第四节 金属的电化学腐蚀与防护(习题跟踪训练含答案)-最新教育文档
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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。
《4.4金属的电化学腐蚀与防护》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有16小题,每小题3分,共48分)1、下列关于金属的电化学腐蚀现象的描述,正确的是:A、金属的电化学腐蚀是由于金属与空气中的氧气直接反应造成的。
B、金属的电化学腐蚀总是从金属的表面开始,逐步向内部发展。
C、金属的电化学腐蚀不会改变金属的体积。
D、金属的电化学腐蚀过程中,阳极的金属会逐渐溶解,而阴极的金属会逐渐沉积。
2、下列关于金属腐蚀与防护的说法中正确的是()。
A、纯锌比镀锌铁更容易防止金属腐蚀B、铜的金属腐蚀主要发生在与氧气直接接触的部分C、牺牲阳极的阴极保护法适用于阴极过电位较大的金属D、在湿气严重的地区,铁的电化学腐蚀速度会减缓3、钢铁在潮湿空气中容易发生的电化学腐蚀类型是:()A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 原电池腐蚀D. 物理腐蚀4、在金属的电化学腐蚀与防护中,以下哪种方法可以有效地防止金属被腐蚀?A. 将金属制成合金B. 将金属表面涂覆保护层C. 将金属表面进行阳极氧化处理D. 将金属表面进行阴极保护处理5、下列哪种方法不能有效防止钢铁的电化学腐蚀?A、在钢铁表面镀锌B、将钢铁埋在干燥的土壤中C、钢铁表面涂上一层油漆D、制成不锈钢6、某金属在空气中,发生如下电化学腐蚀反应:M→M2++2e−(失去电子,发生氧化反应)根据该反应,以下说法正确的是()A. 金属M参与反应的是它本身B. 金属M在反应中仅发生氧化反应C. 反应产生的M2+带正电D. 该金属发生的是吸能反应7、下列关于金属电化学腐蚀的叙述中,正确的是()A. 电化学腐蚀只发生在电解质溶液中B. 在电化学腐蚀过程中,金属总是作为阳极被氧化C. 通过改变金属的表面状态可以减缓金属的电化学腐蚀速率D. 金属的电化学腐蚀与化学腐蚀不同,只涉及金属本身8、下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是()A、所有金属在任何环境下都会发生吸氧腐蚀B、牺牲阳极的阴极保护法是利用外加电源保护金属的一种方法C、金属的电化学腐蚀一般需要电解质溶液参与D、为防止地下输油管道腐蚀,在管道上连接一只锌块属于牺牲阳极的阴极保护法9、在一块铁(Fe)制水管中,将正极与电源的正极相连,负极与电源的负极相连,然后浸入硫酸铜(CuSO₄)溶液中。
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.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 +nH 2O=M(OH)n +2nH 2↑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【答案】C2.下列各种方法中,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )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金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A .①②③④B .①③④⑤C .①②④⑤D .全部【答案】D【解析】金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的;②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果,答案选D 。
3.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )A .纯银器的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,镀层不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【答案】D4.以下防腐措施中,属于电化学保护法的是( )A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金C.在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭D.在金属表面喷漆【答案】C【解析】在轮船的船壳水线以下部分,装上锌能形成铁锌原电池,锌为负极,被腐蚀,铁被保护,答案选C。
5.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe2++4OH-。
以下说法正确的是A.负极发生的反应为:Fe-2e-=Fe2+B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e-=4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【答案】A【解析】由原电池反应式知:负极为Fe-2e-=Fe2+,正极为2H2O+O2+4e-=4OH-,A项正确、B项错误;原电池是将化学能转化为电能的装置,C项错误;根据原电池原理,钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀,D项错误。
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1.下列有关金属电化学腐蚀的说法正确的是( )A.铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀B.铁只能发生析氢腐蚀C.铜只能发生吸氧腐蚀D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍解析:选C 在金属活动性顺序中,铜排在氢之后,铜不能将氢气置换出来,所以不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀,故A项错误,C项正确;铁既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀,故B错误;吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,故D错误。
2.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,正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-C.在电化学腐蚀过程中有氢气产生D.发生电化学腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+解析:选B 在铁制品的腐蚀中,金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀,铁制品中含有铁和碳,再加之电解质环境,具备了原电池的构成条件,也会发生电化学腐蚀,故A正确;发生电化学腐蚀时,碳作正极,溶液中的氢离子得电子生成氢气,正极反应式为2H++2e-===H2↑,故B错误,C正确;发生电化学腐蚀时,铁作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,故D正确。
3.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,其实质都是金属被还原解析:选C 钢铁中因含杂质,容易形成原电池,发生电化学腐蚀,但并不是所有合金都不耐腐蚀,如不锈钢,故A错误;当金属作正极时,可以避免腐蚀,故B错误;钢铁电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,主要区别在于水膜的酸性不同,故C正确;金属被腐蚀,化合价升高,被氧化,故D错误。
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。
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( )A .金属被腐蚀的本质是M +n H 2O===M(OH)n +n 2H 2↑ B .马口铁(镀锡铁)镀层破损后,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答案 C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:M -n e -===M n +,A 项错误;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,B 项错误;常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,C 项正确,D 项错误。
2.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的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 2,使左侧液面下降更多;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。
(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。
课后作业金属的电化学腐蚀与防护习一、选择题1.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项中是铁和Cl2直接发生反应,为化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
答案:D2.下列有关金属腐蚀的说法正确的是( )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。
答案:D3.下列表面上镀有金属保护层的铁板,当镀层损坏使铁板裸露后,在相同条件下最耐腐蚀的是( )A.镀锌铁板(白铁) B.镀锡铁板(马口铁)C.镀银铁板D.镀铜铁板答案:A4.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解析:A、B中形成的原电池都是铁作负极,加速钢铁腐蚀;D中铸铁管作阳极,加速腐蚀;C中锌比铁活泼,铁作正极,故选C。
答案:C5.钢铁在潮湿的空气中往往因电化学过程而被腐蚀。
下列反应式在钢铁的吸氧腐蚀过程中不存在的是( )A.Fe-2e-===Fe2+B.2H2O+O2+4e-===4OH-C.2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2D.Fe-3e-===Fe3+解析:钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-=== Fe2+,不会生成Fe3+,正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,总反应式为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2,故选D。
4-4金属的电化学腐蚀与防护一、选择题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+nH2O===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答案:C点拨: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-ne-===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。
2.钢铁发生腐蚀时,正极上发生的反应是( )A.2Fe-2e-===2Fe2+B.2Fe2++4e-===2FeC.2H2O+O2+4e-===4OH-D.Fe3++e-===Fe2+答案:C点拨:钢铁发生的腐蚀主要是吸氧腐蚀,其正极氧气得电子,发生还原反应,电极反应式为:2H2O+O2+4e -===4OH-3.下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是( )A.4>2>1>3>5>6 B.4>6>2>1>3>5C.5>4>2>3>1>6 D.6>3>5>2>4>1答案:B点拨:铁被腐蚀由快到慢顺序:电解池的阳极(4)>原电池的负极(2与6,金属活泼性相差越大,负极腐蚀速率越快,则6>2)>吸氧腐蚀(1)>原电池的正极(3)>电解池的阴极(5),故选B。
4.光亮的铁钉在下列情况下最易生锈的是( )答案:B点拨:雨水酸性较强,铁钉更容易被腐蚀。
第四节金属的电化学腐蚀与防护[随堂基础巩固]1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A.金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是:M+n H2O===M(OH)n+n/2 H2↑B.金属的化学腐蚀的实质是:M-n e-===M n+,电子直接转移给还原剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀解析:金属在潮湿的空气中发生的如果是吸氧腐蚀,则不生成氢气。
金属发生化学腐蚀时,电子直接转移给氧化剂。
金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。
答案:D2.关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是()A.正极就是阳极B.负极就是阴极C.阳极上发生氧化反应D.正极上发生氧化反应解析:牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀,作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。
答案:C3.缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中,如图所示,可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。
则该金属丝可能是()A.镁B.铝C.锌D.铜解析:金属丝一边溶液出现粉红色,说明金属丝附近产生OH-,即正极反应式:2H2O +O2+4e-===4OH-,因此金属丝的活泼性比Fe差,铜符合题目要求。
答案:D4.判断下列描述的正误(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)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。
()(3)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。
()(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
()(5)白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率加快。
()(6)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。
()答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×5.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为_____________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用如图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。
A.铜B.钠C.锌D.石墨(3)如图乙方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极上。
解析:(1)发生吸氧腐蚀时,负极上铁失电子,正极上O2得电子;(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属,如锌,可使锌失电子而保护铁;(3)属于外加电流的阴极保护法。
答案:(1)负极:2Fe-4e-===2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(2)C(3)负[课时跟踪训练](时间45分钟满分60分)一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)1.下列现象与电化学腐蚀无关的是()A.生铁比纯铁易生锈B.纯银饰品久置表面变暗C.黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿D.与铜管连接的铁管易生锈解析:B项,纯银不符合构成原电池的条件,故它表面变暗与电化学腐蚀无关。
答案:B2.[双选题]为保护地下钢管不受腐蚀,可采取的措施是()A.与石墨棒相连B.与直流电源负极相连C.与直流电源正极相连D.与锌板相连解析:防止金属腐蚀的电化学保护法中,一是牺牲阳极的阴极保护法,二是外加电源的阴极保护法,B是外加电源的阴极保护法,D是牺牲阳极的阴极保护法。
答案:BD3.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()A.反应①、②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:①②反应中消耗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,钢质水管腐蚀速度加快,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。
答案:A4.右图装置中,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:B5.[双选题]铁钉与碳棒用导线连接后,同时浸入0.01 mol·L-1的NaCl溶液中,可能发生的反应是()A.碳棒上放出氯气B.碳棒附近产生OH-C.碳棒上放出氧气D.铁钉被氧化解析:铁钉和碳棒用导线连接后,同时浸入NaCl溶液中,实质上是形成了原电池,据原电池工作原理,Fe比C活泼,因此铁被氧化;而NaCl溶液呈中性,铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀,碳棒为正极,在碳棒上发生了还原反应:O2+2H2O+4e-===4OH-。
答案:BD6.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:D7.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol 电子发生转移,则下列说法正确的是()①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出A.①②B.②③C.①④D.③④解析:镀锌铁发生电化学腐蚀,锌作负极:Zn-2e-===Zn2+,当有0.2 mol电子转移时,有0.1 mol Zn溶解,在正极上:2H++2e-===H2↑,生成0.1 mol H2。
答案:B二、非选择题(本题包括4小题,共39分)8.(6分)镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)在潮湿的空气里,钢铁表面有一层水膜,很容易发生电化学腐蚀,其中正极的电极反应式为________。
(2)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如上图所示:其中负极发生的电极反应为:__________________;在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析:(1)属于钢铁的吸氧腐蚀。
(2)属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案:(1)2H2O+O2+4e-===4OH-(2)Al-3e-===Al3+铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”9.(6分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________。
(2)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
解析:(1)电镀时若用石墨作阳极,则电解过程中电解液中Cu2+浓度不断减小,导致铁表面不能镀上均匀的铜。
(2)若X为碳棒,则只能用外加电源的阴极保护法,此时开关K应置于N处。
若X为Zn,K置于M处,其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案:(1)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定(2)N牺牲阳极的阴极保护法(或:牺牲阳极保护法)10.(12分)下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是______________,铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)________________________。
(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为______________________。
(4)针对乙、丙装置研究的结果分析,可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀:________(写出一点即可)。
解析:Fe、C粉—食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀。
故乙中液面最高;甲中Fe粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀,但由于C的含量少,故不如乙中Fe腐蚀的快,丙中乙醇为非电解质,Fe粉炭粉形不成原电池,Fe受到保护,故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。
答案:(1)乙乙>甲>丙(2)高(3)2H2O+O2+4e-===4OH-(4)将金属放在油脂或有机溶剂中11.(15分)钢铁工业是国家工业的基础。
请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈,现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,发生的化合反应的化学方程式为________________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置如下图所示:请回答:①A电极对应的金属是________(写元素符号),B电极的电极反应是________________________________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为________ mol。