4.4.1《金属的电化学腐蚀》课后练习·参考答案
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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。
高中化学学习材料(灿若寒星**整理制作)化学·选修4(人教版)第四节金属的电化学腐蚀与防护日常生活中经常看到铁制品生锈,铝制品表面出现白斑,铜制品表面产生铜绿,一些美观的金属制品使用一段时间后表面失去光泽,这些都属于金属的腐蚀。
原本银光闪闪的铁变得锈迹斑斑,铁锈的主要成分是三氧化二铁,金属为什么会生锈呢?怎样才能防止金属生锈呢?►水平测试1.埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下,被腐蚀的速度最慢的是()A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿、疏松、透气的土壤中C.在干燥、致密、不透气的土壤中D.在含碳粒较多,潮湿透气的土壤中解析:本题的铸铁管道被腐蚀需具备活动性不同的电极和电解质溶液。
A项是酸性土壤,腐蚀速率快;B项是潮湿环境中,O2、H2O都有,则铁易发生吸氧腐蚀;C项是缺O2又缺H2O环境中,故Fe腐蚀速率最慢;D 项是碳粒多且潮湿透气(有O2、H2O),因而铸铁易被腐蚀。
答案:C2.(2014·珠海金鼎中学高二期末考)下列现象与电化学腐蚀无关的是()A.镀锡铁不易生锈B.生铁比纯铁容易生锈B.铁质器件附件铜质配件,在接触处易生生锈D.银质物品久置表面变暗解析:银被空气中少量的H2S气体侵蚀而变暗,选项D符合要求,其它选项显然不合。
答案:D3.电化学在日常生活中有广泛的应用,下列说法或做法正确的是()A.2013年5~6月,广东多地出现暴雨,铁门因被洪水浸泡而生锈,铁门生锈是因为发生化学腐蚀B.白铁皮(铁镀锌)表面有划损时,不能阻止铁被腐蚀C.钢管与电源正极连接,钢管可被保护D.不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接解析:洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀,A项错;白铁表面有划损时,先腐蚀的是表面的锌,能阻止铁被腐蚀,B项错;钢管与电源正极连接,作电解池的阳极,被氧化而腐蚀,C项错;铁和铜是两种活泼性不同的金属,易形成原电池,会加速铁制自来水管的腐蚀,故D项正确。
答案:D4.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+xH2O===2Fe2O3·xH2O。
第四节金属的电化学腐蚀与防护A组1.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为()A.形成原电池,铝作负极B.形成原电池,铜作负极C.形成原电池时,电流由铝流向铜D.铝质铆钉发生了化学腐蚀解析:电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。
金属铝发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是负极;电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,应是由铜流向铝。
答案:A2.下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是()A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B.铝制品的耐腐蚀性强,说明铝的化学性质不活泼C.将海水中钢铁闸门与电源的负极相连,可防止闸门被腐蚀D.钢铁锈蚀时,铁原子失去电子成为Fe3+,而后生成Fe(OH)3,再部分脱水成为氧化铁的水合物解析:金属失去电子发生的是氧化反应,A项错;铝制品的耐腐蚀性强是因为铝的化学性质活泼,表面被氧化生成了一层致密的氧化膜,B项错;钢铁闸门与电源负极相连作阴极,受到保护,C项正确;钢铁锈蚀时,铁原子失电子生成Fe2+,D项错。
答案:C3.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是()解析:A、B、D都能形成原电池而使Fe被腐蚀,而C中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。
答案:C4.以下现象与电化学腐蚀无关的是()A.镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B.纯铁不容易生锈C.镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D.输送氯气的钢管易被氯气腐蚀解析:A项中镀锡铁器表面破损时形成原电池,Fe作负极,易被腐蚀,而镀锌铁器表面破损时形成原电池,Fe作正极,被保护。
B项中纯铁不能形成原电池,所以不容易被腐蚀。
C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流,使人头痛恶心。
D项中是铁与Cl2直接发生反应,为化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
答案:D5.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,故不能用来减缓金属的腐蚀C.金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化解析:金属通过改变内部结构,可以耐腐蚀,如将铁冶炼成不锈钢,则耐腐蚀,所以A项错误;原电池反应虽然可以导致金属腐蚀,但将需要保护的金属制品和活泼金属相连,构成原电池可以减慢金属的腐蚀,故B项错误;决定金属发生电化学腐蚀还是发生化学腐蚀的因素是金属周围的环境,如果金属直接接触有腐蚀性的气体或溶液,则会发生化学腐蚀;而一般情况下则发生电化学腐蚀,故C项错误;金属无论发生哪种类型的腐蚀,其实质都是金属失去电子被氧化,故D项正确。
4.4金属的电化学腐蚀与防护1.下列各变化中,属于原电池反应的是( )A.在空气中,金属铝表面迅速氧化形成保护层B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触,表面形成蓝黑色的保护层D.在空气中,金属银表面生成一层黑色物质2.下列关于钢铁锈蚀的叙述中,不正确的是 ( )A.钢铁锈蚀时,铁原子失去电子成为Fe3+,而后生成Fe(OH)3,再部分脱水成为氧化铁的水合物B.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀C.铁锈的主要成分是Fe2O3·n H2O,为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块D.酸雨能使钢铁更容易发生析氢腐蚀3.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法不正确的是( )A.正极的电极反应式为:2H++2e-===H2↑B.此过程中还涉及反应: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Cu4.如图装置中,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5.为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是( )A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极6.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是 ( )A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青7.有关金属腐蚀的叙述,正确的是 ( )A.金属的腐蚀一定伴有电流产生B.Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C.发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D.发生电化学腐蚀时都有能量的转变,且被腐蚀的金属总是失电子8.下列叙述不正确的是 ( )A.铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应;O2+2H2O+4e-===4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-===Cl↑29.钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
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。
4.4.2《金属的电化学腐蚀与防护》课后练习1.下列有关电化学原理的说法错误..的是A.可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀B.在钢铁表面镀锌属于牺牲阳极的阴极保护法C.金属的导电是物理变化,电解质溶液的导电是化学变化D.电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化2.下列有关金属的腐蚀与防护的说法中,不正确的是()A.在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀B.金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应C.温度越高,金属腐蚀速率越快D.将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀3.下列金属防腐措施中,利用原电池原理的是A.在金属表面喷漆B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的壳体水线以下部分装上锌块D.使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜4.利用如图所示装置,可以模拟铁的电化学防护。
下列说法错误的是()A.若X是锌棒,将K与M连接,此方法是牺牲阳极的阴极保护法,使铁不易受腐蚀B.若X是碳棒,将K与N连接,可减缓铁的腐蚀C.若X是碳棒,将K与M连接,碳棒的电极反应式是2H++2e-=H2↑D.若X是锌棒,将K与N连接,锌棒的电极反应式是Zn-2e-=Zn2+5.下列有关金属腐蚀与防护的说法错误的是()A.钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-B.当镀锌铁制品的镀层破损时)镀层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳上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.利用下图装置进行实验,开始时,a)b两处液面相平,密封好,放置一段时间。
下列说法不正确的是A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀B.一段时间后,a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小D.a)b两处具有相同的电极反应式:Fe)2e-=Fe2+7.利用下图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。
下列说法中,正确的是A.若X为碳棒,开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀B.若X为铜棒,开关K置于N处可以加快铁的腐蚀C.若X为碳棒,开关K置于M处,则为牺牲阳极的阴极保护法D.若X为碳棒,开关K置于N处,则为外加电流的阴极保护法8.下列金属的防护方法不正确的是()A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.用牺牲锌块的方法来保护船体C.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极来防锈9.下图所示各烧杯中均盛有海水,铁在其中被腐蚀最快和被保护最好的分别为()A.))B.))C.))D.))10.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的1/10。
第四节金属的电化学腐蚀与防护1.认识金属腐蚀的危害,能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
2.能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3.了解金属腐蚀的防护方法。
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。
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:金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(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。
电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
4.钢铁的电化学腐蚀1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程,所以都是化学腐蚀。
( )(2)因为CO2普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。
( )(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
( )(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成,后者有O2参加。
( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.请以吸氧腐蚀为例,用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成过程。
(1)负极:____________________________________。
(2)正极:____________________________________。
(3)总反应:__________________________________。
(4)__________________________________________。
(5)__________________________________________。
答案:(1)Fe -2e -===Fe 2+(2)O 2+4e -+2H 2O===4OH -(3)2Fe +O 2+2H 2O===2Fe(OH)2 (4)4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3 (5)2Fe(OH)3===Fe 2O 3·x H 2O +(3-x )H 2O化学腐蚀与电化学腐蚀的比较(1)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。
4.4.1《金属的电化学腐蚀》课后练习参考答案1.C【解析】A、金属腐蚀的本质为M-ne-=M n+,应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,金属腐蚀不一定置换出氢气,A项错误;B、马口铁中Sn、Fe构成电化学腐蚀,Fe比Sn活泼,则发生Fe-2e-=Fe2+,铁先被腐蚀,B项错误;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,难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀,C项正确,D、由C项分析可知,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,D项错误;答案选C。
2.A【解析】根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);故选A。
3.D【解析】试题分析:铁锅主要发生的吸氧腐蚀,铁是负极,失去电子,生成的是亚铁离子。
氧气在正极得到电子,所以选项D不正确,其余选项都是错误的,答案选D。
考点:考查金属腐蚀的有关判断点评:该题是高考中的常见题型,属于基础性试题的考查,难度不大。
该题的关键是明确金属腐蚀的原理,然后结合题意灵活运用即可,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性。
4.C【解析】A项,Cu活泼性差,不容易被氧化,故A项错误;B项,Na非常活泼,虽然在空气中形成氧化物,氧化物会继续与空气中的水分和二氧化碳反应,故B错误项;C项,Al 在空气中形成致密的氧化膜,可以保护内层金属不被氧化,故C正确;D项,Fe易被氧化,表面形成的氧化物疏松,不能形成保护层,故D错误。
高中化学4-4金属的电化学腐蚀与防护45分钟作业新人教版选修4一、选择题(每小题4分,每小题有1-2个正确选项)1.以下现象与电化学腐蚀无关的是()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。
答案:D2.下列说法中,正确的是()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。
答案:A3.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() A.⑤②①③④B.④③①②⑤C.⑤④②①③D.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被腐蚀.其中第⑤,Fe作为电解池的阳极,腐蚀最快,②③④均为原电池,第③中,Fe为正极,不被腐蚀,②④中Fe均为负极被腐蚀,Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn大,④中铁腐蚀较快,其腐蚀速率由快到慢的顺序为⑤④②①③。
2021年高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护同步练习(含解析)新人教版选修4一、非标准1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是( )A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块B.高温车间中钢铁设备的腐蚀C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高D.镀锌铁比镀锡铁耐用解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。
其他选项都涉及原电池反应。
答案:B2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( )A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿疏松透气的土壤中C.在干燥致密不透气的土壤中D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。
故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。
答案:C3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲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;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池。
答案:C4.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·x H2O⑤杂质碳被氧化而除去A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤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。
答案:C5.如下图所示装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置一定时间后,装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是( )A.③①④②B.①②④③C.①②③④D.②①④③解析:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
4.4.1《金属的电化学腐蚀》课后练习
参考答案
1.C
【解析】
A、金属腐蚀的本质为M-ne-=M n+,应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,金属腐蚀不一定置换出氢气,A项错误;
B、马口铁中Sn、Fe构成电化学腐蚀,Fe比Sn活泼,则发生Fe-2e-=Fe2+,铁先被腐蚀,B项错误;
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,难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀,C项正确,
D、由C项分析可知,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,D项错误;
答案选C。
2.A
【解析】
根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);故选A。
3.D
【解析】
试题分析:铁锅主要发生的吸氧腐蚀,铁是负极,失去电子,生成的是亚铁离子。
氧气在正极得到电子,所以选项D不正确,其余选项都是错误的,答案选D。
考点:考查金属腐蚀的有关判断
点评:该题是高考中的常见题型,属于基础性试题的考查,难度不大。
该题的关键是明确金属腐蚀的原理,然后结合题意灵活运用即可,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性。
4.C
【解析】A项,Cu活泼性差,不容易被氧化,故A项错误;B项,Na非常活泼,虽然在空气中形成氧化物,氧化物会继续与空气中的水分和二氧化碳反应,故B错误项;C项,Al 在空气中形成致密的氧化膜,可以保护内层金属不被氧化,故C正确;D项,Fe易被氧化,表面形成的氧化物疏松,不能形成保护层,故D错误。
本题正确选项为C。
5.A
【解析】
中性或碱性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为
Fe−2e−═Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4 e-=4OH-,A项正确,
答案选A。
6.D
【解析】
①电解,属于电解池,需要外接电源;①电镀属于电解池的应用,属于电解池,需要外接电源;①电离,电解质在水溶液中或者熔融状态下可以电离,不需要外接电源;①电化学腐蚀,在潮湿的空气中,金属会发生电化学腐蚀,不需要外接电源;①①符合题意,本题答案选D。
7.D
【解析】
A.氧气在水中的溶解度较小,而交界处氧气充足,所以钢柱在水下部分的腐蚀速率小于交界处,故A错误;
B.正极上氧气得电子生成氢氧根离子,则正极发生的反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-,故B错误;
C.原电池是将化学能转变为电能的装置,故C错误;
D.根据反应方程式知,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故D正确;
答案选D①
8.A
【解析】
A.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀,加热铁片I失电子的速率加快,会有电子通过电流表,电流表指针会发生偏转,A正确;
B.Fe发生电化学腐蚀时,Fe在负极失电子生成亚铁离子,加KSCN溶液无现象,无法检验,是否有亚铁离子生成,则不能判断正负极,B错误;
C.形成原电池会加快反应速率,由于铁片III电解质溶液浓度大,所以铁片①的腐蚀速率比铁片I快,C错误;
D.Fe在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀,所以铁片I、铁片①都发生了腐蚀,由于电解质溶液的浓度相同,所以铁片I、II腐蚀的速率相同,D错误;
故合理选项是A。
9.(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)2H++2e-=H2↑ 增大
(3)Zn Zn+2H+=Zn2++H2↑ B>A>C
【解析】
(1)铁粉、活性炭和NaCl溶液构成了原电池,发生吸氧腐蚀,O2在正极得电子发生还原反应,正极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(2)纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解可制得Na2FeO4,铁元素化合价身高,被氧化,则铁作阳极,阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO24 +4H2O,根据电极反应式知,当消耗1mol铁时,阳极室减少6mol负电荷,则为平衡电荷,会有6mol Na+通过离子交换膜移动向阴极;若消耗11.2g铁,即0.2mol铁,则通过离子交换膜的Na+物质的量为1.2mol;(3)甲烷燃料电池为碱性环境,甲烷在负极失电子被氧化得到碳酸根,负极反应式为
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;通甲烷的一极为负极,通氧气的一极为正极,则在电解池中a 为阳极,b为阴极,在铁质材料上镀锌时,锌作阳极,铁作阴极,则a为锌电极,b为铁电
极,电解质溶液可以是硫酸锌、氯化锌等锌的可溶性盐溶液,则装置图为。