2019版高考化学一轮复习培优计划化学反应与能量二特训点——电化学腐蚀和防护类题

1、二、特训点一一“电化学腐蚀和防护”类题目加餐集训.将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述错误的是（）aha中铁钉附近呈现蓝色沉淀b中铁钉附近呈现红色b中发生吸氧腐蚀a中铜丝附近有气泡产生解析：选B A项，a构成的是铁铜原电池，铁作为负极：Fe 2e =Fe ,生成的Fe2+与K3Fe（CN） 6反应生成蓝色沉淀，正确； B项，b中构成铁铝原电池，铝作负极被氧化， 铁作正极被保护，没有 Fe生成，铁钉附近不可能呈现红色，错误；C项，b中发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，a中发生的是析氢腐蚀，正极铜丝有H2生成而产生气泡，正确。的雨水红墨水. （2018 湖南六校联

2、考）如图所示装置中，小试管内为红墨水， U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象： 开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面 回升，略高于U形管中的液面。以下有关解释不合理的是（）A.生铁片中的铁是原电池的负极，发生氧化反应生成Fe2+B.雨水酸性较强，生铁片开始发生析氢腐蚀C.墨水液面回升时，正极反应式为：Q+2H2（4e-=4OH卜降，一段时间后D.如果将生铁片换成铜片，也会出现开始小试管中的导管内的液质 导管内的液面回升的现象解析：选D开始时插在小试管中的导管内的液面下降，说明U形管内压强增大，生铁片在pH= 4的酸性雨水中发生析氢腐蚀，生铁片中的

3、铁是原电池的负极，失电子，发生氧化反应，生成Fe, A B项正确。一段时间后导管内的液面回升，说明U形管内压强减小，生铁片发生吸氧腐蚀，正极反应式为：Q +2H2。+ 4e =4OH, C项正确。如果将生铁片换成铜片，由于铜不能发生析氢腐蚀，所以不会出现同样的现象，D项错误。.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的 是（）d为石墨，铁片腐蚀加快d为石墨，石墨上电极反应为 Q +2H2。+ 4e =4OHd为锌块，铁片不易被腐蚀d为锌块，铁片上电极反应为 2H+ + 2e=HT解析：选D A项，由于铁片比石墨活泼， 所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极， 失去电子被氧化变为

4、 Fe2+进入溶液，溶解在海水中的Q在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，作正极，发生的是吸氧腐蚀，石墨上电极反应为 Q+2H28 4e =4OH,正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe,Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是 Zn, Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确； D项，d为锌块，由于发生的是吸氧腐蚀，铁片上的电极反应为Q+2HO+ 4e-=4OH,错误。.利用如图所示装置进行实验，开始时，U形管两侧液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是（）饱和A.左侧中Q得到电子，右侧中 J得到电子一段时间后，左侧液面低于右侧液面

5、a、b两处具有相同的电极反应式：Fe 3e =Fea处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小解析：选A左侧中铁丝发生吸氧腐蚀，Q得到电子，右侧中铁丝发生析氢腐蚀，4得到电子，A项正确；左侧中吸收氧气，压强减小，右侧中析出氢气，压强增大，故一段时间 后，左侧液面上升，右侧液面下降，左侧液面高于右侧液面，B项错误；a、b两处铁丝均作负极，电极反应式均为 Fe-2e =F2+, C项错误；左侧 Q得电子，发生反应 O2 + 2H,O+ 4e =4OH,故a处溶液c（OH ）增大，pH增大，右侧 J得电子， 发生反应2H+ 2e-=Hf , b处溶液c（H + ）减小，pH增大，D项错误。一定条件下，碳钢

6、腐蚀与溶液pH的关系如下表。pH2466.5183.5-4腐蚀快慢较快慢较快主要产物L 2 +FeFe3O4Fe2O3FeO2下列说法错误的是（）A.当pHv 4时，碳钢主要发生析氢腐蚀B.当pH6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C.当pH 14时，正极反应为 Q + 4H + 4e =2HOD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓解析：选 C C项应为 Q + 4e+ 2HzO=4OH。（2018 北京海淀区期末）某同学进行以下实验：操作的食盘水生铁片取一块打磨过的生铁片，在具表白滴1滴含酚酗和 阿Fe（CN） 6的食盐水现象放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。J红色其边缘处为红

7、色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是（）A.生铁片发生吸氧腐蚀B.中心区域：Fe 2e =FeiC.边缘处： Q+2h23 4e =4OHD.交界处：4Fe2+ + O + 10H2O=4Fe（OH）+8H+解析：选D生铁片边缘处为红色，说明生成了 ON: C2+2Ha 4e =4OH,生铁片发 生吸氧腐蚀，A、C项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2+, B项合理;在两色环交界处出现铁锈， 是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁分解生成铁锈，D项不合理。.城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属 管道形成回

8、路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是（）丽落造钠镌管道A.该装置能够将电能转化为化学能.管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e =Fe2+C.如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D.钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜解析：选B A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确； B项，左端 是阳极，腐蚀得更快，错误； C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤 （接近中性）中的钢铁管 道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据

9、题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。8.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为 2Li +Cu h2Q=2CU-2Li +2OH ,示意图如图。下列说法不正确的是（）A.放电时，Li +透过固体电解质向 Cu极移动B.放电时，负极的电极反应式为Cu2ah23 2葭=2C酢2QHTC.通空气时，铜被腐蚀，表面产生CibQD.整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选B由题中装置图和放电时的总反应可知，放电时 Li为负极，Cu为正极，阳 离子向正极移动，A项正确；放电时

10、，负极 Li失电子转化成Li +, B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成C&Q, C项正确；铜被腐蚀生成 CQ,放电时CuO又被还原成Cu,所以整个反应过程中 Cu相当于催化剂，D项正确。（2018 衡水中学调研）常温下，用压强传感器探究生铁在pH= 2和pH= 4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下，分析图像，以下结论错误的是（）电脑压曲楮梗器0o铁和炭粉一一定PH数据采集罂似-2时谯形胞中气体 抠强变化的曲线图时间,3时锥屏瓶中气体 维强变化的曲线图A.溶液pHK2时，生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D.两溶液中负

11、极反应均为Fe- 2e =Fe+解析：选C根据pH= 2时锥形瓶中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液phK 2时，生铁发生析氢腐蚀，A项正确；pH= 4时锥形瓶中压强随着反应的进行逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，B项正确；根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同， 前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率， C项错误；两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式为Fe- 2e =F5+ , D项正确。.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。完成下列填

12、空:（1）图2是图1所示装置的示意图，在图 2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括 号内用箭头表示出电子流动的方向。（2）写出正、负极反应的方程式。正极：,负极：。（3）按图1装置实验，约8分钟才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观 察到液柱上升的是 （填字母）。a.用纯氧气代替具支试管内的空气b.用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水（4）升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施 （填“可行”或“不行”）。解析：（1）电子由负极到正极，铁钉中的铁作负极，碳 （C）作正极；（2）吸氧腐蚀的电极

13、反应式：正极为C2+4e +2H2O=4OH负极为2Fe 4e-=2Fe2+; （3）a项，增大Q的浓度, 加快腐蚀；b项，增大反应物接触面积，加快腐蚀； c项，可清晰地观察液柱。（4）因为加热 具支试管，气体体积变大，部分氧气放出，氧气浓度降低，腐蚀变慢。一 正柳班极 1 r ZI一二答案：（1）食盐水(2)2H 2O+ Q+4e =4OH2 +2Fe- 4e =2Fe (3)abc (4)不仃.某研究小组对铁生锈进行研究。（1）甲同学设计了 A、B、C三组实验如图:铁钉 水、神石灰最“植物油胃 空气/ P探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；

14、C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为 O实验 B所用的水要经过 处理，植物油的作用是 实 验 C 中 碱 石 灰 的 作 用 是（2）乙同学为了达到同样目的，设计了实验D如图所示：铁丝发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是，F，该实验 （填“能”或“不能”）说明水甚卜对铁钉生锈产生影响。酒乒MD（3）钢铁容易腐蚀，工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理，以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”，就是对钢铁零件等进行氧化处理，使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下：蚀I.砂纸n ,除油液浸泡 m,除锈液浸泡铁干岸

15、煮沸0 min607? CW.发蓝液浸泡 V .重铭酸钾溶液浸泡煮沸_20min煮沸约彳0分钟处理成命为检验经过步骤IV处理的铁件是否合格，常往成品表面滴上5%勺硫酸铜溶液，如果成品不合格（即铁件表面有微小松孔，未形成致密的氧化膜），一段时间将观察到的现象为解析：（1）铁生锈的外部条件是铁和空气中的水以及氧气接触。铁钉发生电化学腐 蚀，铁为负极，失去电子被氧化，正极上是Q被还原，电极反应为 Q+2HaO+ 4e =4OAo水中溶解有一定的空气，煮沸可以将空气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔 绝空气中的氧气。碱石灰能吸收水，它的作用是吸收空气中的水蒸气。（2）铁生锈会消耗Q,会使试管内

16、气体体积减小，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的C2,使试管内气体体积减小，不能证明水对铁钉生锈产生影响。（3）如果成品不合格，Fe与CuSC溶液接触，发生Fe与CuSO的置换反应，生成 Cu和FeSO,所以一段时间将观察到的现象为： 铁制品表面有红色固体析出。答案：（1）有水（或电解质溶液）和氧气（或空气） （h+4e+ 2A2O=4OA煮沸 （或“除去氧气”）隔绝空气（或“防止氧气与铁接触”）吸收水蒸气（或“干燥”或“保持试管内的干燥环境”）（2）铁的吸氧腐蚀要吸收氧气（或“氧气参与反应”或“消耗了氧气”）使试管内气体体积减小不能（3）铁制品表面有红色固体析出.某研究小组为探究弱酸

17、性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的 新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是ti时间/目电解质溶液膜图3 该小组对图2中0ti时压强变

18、大的原因提出了如下假设，请你完成假设二。 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有Hz的方案。请你再设计个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：解析：(1)对比实验，实验中碳粉的质量与实验相同，醋酸的浓度与实验不同，所以铁粉的质量应与实验相同，即2.0 g；实验中碳粉质量与实验不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验相同，显然实验目的是探究碳粉含量的影响。(2) t 2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少， 所以铁发生的是吸氧腐蚀。 在铁吸氧腐蚀过程中， 一 一一 、2+. . 一一 . 铁为负极，发生氧化反应，生成 Fe ,碳为正极，发生还原反应：2屋8 Q+4e =4OH(或4H+