第4章 电化学基础与金属腐蚀(课后习题及参考答案)Yao

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋n H2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－n e－===M n＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。

常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。

答案：C2．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饱和硫酸氢钠溶液，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：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe －4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是显酸性的硫酸氢钠溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。

答案：B3．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：A中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。

高二化学第一学期人教版选修四第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护课后练习一、单选题1．下列叙述正确的是A ．在碱性介质中氢氧燃料电池负极的电极反应式为22O 2H O 4e ===4OH --++B ．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为22Cl 2e Cl ===---↑C ．精炼铜时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为2===Cu 2e Cu -+-D ．钢铁发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为2===Fe 2e Fe -+-2．相同材质的铁在图中的四种情况下腐蚀最快的是A ．B ．C ．D ． 3．下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）A ．若X 为碳棒，开关K 置于A 处可减缓铁的腐蚀B ．若X 为锌棒，开关K 置于A 或B 处均可减缓铁的腐蚀C ．若X 为锌棒，开关K 置于B 处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H++2e-=H2↑4．下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是A．当镀锡铁皮的镀层破损时，减慢铁的腐蚀速率B．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C．石油管道常常通过连接一块锌块以达到防腐的作用D．将青铜器放在银质托盘上可以避免铜绿的生成5．控制反应速率使其有利于我们的生活生产，其中理解不正确的是A．铁质水桶表面镀锡，可以减缓水桶生锈B．工业合成氨中使用铁触媒做催化剂可以加快反应速率C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关D．工业生产中，将矿石粉碎进行煅烧不会加快反应速率6．下列有关金属腐蚀的说法正确的是A．电化学腐蚀是在外加电流作用下不纯金属发生化学反应被损耗的过程B．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．镀锌的铁板比镀锡的铁板更容易被腐蚀7．下列说法正确的是A．Na2O2在空气中久置，因分解成Na2O 和O2而变成白色固体B．接触室里面采用粗管里面嵌套细管，主要为了增大接触面积，加快反应速率C．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是外加电源的阴极保护法D．稀有气体比较稳定，只能以单质形式存在8．下列说法正确的是( )A．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快B．H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1，可知:含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJC．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不相同D．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大9．下列叙述正确的是（）A．为保护钢闸门，应将钢闸门与外接电源的正极相连B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-C．若要在银上镀铜，与负极相连的一极是银，电解质溶液可以是氯化铜溶液D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+10．将金属M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。

第四章电化学与金属腐蚀1.是非题(对的在括号内填“+”，错的填“-”号)(1)取两根铜棒，将一根插入盛有0.1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛有1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两只烧杯中的溶液连结起来，可以组成一个浓差原电池。

( )(2)金属铁可以置换Cu2+，因此三氯化铁不能与金属铜反应。

( )(3)电动势E(或电极电势φ)的数值与反应式(或半反应式)的写法无关，而标准平衡常数Kθ的数据，随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。

( )(4)钢铁在大气的中性或弱酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。

( )(5)有下列原电池(-)Cd|CdSO4(1.0mol·dm-3)||CuSO4(1.0mol·dm-3)|Cu(+) 若往CdSO4溶液中加入少量Na2S 溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO4·5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。

( )解：（1）+；（2）–；（3）+；（4）+；（5）–。

2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)在标准条件下，下列反应均向正方向进行：Cr2O72 - +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是______。

(a)Sn2+和Fe3+(b)Cr2O72 -和Sn2+(c)Cr3+和Sn4+(d)Cr2O72 -和Fe3+(2)有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设p(H2)=100kPa]应为(a)0.1mol·dm-3HCl (b)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol·L-1NaAc(c)0.1mol·dm-3Hac (d)0.1mol·dm-3H3PO4(3)在下列电池反应中Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+(1.0mol·dm-3)+Cu(s)当该原电池的电动势为零时，Cu2+浓度为(a)5.05×10-27mol·dm-3(b)5.71×10-21mol·dm-3(c)7.10×10-14mol·dm-3(d)7.56×10-11mol·dm-3(4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（）；阳极氧化是将需处理的部件作为电解池的（）。

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护1．关于金属腐蚀的叙述中,正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋n H2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触,腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,为M－n e－===M n＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀,主要是Fe－2e－===Fe2＋,铁先被腐蚀。

常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应,发生化学腐蚀。

答案：C2．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饱和硫酸氢钠溶液,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：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀,在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀,正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－,负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋,由于吸收O2,a管中气压降低；b管中的电解质溶液是显酸性的硫酸氢钠溶液,故发生析氢腐蚀,正极：2H＋＋2e－===H2↑,负极：Fe－2e－===Fe2＋,由于放出氢气,b管中气压增大,故U形管中的红墨水应是左高右低,B选项错误。

答案：B3．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是()解析：A中,食醋作电解质溶液,铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极；B中,食盐水作电解质溶液,铁炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极；C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀；D中,酸雨作电解质溶液,铁铆钉和铜板分别作负极、正极,形成原电池。

金属的电化学腐蚀与防护[A篇对点强化训练]知识点一金属的电化学腐蚀1．钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀，下列说法不正确的是( )A．此过程中可能涉及反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3B．钢铁被腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋C．钢铁设备上连接锌块可以防止腐蚀D．钢铁与外加直流电源的负极相连可以防止腐蚀答案 B解析钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B错误。

2．下列说法中错误的是( )A．黄铜制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯更容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．合金都比纯金属易被腐蚀答案 D解析黄铜中的锌、铜可以形成原电池，使铜受到保护，A项正确；生铁易形成原电池，而软铁芯(纯铁)不易形成原电池，B项正确；铁与铜易形成原电池，C项正确；不锈钢属于合金，但它不易生锈，D项错误。

3．我国某大城市某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 平均值为 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＋答案 B解析酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

4．下列有关说法中正确的是( )A．在空气中纯银器表面因发生电化学腐蚀而渐渐变暗B．输油管道内在有原油中的含硫化合物参与情况下的腐蚀属于电化学腐蚀C．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀D．在金属器械上涂植物油可以预防金属腐蚀答案 D解析纯银器不能形成原电池，不会发生电化学腐蚀，A错误；输油管道内的腐蚀属于化学腐蚀，B错误；空气与水交界处氧气充足，易发生电化学腐蚀，C错误；D项操作可有效地将金属与空气隔绝开，D正确。

第四节金属的电化学腐蚀与防护练习一基础训练1.银器的保护主要是维持它的原貌，对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH 溶液中，经一定时间污迹消失，取出后用水洗干净，再用软布或棉团擦光。

有关叙述正确的是（）A. 溶液中的OH－离子向正极移动B. 在银表面上的反应为：Ag2S+2e－=2Ag+S2－C. 在铝表面的反应为：Al－3e－=Al3+D. 在铝表面的反应为：Al+4OH—+3e－=AlO2－+2H2O2.近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。

以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：电解KI + 3H2O KIO3 + 3H2↑。

下列有关说法正确的是（）A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B. 电解时，阳极反应是：I –– 6e– + 3H2O = IO3 – + 6H+C. 溶液调节至强酸性，对生产有利D. 电解前后溶液的pH几乎不变3.燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能。

氢氧燃料电池的基本反应是：X极：1/2O2（g）＋H2O（l）＋2e－===2OH－Y极：H2（g）＋2OH－===2H2O（l）＋2e－下列判断正确的是（）A. 两电极的电极材料不能相同B. 该电池工作时会产生蓝色火焰C. 工作一段时间后电解质溶液pH增大D. 工作时负极区附近pH变小4. 下列关于金属腐蚀的说法中不正确的是（）A. 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化B. 金属腐蚀一般包括化学腐蚀和电化学腐蚀C. 纯的金属一般难以发生电化学腐蚀D. 钢铁在酸性环境中会发生吸氢腐蚀5.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是A. 4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3↓B. 2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）２↓C. 2H2O+O2+4e―＝４OH－D. Fe－3e―＝Fe3+6. 下列变化中属于原电池反应的是（）A. 白铁（镀Zn铁）表面有划损时，也能阻止铁被氧化B. 在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜C. 红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层D. 在铁与稀H2SO4反应时，加几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生7. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（）A. 在含铁元素较多的酸性土壤中B. 在潮湿疏松的碱性土壤中C. 在干燥致密不透气的土壤中D. 在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中8.Zn－Ag原电池常用作电子表的电源，其工作原理为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn（OH）2，下列说法正确的为（）A. 电解质溶液PH变小B. OH－向负极作定向移动C. 正极的氧化产物为AgD. 电解质溶液质量增大9. 为了保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（）A. 直流电源负极相连B. 铜板相连C. 锡板相连D. 直流电源正极相连10. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸溶液，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是（）A. Pb为正极被氧化B. 溶液的PH值不断减小C. SO42－只向PbO2处移动D. 电解质溶液的密度不断减小参考答案1.BD.2.BD.3.D.4.D.5.D.6.A.D.7.C.8.B.9.A.10.D练习二能力提高11. 下列过程需通电后才能进行的是（）A. 电离B. 电解C. 电化腐蚀D. 电泳2. 铁钉和碳棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1的食盐溶液中，可能发生（）A. 碳棒附近聚集OH－B. 碳棒上放出Cl2C. 铁钉被氧化D. 碳棒上放出O23. 据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。

金属的电化学腐蚀与防护1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )nn↑O===M(OH)＋MA．金属被腐蚀的本质是＋HH n222 )镀层破损后，首先是镀层被氧化镀锡铁B．马口铁( C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀C答案n＋－n项错，M解析金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化为金属阳离子：－Ae===M项错误；B误；马口铁的镀层破损后，Sn、Fe形成原电池，发生电化学腐蚀，则铁先被腐蚀， C常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，项正确，D项错误。

某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的2．为研究金属腐蚀的条件和速率，铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列)对实验结束时现象的描述不正确的是(A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面比装置Ⅱ的低C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀答案 B解析装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸的蒸气中，发生析氢腐蚀，使左侧液面下降；装置Ⅱ中的铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加快铁钉的腐蚀而放出更多的H，使左侧液面下降更2多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性、无挥发性，使铁钉处于一- 1 -种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被腐蚀。

金属的腐蚀(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。

Fe(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成，而非 (4)一般情况下，2＋3＋ Fe只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。

3．铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如右图所示，下列有关说法中，不正确的是( )===HA．正极的电极反应：2H＋2e2 O===4Fe(OH)＋＋B．此过程中还涉及的反应－＋↑4Fe(OH)2HO3222．此过程中铜并不被腐蚀CCu Fe流向．此过程中电子从DA答案- 2 -===4OHO＋4e吸氧腐蚀的电极反应：负极：解析 2Fe－4e===2Fe，正极：O＋2H22－＋2＋2HO －2＋－－，化：4Fe(OH)＋===Fe(OH)↓Fe溶液中发生反应：，Fe(OH)继续被氧＋2OH2222O===4Fe(OH)，Fe(OH)脱去一部分水形成铁锈。

第四节金属的电化学腐蚀与防护1．了解金属腐蚀及其危害。

2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

(重点)3．了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。

(重点)教材整理1 金属的腐蚀[探究·升华][思考探究]实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。

一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。

如图1。

图1图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。

如图2。

问题思考：(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。

【提示】实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。

说明该过程铁钉被腐蚀。

铁钉发生的是吸氧腐蚀。

(2)实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。

【提示】电流计指针偏转。

说明有电流通过。

向碳棒一端加入酚酞，显红色。

说明该极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。

实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。

【提示】若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。

实验2中则发生电化学腐蚀。

正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋。

[认知升华]1．金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。

发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。

(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。

2．影响钢铁腐蚀的因素水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。

第四章 电化学 金属腐蚀课后部分习题答案4.写出下列化学反应的半反应式:(1) Zn + Fe 2+===== Zn 2+ + Fe答： Zn – 2e ===== Zn2+Fe 2+ + 2e =====Fe (2) 2I -+2Fe 3+ ===== I 2 + 2 Fe 2+答： 2I -– 2e ===== I 2 2Fe 3+ + 2e ===== 2Fe 2+(3) Ni + Sn 4+ =====Ni 2+ + Sn2+ 答： Ni – 2e ===== Ni 2+Sn 4+ + 2e ==== Sn 2+（4） 5Fe 2+ + 8H + + MnO 42- ==== Mn 2+ + 5 Fe 3+ + 4H 2O答： 5Fe 2+– 5e =====5 Fe 3+MnO 42- + 8H + + 5e ===== Mn 2++ 4H 2O5.将上题组成原电池，分别用图示表示：（1）（-）Zn +2Zn +2Fe Fe （+） （2）（-）Pt 2I -I ++23,Fe Fe Pt （+） （3）（-）Ni +2Ni ++24,Sn Sn Pt （+） （4） （-）Pt ++32,Fe Fe +-+H MnO Mn ,,42Pt （+） 7.将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中，并组成原电池（用图式表示，注明溶液）（1）C 3300.1,0100.022--⋅=⋅=++dm mol C dm mol Pb Sn（2）33100.0,00.122--⋅=⋅=++dm mol C dm mol C Pb Sn分别计算原电池的电动势，写出原电池的两极反应和总反应式。

解：)(1375.00/2V Sn Sn -=Φ+ )(1263.00/2V Pb Pb -=Φ+（1）)(1965.001.0lg 2059.01375.0/2V Sn Sn -=+-=Φ+ E=0/2Sn Sn +Φ-Pb Pb /2+Φ=-0.1262-（-0.1965）=0.070（V ）（-） Sn |Sn 2+ || Pb 2+| Pb(+)负极Sn-2e=Sn 2+正极 Pb 2++2e=Pb总式 Pb 2++Sn=Pb+Sn 2+ (2) )(1557.0100.0lg 2059.01262.0/2V Sn Sn -=+-=Φ+ E=0/2SnSn +Φ-Pb Pb /2+Φ=-0.1375-（-0.1557）=0.020（V ） （-） Pb | Pb 2+ || Sn 2+ | Sn(+)负极：Pb-2e=Pb2+ 正极：Sn 2++2e=Sn总式：Sn 2++Pb=Sn+Pb 2+11.由镍电极和标准氢电极组成原电池，若C Ni2+=0.0100 mol •dm -3,原电池的E=0.315(V)，其中Ni 为负极，计算镍电极的标准电极电势？解：E=Φθ2H H +-ΦNi Ni +2=0-ΦθNi Ni +2-(0.059/2)lgC Ni2+=0.315 所以ΦθNiNi +2=-0.315-（0.059/2）lg0.01=-0.315+0.059=-0.256(V)12.由两氢电极H 2(101.325))10.0(+H Pt 和H 2(101.325))(x H +Pt 组成原电池，测得该原电池的电动势。

金属的电化学腐蚀与防护作业时限：45分钟作业满分：100分一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1．以下现象与电化学腐蚀无关的是( D )A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗解析：A选项中黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜；B选项生铁中含较多的碳，比软铁芯(几乎是纯铁)在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈；C选项若铁质器件附有铜质配件，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，被腐蚀生成铁锈；D选项中银质奖牌久置后可能与氧气生成氧化银的化合物而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。

2．下列说法中，正确的是( A )①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀；②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·n H2O；③锌和铁构成原电池时，铁作负极；④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到H2SO4中。

A．只有②④B．只有①③C．①②③D．①②③④解析：镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比白铁更易被腐蚀，①说法错误。

钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH－，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3·n H2O表示，②说法正确。

锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，③说法不正确。

铅蓄电池的构成，④说法正确，故A 为正确选项。

3．下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为( C )A．⑤②①③④ B．④③①②⑤ C．⑤④②①③ D．③②④①⑤解析：判断金属腐蚀快慢，首先判断该金属是充当原电池还是电解池的电极，若是电解池的阳极，金属腐蚀速率最快，其次是充当原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极不易被腐蚀。

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1、化学与生活、生产有着密切的关系,下列叙述中正确的是( )A.钢铁发生析氢腐蚀时, H+得电子放出H2,钢铁被腐蚀B.钢铁发生吸氧腐蚀时, OH-失电子放出O2,钢铁被腐蚀C.船底镶嵌锌块,锌发生还原反应而被消耗,以保护船体D.外加电源的正极连接在海水中的钢铁闸门上,可保护闸门2、为了抵御海水的侵蚀,往往会在船体上安装大型的锌块,利用原电池反应:2Zn+2H2O+O2 = 2Zn(OH)2。

下列说法正确的是( )A.锌块作为原电池的负极,发生还原反应而被腐蚀B.海水中的电解质如NaCl起到了导电的作用C.正极的电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+D.实际应用中,需用锌块覆满船体,完全隔绝海水以防止钢铁被腐蚀3、下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程,以下有关说法正确的是( )A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B.正极为C.,发生的反应为氧化反应C. 在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D.正极反应为:正极反应为:O2 + 2H2O + 4e →4OH4、将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是( )A.液滴中的-Cl 由a 区向b 区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为--22O +2H O+4e =4OHC.液滴下的Fe 因发生还原反应而被腐蚀,生成的2+Fe 由a 区向b 区迁移,与b 区的-OH 形成()2Fe OH ,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl 溶液,则负极发生的电极反应为-2+=Cu e Cu -25、下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.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B.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C.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应式Fe-3e -=Fe 3+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、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: 2224O H O e-++ 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2O ,前者铁锈出现得快7、研究青铜器(含Cu 、Sn 等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。

第四章第四节基础巩固1．下列有关金属腐蚀的说法正确的是导学号04300800(D)A．金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈D．电化学腐蚀伴有电流产生解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。

2．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。

下列说法正确的是导学号04300801(A)A．反应①②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应①②中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。

3．(2016·湖北汉川高二期末)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是导学号04300802 (C)A．图甲中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图乙中，发生吸氧腐蚀C．图丙中，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．图丁中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀，镁作原电池的正极解析：钢铁发生吸氧腐蚀的条件为电解质溶液和氧气，故插入海水中的铁棒，越靠近底端，氧气的浓度越小，腐蚀程度越小，故A错误；图乙中，电解质溶液为酸化的氯化钠溶液，发生析氢腐蚀，故B错误；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，故C正确；用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁输水管的腐蚀，镁失电子发生氧化反应，作原电池的负极，故D错误。

2019年高中化学第四章电化学基础第四节《金属的电化学腐蚀与防护》知识点总结及典例解析新人教版选修41．钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀，放出氢气。

2．钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，最终生成铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。

3．钢铁吸氧腐蚀的正极发生的电极反应是：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

4．金属电化学防护的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

[自学教材·填要点]1．金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

(2)本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。

(3)分类：①化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

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，比较活泼的金属失电子而被氧化。

2．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀[师生互动·解疑难](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，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。

(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。

1．请以吸氧腐蚀为例，用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·xH2O)的形成过程：(1)负极：___________________________________________________________；(2)正极：___________________________________________________________；(3)总反应：____________________________________________________；(4)_____________________________________________________________；(5)______________________________________________________________。

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护【思维导图】【微试题】1.关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（）①②③④A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液 B．装置②的总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀【答案】B2.下列说法正确的是（）A. 金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B．钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2O+O2+4e－ = 4OH－C．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀D．氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl－－2e－=C12↑【答案】D3.(2012·海南高考·10)下列叙述错误的是( )A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀【答案】C4.(2014山东卷理综30．（16分）)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

（1）钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。

若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为。

（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为mol。

（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。

a．KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是（用离子方程式说明）。

【答案】（1）负 4Al2Cl7—+3e-=Al+7AlCl4— H2 （2）3（3） b、d 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++ Fe=3Fe2+（或只写Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+）【解析】（1）在钢制品上电镀铝时，即钢制品为镀件，电镀时作为阴极（与电源的负极相连）；在电镀时，阴极生成Al单质，所以电极反应为4Al2Cl7—+3e-=Al+7AlCl4—；电镀时若用AlCl3作为电解液，则由水电离出的H+也能在阴极放点生成H2；（2）用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层时，发生反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，该反应的还原产物是H2。

第四节金属的电化学腐蚀与防护课后篇稳固提升根底稳固1.以下说法正确的选项是()A.利用原电池原理可以使许多不能自发进行的反响顺利进行B.原电池中,电子不能在电解质溶液中流动,但可以在盐桥中流动C.钢铁的吸氧腐蚀、印刷电路的制作均属于电化学腐蚀D.外加电流的阴极保护法可防止土壤、海水中的金属设备发生腐蚀解析原电池反响一定是自发进行的氧化复原反响,故利用原电池原理不能使不能自发进行的反响顺利进行,故A错误;原电池中,电子既不能在电解质溶液中流动,也不可以在盐桥中流动,只能在导线中流动,故B错误;钢铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀,印刷电路的制作原理为2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+,不属于电化学腐蚀,故C错误;连接外接电源和惰性辅助阳极,使金属设备为电解池的阴极而被保护,故外加电流的阴极保护法可防止土壤、海水中的金属设备发生腐蚀,故D正确。

2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。

观察到:开始导管内液面下降,一段时间后导管内液面上升,略高于小试管液面。

以下有关解释合理的是()A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生复原反响B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水上升时,碳极反响式为O2+2H2O+4e-4OH-D.具支试管中溶液pH逐渐减小解析发生原电池反响时生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反响式为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。

3.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如下图的装置,以下有关说法中错误的选项是()A.正极的电极反响式为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.假设向自来水中参加少量NaCl(s),可较快地看到铁锈D.分别向铁、石墨电极附近吹入O 2,前者铁锈出现得快,失电子被氧化成Fe 2+;在正极氧气得电子发生复原反响生成OH -,故向石墨电极附近吹入O 2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O 2快;向自来水中参加NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;假设将石墨电极换成Mg电极,那么负极为Mg,Fe 被保护,难以看到铁生锈。

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第四节金属的电化学腐蚀与防护基础巩固1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )Ａ.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B。

电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C。

钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈Ｄ.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生答案：D2钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式是( ）A.Fe—3e—Ｆe3+Ｂ.O2+２Ｈ2O+4e—4OH—C.Fｅ—2e—Ｆｅ2＋D.Ｏ2+2Ｈ２O-4ｅ-4OH—答案:Ｃ３下列做法不能起防锈作用的是（)Ａ.保留铁制品上的铁锈B.在铁制品表面镀锌C．在金属机械上涂油D。

在车、船的表面刷油漆答案：A４铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为４Fe+３O2+x H2O2Fe2O3·x H2O。

如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图。

最容易生锈的铁架横杆是（)A．①ﻩB.②Ｃ。

③D。

④答案：C5如图,拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCｌ溶液中，可以看到贴近金属条一边的溶液出现粉红色，该金属条可能是( ）A．Cuﻩ B.AlC．ZｎＤ。