2020-2021学年高中化学人教版选修4课后作业：4-4 金属的电化学腐蚀与防护 Word版含解析

1、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

2、说法中，正确的是(a)镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀；钢铁表面常易锈蚀生成fe2o3nh2o；锌和铁构成原电池时，铁作负极；铅蓄电池中铅作负极，pbo2作正极，两极浸到h2so4中。a只有b只有cd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，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

3、用fe2o3nh2o表示，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，说法不正确。铅蓄电池的构成，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 b c d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。其中第，fe作为电解池的阳极，腐蚀最快，均为原电池，第中，fe为正极，不被腐蚀，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，中铁腐蚀较快，其腐蚀速率由快到慢的顺序为。4下列

4、叙述中，正确的是(c)a钢铁腐蚀的负极反应为fe3e=fe3bmgal及naoh溶液构成的原电池中负极材料为mgc无隔膜电解饱和nacl溶液所得产物之一是“84”消毒液中的有效成分naclodh2o2燃料电池中电解液为h2so4，则正极反应式为o24e=2o2解析：a.钢铁腐蚀的负极反应为fe2e=fe2，a不正确；b.mgal及naoh溶液构成的原电池中负极材料为al，因为铝可以溶于氢氧化钠溶液，镁不能，b不正确；c.无隔膜电解饱和nacl溶液，阳极生成的氯气和阴极生成的氢氧化钠可以反应，生成次氯酸钠和氯化钠，naclo是“84”消毒液中的有效成分，c正确；d.h2o2燃料电池中电解液为h2

5、so4，则正极反应式为o24h4e=2h2o，d不正确。本题选c。5铜板上的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)a正极的电极反应：2h2e=h2b此过程中还涉及的反应：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3c此过程中铜并不被腐蚀d此过程中电子从fe流向cu解析：吸氧腐蚀的电极反应：负极：2fe4e=2fe2，正极：o22h2o4e=4oh，溶液中发生反应：fe22oh=fe(oh)2，fe(oh)2继续被氧化：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3，fe(oh)3脱去一部分水形成铁锈。6.下图是一种常见的电化学装置。有关说法正确的是(d)aa为阴极，铁

6、皮受到保护b盐酸中的cl向b定向移动c在两个电极反应中，锌元素分别被氧化或被还原d锌镀层完全溶解之后，电流计指针几乎没有偏转解析：此装置为原电池，镀锌铁皮为负极，即a为负极，去锌镀层后的铁皮作正极，铁皮受到保护，a项错误；原电池中阴离子向负极移动，即cl向a极定向移动，b项错误；在a电极，锌被氧化，b电极不参与电极反应，c项错误；锌镀层完全溶解之后，则a、b两电极均为铁皮，不能形成原电池，电流计指针几乎不发生偏转，d项正确。7.利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学腐蚀，下列说法不正确的是(d)a若x为碳棒，为减慢铁的腐蚀，开关k应置于n处b若x为锌棒，k置于m或n处，均能减慢铁的腐蚀c若x为碳

7、棒，将开关k置于m处时铁棒上发生的反应为fe2e=fe2d若x为锌棒，将开关k置于n处时铁棒上发生的反应为fe2e=fe2解析：若x为碳棒，开关k置于n处时构成电解池，铁棒作阴极，被保护；开关k置于m处时构成原电池，铁棒作负极，铁棒上的反应为fe2e=fe2，故a、c均正确；若x为锌棒，开关k置于n处时构成电解池，铁棒作阴极，被保护，开关k置于m处时构成原电池，铁棒作正极，被保护，故b正确，d错误。8为探究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组的学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如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(b)a实

8、验结束时，装置左侧的液面一定会下降b实验结束时，装置左侧的液面比装置的低c实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重d实验结束时，装置中的铁钉几乎没有被腐蚀解析：这是一道将原电池原理应用于判断金属腐蚀快慢的题。装置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h2，使左侧液面下降更多；装置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。9.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失

9、。某城拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是(b)a土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池b金属棒x的材料应该是比镁活泼的金属c金属棒x上发生反应：mne=mnd这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法解析：潮湿的土壤中有水和氧气，形成原电池环境，易被腐蚀，a项正确；只要金属棒x的材料比铁活泼，则在形成原电池时，x就作负极被腐蚀，fe作正极被保护，比镁活泼的金属在空气、土壤中易被氧化，不能起到防腐作用，b项错误；金属棒x作负极，发生氧化反应，电极反应式为：mne=mn，c项正确；牺牲阳极的阴极保护法实质上是牺牲了原电池的负极，保护了原电池的

10、正极，d项正确。10镀锌钢管具有广泛的用途，镀锌钢管有冷镀锌管和热镀锌管，冷镀即电镀，热镀是指熔融状态的锌与铁生成合金层。下列说法正确的是(c)a铁锌形成的合金层是纯净物，耐酸碱腐蚀b钢管镀锌的目的是使铁与锌形成原电池，消耗锌而保护钢管免受腐蚀c钢管冷镀时，钢管作阴极，锌棒作阳极，锌盐溶液作电解质溶液d镀锌钢管破损后，负极反应式为fe2e=fe2解析：合金层是由fe和zn两种物质组成的，属于混合物，a项错误；zn比fe活泼，但锌在大气腐蚀条件下锌层表面有zno、zn(oh)2及碱式碳酸锌保护膜，一定程度上减缓锌的腐蚀，在铁制品上镀锌，首先是为了保护铁不受腐蚀，只有当锌被破坏后，才会形成原电池，

11、b项错误；电镀时镀层金属作阳极，则zn为阳极，待镀金属作阴极，即fe为阴极，含有锌离子的溶液为电解质溶液，c项正确；zn比fe活泼，形成原电池时，zn作负极，镀锌钢管破损后，负极反应式为zn2e=zn2，d项错误。11验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%nacl溶液)。在fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是(d)a对比，可以判定zn保护了feb对比，k3fe(cn)6可能将fe氧化c验证zn保护fe时不能用的方法d将zn换成cu，用的方法可判断fe比cu活泼解析：d错：k3fe(cn)6可将单质铁氧化为fe2，fe2与k3fe(cn)

12、6生成蓝色沉淀，附着在fe表面，无法判断铁比铜活泼。a对：实验中加入k3fe(cn)6，溶液无变化，说明溶液中没有fe2；实验中加入k3fe(cn)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有fe2。b对：对比可知，中k3fe(cn)6可能将fe氧化成fe2，fe2再与k3fe(cn)6反应生成蓝色沉淀。c对：由以上分析可知，验证zn保护fe时，不能用的方法。二、非选择题(共56分)12(14分)铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按上图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右，观察到的实验现象为：直试管中用蒸馏水浸过的光

13、亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。试完成下列问题：(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于电化学腐蚀，能表示其原理的反应方程式为负极：2fe4e=2fe2；正极：2h2oo24e=4oh也可写总化学方程式，多写fe(oh)2fe(oh)3的化学方程式也不算错。(2)仪器a的名称为球形干燥管，其中装的药品可以是碱石灰(或无水cacl2)，其作用是干燥o2。(3)由此实验可知，该类铁生锈的条件为与o2、h2o接触。决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气浓度。解析：钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生

14、电化学腐蚀。此实验在直试管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必需前提，直试管实验与烧杯实验的对比，则说明氧气浓度是影响铁生锈快慢的一个重要因素。13.(14分)a、b、c三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)a中反应的离子方程式是fe2h=fe2h2。(2)b中sn极的电极的反应式为2h2e=h2，sn极附近溶液的ph增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)c中被腐蚀的金属是zn，总反应离子方程式是zn2h=zn2h2，比较a、b、c中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是bac。14(12分)化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。(1)下列实

15、验操作能实现或成功的是(c)(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀bd(填字母)。(3)在实验生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右图：请回答：a电极对应的金属是铜(填元素名称)，b电极的电极反应式是cu22e=cu。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，两者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子数目为0.08na。解析：(1)a项，不能用酸式滴定管盛装碱液；b项，向容量瓶里倒入液体时，应用玻璃棒引流；d项，应用粗铜作阳极。(2)装置b，因铁棒作正极，故受保护不被腐蚀；装置d中铁棒作电解池的阴极，故受保护不被腐蚀。(3)涉及的电极反应，阳极：

16、cu2e=cu2，阴极：cu22e=cu，设两极原来的质量分别为m g，阳极溶解的铜的物质的量为x，则阴极上析出的铜的质量为64x，由电镀完成后两者质量差为5.12 g，64x64x5.12，则x0.04 mol，故参加反应的铜的物质的量为0.04 mol，电路中通过的电子为0.08na。15(16分)用实验验证牺牲阳极的阴极保护法，右图所示是某同学验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置。已知k3fe(cn)6(铁氰化钾)溶液遇fe2会变成特征的蓝色：3fe22fe(cn)63=fe3fe(cn)62。回答下列问题：(1)电压表、电流表变化为电压表、电流表的指针都发生偏转。(2)在fe电极区滴入2滴黄色的k3fe(cn)6(铁氰化钾)溶液，会观察到没有铁氰化亚铁的特征的蓝色出现，而是在铁电极上有气体产生。(3)通过和同学讨论，说明如图所示装置中铁被保护的原理：通过牺牲阳极(负极)zn，为被保护的金属铁阴极(正极)提供足量的电子，使被保护的金属铁不会