燃料,正确。
高二电化学腐蚀练习题一、单选题1.下列说法中,不正确的是( )A.电解饱和食盐水或熔融氯化钠时,阳极电极反应式均为2Cl--2e-===Cl2↑B.酸性介质或碱性介质的氢氧燃料电池的正极反应式均为O2+2H2O+4e-===4OH-C.精炼铜和电镀铜时,与电源负极相连的电极反应式均为Cu2++2e-===CuD.钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe-2e-===Fe2+2.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是()A.正极电极反应式为:2H++2e- = H2↑B.此过程中还涉及到反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3C.此过程中铜并不被腐蚀D.此过程中电子从Fe移向Cu3.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。
下列说法中,不正确...的是( )A. 腐蚀过程中铜极上始终只发生: 2H+ + 2e-= H2↑B. 若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀C. 若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀D. 若将该铜板与直流电源负极相连,则铁铜均难被腐蚀4.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。
据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。
在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。
对此条件下铁的腐蚀的叙述不.正确的是( )A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B.发生电化学腐蚀时的正极反应为:2H2O+O2+4e-===4OH-C.在化学腐蚀过程中有氢气产生D.发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e-===Fe2+5.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是( )A.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图2中,滴加少量36K [Fe(CN)]溶液,没有蓝色沉淀出现C.图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极6.下列说法正确的是( )A .常温下,2A (s )+B (g )=2C (g )+D (g )不能自发进行,则该反应ΔH 一定大于0B .铜的金属活动性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓船体的腐蚀速率C .其他条件不变,向纯水中加入盐酸或氢氧化钠都能抑制水的电离,降低水的离子积D .能与酸反应的氧化物,一定是碱性氧化物7.生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀,在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如下图所示,下列说法中,不正确的是( )A.两容器中负极反应均为Fe-2e -=Fe 2+B.曲线a 记录的是pH=2的盐酸中压强的变化C.曲线b 记录的容器中正极反应是O 2+4e -+2H 2O=4OH -D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀8.向含有-13FeCl 0.2mo L )l (c =⋅、-12FeCl =0.1mol ()L c ⋅的混合溶液中滴加稀NaOH 溶液,可得到一种黑色分散系,其中分散质粒子是直径约为9.3nm 的金属氧化物,下列有关说法中正确的是( )A.该分散系的分散质为23Fe OB.在电场作用下,阴极附近分散系黑色变深,则说明该分散系带正电荷C.加入NaOH 时发生的反应可能为:2+3+-342Fe +2Fe +8OH =Fe O +4H OD.可用过滤的方法将黑色金属氧化物与+Na 分离开9.下列有关各装置图的叙述中,正确的是( )A.图a 中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b 中,开始一段时间小试管中导管内的液面下降,一段时间后液面回升C.为保护钢闸门,图c 中的辅助电极要经常更换D.图d 中的铁钉难发生电化学腐蚀,但易发生化学腐蚀二、实验题10.铁元素在溶液中可以Fe 2+、Fe 3+、24FeO -、34H FeO +等形式存在。
第四章 电化学基础与金属腐蚀1)查出下列电对的标准电极电势值,判断各组中哪种物质是最强的氧化剂?哪种物质是最强的还原剂?① MnO -4/Mn +2, Fe +3/Fe +2; ② Cr 2O -27/Cr +3,CrO 2-/Cr ;③ Cu +2/Cu ,Fe +3/Fe +2,Fe +2/Fe 。
解:① MnO -4/Mn +2, Fe +3/Fe +2ϕO (MnO -4/Mn +2) = 1.51 V ; ϕO (Fe +3/Fe +2) = 0.771MnO 4- (+ H +)是最强的氧化剂,Fe 2+是最强的还原剂。
② Cr 2O -27/Cr +3,CrO 2-/CrϕO (Cr 2O -27/Cr +3) = 1.232 V ; ϕO ( CrO 2-/Cr) = -1.2 VCr 2O 72- (+ H +)是最强的氧化剂,Cr 是最强的还原剂。
③ Cu +2/Cu ,Fe +3/Fe +2,Fe +2/FeϕO (Cu +2/Cu) = 0.3419 V ; ϕO (Fe +3/Fe +2) = 0.771 V ; ϕO(Fe +2/Fe) = -0.447 VFe 3+是最强的氧化剂,Fe 是最强的还原剂。
2)对于下列氧化还原反应:① 指出哪个物质是氧化剂,哪个物质是还原剂? ② 写出氧化反应以及还原反应的半反应式(需配平)。
③ 根据这些反应组成原电池,分别写出各原电池表示式。
(a) 2Ag ++ Cu(s) = 2Ag(s) + Cu +2 (b) Ni(s) + Sn 4+= Ni +2+ Sn +2(c) 2I -+ 2Fe3+=I 2 + 2Fe 2+(d) Pb(s) +2H ++ 2Cl -= PbCl 2(s) + H 2(g) 解: (a) 2Ag ++ Cu(s) = 2Ag(s) + Cu +2 Ag +是氧化剂,Cu(s) 是还原剂。
半反应:还原反应 Ag ++ e = Ag 氧化反应 Cu = Cu +2+ 2e - 原电池符号:-) Cu ∣Cu +2‖ Ag +∣Ag (+(b) Ni(s) + Sn 4+= Ni +2+ Sn +2Sn4+是氧化剂,Ni(s) 是还原剂。
《金属的电化学腐蚀与防护》例题分析例1.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是()A.正极的电极方程式为:O2+2H2O+4e-=4OH-B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快【解析】铁是负极,失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快,A正确,D错误;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率。
C正确;但若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B正确。
【答案】D例2.下图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-=Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀【解析】Fe与C及电解质溶液形成原电池,Fe是负极:Fe-2e-=Fe2+,C是正极,在a中发生吸氧腐蚀,a中压强减小,b中发生析氢腐蚀,b中压强增大,红墨水柱液面是左高右低,故选B。
【答案】B例3.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示,最先观察到酚酞变红现象的区域是()A.Ⅰ和ⅢB.Ⅰ和ⅣC.Ⅱ和ⅢD.Ⅱ和Ⅳ【解析】图中左边装置为一原电池,Zn为负极,电极反应式为:2Zn-4e-=2Zn2+,Fe为正极,电极反应式为:2H2O+O2+4e-=OH-,Fe极附近OH-聚积,所以Ⅰ区域先变红色,右边装置为一电解池,Fe为阳极,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,Zn为阴极,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,H+在阴极不断被还原,促使水不断电离,阴极附近有OH-聚积,所以Ⅳ首先变红。
第四节金属的电化学腐蚀与防护知识点讲解1.金属的腐蚀⑴金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属离子,金属发生氧化反应的过程。
⑵金属腐蚀的类型①化学腐蚀与电化学腐蚀②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析)2.金属的防护⑴电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——利用原电池原理a负极(阳极)是作保护材料的金属;b 正极(阴极)是被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法——利用电解原理a 阴极是被保护的金属设备;b 阳极是惰性电极。
⑵其他方法a 改变金属内部结构,如制成合金;b使金属与空气、水等物质隔离,如电镀、喷油漆等。
【总结提升】影响金属腐蚀速率的因素金属腐蚀既受到其组成的影响,又受到外界因素的影响。
通常金属腐蚀遵循以下规律:(1) 在同一电解质溶液中,金属腐蚀的速率大小是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
(2) 在相同浓度的不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。
(3) 对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
典例1化学与生活有密切关系。
下列说法不正确的是()A. 钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管较易被腐蚀B. 加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂C. 燃煤中加入CaO 可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D. Ge(32 号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池【答案】C单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池,D项正确;答案选C。
典例2图中烧杯中盛的是天然水,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是A. ⑤>②>①>③>④B. ⑤>②>③>④>①C. ④>③>②>①>⑤D. ④>③>⑤>②>①【答案】C【解析】认真观察装置图,分析各图中发生反应的原理,然后才能比较铁腐蚀的速率快慢。
④是电解池装置,在④池中Fe是阳极,铁失去电子,铁腐蚀最快。
教材习题点拨教材习题1.负Fe-2e-===Fe2+正析氢腐蚀:2H++2e-===H2↑,析氧腐蚀:2H2O+O2+4e-===4OH-2.(1)电化学腐蚀铁和铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池(2)2Fe-4e-===2Fe2+2H2O+O2+4e-===4OH-Fe2++2OH-===Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)33.C点拨:在C装置中,构成了原电池,其中Zn为负极,因此腐蚀最快。
4.BD点拨:铁不被腐蚀,一作原电池的正极,二作电解池的阴极。
5.AC点拨:要使钢管不被腐蚀,一作原电池的正极,二作电解池的阴极。
6.D点拨:A项,黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时,被腐蚀的金属是金属性较活泼的锌而不是铜。
B项,生铁中含较多的碳,比纯铁在电解质作用下更容易形成原电池,也更容易生锈。
C项,铁质器件附有铜质配件时,在接触电解质溶液时,铁作原电池的负极,易被腐蚀生成铁锈。
D项,银质物品久置后可能与氧气或硫化氢生成银的化合物而使其表面变暗,这是化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
7.金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2)或非电解质液体直接发生化学反应而引起的腐蚀,叫化学腐蚀。
不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫电化学腐蚀。
金属腐蚀造成的危害很大,它能使仪表失灵,机器设备报废,桥梁、建筑物坍塌,给社会财产造成巨大损失。
液中,一段时间后,镀锡铁板表面有铁锈生成,而镀锌铁板无铁锈生成。
由于镀锡铁板中Fe、Sn和NaCl溶液一起组成了原电池,Fe作负极,Sn作正极,负极:2Fe-4e-===2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-===4OH-。
反应方程式为:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O+(3-x)H2O。
金属的电化学腐蚀与防护【知识一览】一、金属腐蚀的本质二、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别三、电化学腐蚀 (以钢铁为例)四、金属的防护【知识与基础】1.下列各种方法中能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是( )①金属表面涂抹油漆①改变金属的内部结构①保持金属表面清洁干燥①在金属表面进行电镀①使金属表面形成致密的氧化物薄膜A.①①①① B.①①①① C.①①①① D.全部2.相同材质的铁在图中的四种情况下不易被腐蚀的是( )A. B.C. D.3.大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。
过去常用氯化钠等无机盐,降低冰雪的冰点,而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂,但它们的融雪原理相同。
下列叙述不正确的是( )A.环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后,使冰雪的冰点降低B.使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀C.使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害D.使用环保融雪盐主要是给植物补充养分4.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液的混合溶液的玻璃皿中(如下图所示),经一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是( )A .①和①附近B .①和①附近C .①和①附近D .①和①附近 5.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A .纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B .当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用C .在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D .可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 6.钢铁的锈蚀过程中,下列五种变化可能发生的是( )①Fe 由+2价转化为+3价 ①O 2被还原 ①H +被还原 ①有Fe 2O 3·xH 2O 生成 ①杂质碳被氧化除去 A .①① B .①① C .①①①① D .①①①①①7.目前脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域,含铁脱氧剂应用铁易被氧化的性质来完全吸收包装内的氧,从而对包装内的物品起到防氧化作用。
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是()①铁元素由+2价转化为+3价②氧气被还原③产生氢气④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O⑤杂质碳被氧化而除去A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤【答案】C【解析】钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此②③正确。
同时Fe失电子转化为Fe2+,进一步被氧化为+3价的铁,形成铁锈。
【考点】金属的电化学腐蚀与防护2.利用如图所示装置可以模拟钢铁的电化学防护。
下列说法正确的是A.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生还原反应B.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生还原反应C.若X为碳棒,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀D.若X为锌棒,开关K置于M处,可加快铁的腐蚀【答案】A【解析】根据金属的防护,若K置于N处,构成电解池,必须让被保护的金属接电源负极;若开关K置于M处,形成原电池,锌作负极,金属铁为正极,金属铁被保护。
A、若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护,故A正确;B、若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,X极为阳极,发生氧化反应,B不正确;C、若X 为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,此时金属铁为阴极,铁被保护,可减缓铁的腐蚀,故C 不正确;D、若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,发生还原反应,铁被保护,故D不正确,答案选A。
【考点】考查金属的腐蚀与防护3.[双选题]为了避免青铜器生成铜绿,以下方法正确的是()A.将青铜器放在银质托盘上B.将青铜器保存在干燥的环境中C.将青铜器保存在潮湿的空气中D.在青铜器的表面覆盖一层防渗透的高分子膜【答案】BD【解析】Cu比Ag活泼,形成的原电池中Cu作负极,A不正确;将青铜器放在潮湿的空气中,在表面形成原电池,Cu被腐蚀,C不正确。
4.下列各种金属防护的方法中:①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ()。
电化学知识点概况:1. 金属的电化学腐蚀由原电池反应可知,在电化学腐蚀中较活泼金属被氧化腐蚀掉。
钢铁的电化学腐蚀有2种:1)析氢腐蚀在酸性溶液中发生负极(Fe):正极(C):2)吸氧腐蚀在中性或酸性极弱的溶液中发生负极(Fe):正极(C):结合生成铁锈的成分为。
钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。
为防止金属的腐蚀常采用以下措施:(1)改变金属的结构,如铁中加入Cr或Ni制成不锈钢;(2)涂保护层,如搪瓷、喷漆、刷铝粉、镀锌制成白铁皮、镀锡制成马口铁等;(3)连接活泼金属法,即牺牲阳极的阴极保护法,如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。
2. 电极产物的判断原电池:正极发生还原反应,负极发生氧化反应电解池:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应1)在原电池中如果负极为活泼金属,则活泼金属被氧化腐蚀掉,如果是惰性电极如Pt或石墨,则看电解质溶液与正、负极上所填充的物质。
例1 电子表和电子计算器的电池是微型银-锌电池。
其电极分别用组成,电解质溶液是KOH溶液,总的反应式为。
试回答:(1)电池工作时负极上的反应方程式是_____________________,负极附近溶液的pH_____________(填“上升、下降、不变”)。
(2)正极上发生的电极反应是___________。
答案:(1)(2)2)对于电解池中电极产物的判断,首先要看溶液中的离子种类及电极材料。
(1)阳极产物判断首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不失电子。
如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力,此时根据阴离子放电先后顺序加以判断。
阴离子放电先后顺序为。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电先后顺序为、例如用石墨棒作电极电解溶液,电池反应式为,若改为铜棒作电极电解溶液,其电池反应式为(3)注意原电池与电解池的区发与联系在书写有关电池反应式时,首先要分清原电池与电解池,二者最关键的区别是看电池有无外加电源:有,为电解池;无,则为原电池。