人教版高中化学选修4第4章第四节金属的电化学腐蚀与防护名师精编作业

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1 第四节 金属的电化学腐蚀与防护

1．下列叙述中不正确的是( )

A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍

B．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀

C．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀

D．原电池中电子由正极流入负极

答案 CD

解析 铝和铁可以形成原电池，铝比较活泼，因此在原电池中作原电池的负极，在反应中被氧化，容易被腐蚀，而铁作为正极被保护起来；在原电池中电子由负极经外电路流向正极。

2．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是(

)

答案 C

解析 A、B、D均形成原电池而使铁腐蚀，而C中铁被铜镀层保护则不易被腐蚀。

3．下图a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1 mol/L的稀硫酸。

(1)C中Cu极的电极反应式为

________________________________________________________________________。

(2)B中Zn极的电极反应式为

________________________________________________________________________，

Fe极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不

变”)_____________________________________________________________________。

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是

________________________________________________________________________。

答案 (1)2H＋＋2e－===H2↑

(2)Zn－2e－===Zn2＋ 增大 C＞A＞B

解析 (1)装置C中Cu—Fe—稀H2SO4构成原电池，其中Fe作负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。

(2)装置B中，Zn—Fe—海水构成原电池，

其中负极(Zn)：2Zn－4e－===2Zn2＋

正极(Fe)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

故Fe极附近c(OH－)增大，pH增大。经比较铁被腐蚀的快慢顺序为C＞A＞B。 ……………………………………………………………名校名师推荐…………………………………………………

2 1．钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为( )

A．Fe－2e－===Fe2＋ B．2H＋＋2e－===H2↑

C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．Fe－3e－===Fe3＋

答案 C

解析 钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀。

2．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：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－，所以A对B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；根据原电池原理钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D错。

3．下列事实不能用电化学原理解释的是( )

A．铝片不用特殊方法保护

B．轮船水线下的船体上装一定数量的锌块

C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后速率增大

D．镀锌铁比镀锡铁耐用

答案 A

解析 铝能与空气中的O2化合生成致密的氧化膜，保护Al不受腐蚀。

4．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，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．①② B．②③ C．①④ D．③④

答案 B

解析 在镀锌铁的析氧腐蚀中：负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2 mol e－转移时，有0.1 mol Zn溶解，即6.5 g；正极(Fe)：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2，标准状况下的体积为2.24 L。

5．为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有( )

A．与石墨棒相连 B．与直流电源负极连接

C．与直流电源正极连接 D．与锌板相连

答案 BD

解析 本题考查金属腐蚀一种防护方法——电化学保护法。该方法的理论根据是：金属晶体(如Fe)中存在如下平衡：Fe,Fe2＋＋2e－。显然，铁接触到的物质若易失电子，使平衡向左移动，即铁不易失电子；否则，将加速Fe失电子被腐蚀，Zn比Fe活泼。

6．下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是( )

A．镀铝塑料 B．铁制食品罐头盒(镀锡)

C．白铁水桶(镀锌) D．镀银铜质奖章

答案 B

解析 关键是看，镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，形成原电池时金属是否是负极。A项塑料不被腐蚀；B项Fe为原电池负极，锡为原电池的正极，加速Fe的腐蚀；C项Zn为原电池的负极，Fe为原电池的正极，铁被保护起来；D项Cu为原电池的负极，Ag为原电池的正极，加速了铜的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失去电子，所以腐蚀最快的是B中的铁。

7．2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3 000多万港币购回在火烧圆明园时流失……………………………………………………………名校名师推荐…………………………………………………

3 的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3。但这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍熠熠生辉不生锈，下列对其主要原因的分析，最可能的是( )

A．它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金

B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶液洗去

C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化

D．它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金

答案 D

解析 由题意知，铜未被锈蚀，则铜受到保护做阴极，则A错，D正确。

8.

如图，缠上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在金属条表面的溶液出现粉红色。该金属条可能是( )

A．铜 B．镁 C．铝 D．锌

答案 A

解析 出现粉红色说明金属条附近产生了OH－，发生了吸氧腐蚀，金属条作正极，其活泼性比铁要差。

9．金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。

(1)请写出有关电极反应式：

①铁棒上电极反应式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

① 碳棒上电极反应式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)该图所表示的是

________________________________________________________________________

(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。

(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示________________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为________棒。

答案 (1)①2Fe－4e－===2Fe2＋

②O2＋2H2O＋4e－===4OH－

(2)吸氧 (3)析氢 锌(或其它比Fe活泼的金属)

10．关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：

①Fe(s)－2e－===Fe2＋；

②H＋＋e－===H；

③4H＋O2(g)===2H2O；

④4Fe2＋＋O2(g)＋(4＋2x)H2O===(2Fe2O3·xH2O)(s)＋8H＋

根据以上过程，回答下列问题：

(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是( ) ……………………………………………………………名校名师推荐…………………………………………………

4 A．以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀

B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂

C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化

D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀

(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有( )

A．给铁件铆上一些锌板

B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接

C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金

D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青

(3)现有质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为____L，反应后铁件的质量为____g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x值为1)。

答案 (1)C (2)AD (3)33.6 1 066 g

解析 (1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：

4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)(s)

可知为吸氧腐蚀。

(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法。

(3)4Fe＋3O2＋2H2O===2(Fe2O3·H2O) 转移电子

3×22.4 L 12 mol

V(O2) 6 mol

V(O2)＝3×22.4 L×6 mol12 mol＝33.6 L

由差值法得Δm＝6 mol×132 g12 mol＝66 g，故反应后铁件质量为1 066 g。