高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础 课时作业26

课时作业26金属的电化学腐蚀与防护时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．有关金属腐蚀的论述，正确的是()A．金属的腐蚀一定伴有电流的产生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1．解析：金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普通的一种金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。答案：D2．下列叙述不正确的是()A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率B．镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀C．钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3·nH2OD．钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反应2．解析：A中锌与CuSO4发生置换反应后，铜附着在锌的表面上，浸泡在稀硫酸中形成铜锌原电池，负极锌被氧化而加速反应，故A正确；B中镀锌铁构成原电池时锌为负极，铁为正极，铁被保护；镀锡铁构成原电池时铁作负极，锡作正极，铁失电子加速了铁的腐蚀，故B不正确；C中钢铁的锈蚀主要是吸氧腐蚀，其电极反应式为负极(Fe)：2Fe－4e－=2Fe2＋；正极(C)：2H2O＋O2＋4e－=4OH－，形成Fe(OH)2。在空气中4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，久置后2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O，所以铁锈的成分是Fe2O3·nH2O，故C也正确；D中钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极反应相同，都是Fe－2e－=Fe2＋，但正极反应不同，分别析出氢气和吸收氧气，D也正确。答案：B3．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有mol电子发生转移，下列说法正确的是()①有5.6g金属被腐蚀②有6.5g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24L气体放出④在标准状况下有1.12L气体放出A．①② B．②③C．①④ D．③④3．解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－=Zn2＋，有mol电子转移，就有molZn溶解，在正极上：2H＋＋2e－=H2↑，生成molH2。答案：B4．某课外活动小组，为研究金属的腐蚀原理，做了如下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图的装置进行实验，过一段时间后观察。下列现象不可能出现的是()A．B中导气管中产生气泡B．B中导气管里形成一段水柱C．金属片剪口变红D．锌被腐蚀4．解析：由题意知，锌铁合金放入NaCl溶液中，形成了原电池，由于金属活动性：Zn>Fe，且电解质溶液为NaCl溶液，呈中性，故发生了Zn的吸氧腐蚀，导致A中压强减小，B中应形成一段水柱，由于O2得电子后结合H2O形成OH－，显碱性，使酚酞变红，故A错误。B、C、D正确。答案：A5．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()答案：C6．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的6．解析：图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较小，A项错误；图b中开关置于M时，Cu－Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu－Zn合金作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，C项错误；图d中Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn发生氧化反应引起的，D项错误。答案：B7．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如下图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－=Cu2＋7．解析：本题考查原电池、钢铁的吸氧腐蚀等知识。依题意，可判断中心区a为原电池的负极，液滴边缘处O2含量较多，是原电池的正极，A中Cl－在电池工作时向负极(a)移动，A项错误；B项显然正确；C中Fe失电子被氧化而被腐蚀，故C项错误；D中因Fe比Cu活泼，充当负极的是Fe，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，故D项错误。答案：B8．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·nH2O③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，两极浸到稀H2SO4中A．②④ B．①③C．①②③ D．①②③④8．解析：镀层破损后，白铁形成原电池，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还是吸氧腐蚀，铁都是失电子生成Fe2＋，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子生成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，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·nH2O，它是铁锈的主要成分，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。根据铅蓄电池的构成，可知④说法正确，故选A。答案：A9．中国上海世博会澳大利亚馆的外墙采用的是特殊的耐风化钢覆层材料，外墙的颜色每天都在发生着变化，它会随空气中太阳、风雨、湿度的影响，逐渐从橙色转变成代表澳大利亚大漠的赭红色，这种转变运用了钢材锈蚀原理。下列有关钢材生锈的说法正确的是()A．红色铁锈的主要成分是Fe(OH)3B．钢材在空气中的反应只有氧化、还原及化合反应C．钢材在空气中的腐蚀主要为电化学腐蚀，其负极的反应为：Fe－3e－=Fe3＋D．空气中太阳、风雨、湿度对钢材的腐蚀有较大影响9．解析：钢材在空气中发生吸氧腐蚀，其负极反应为：Fe－2e－=Fe2＋；正极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，总反应为：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，其涉及反应类型为：氧化还原反应、化合反应、分解反应，故B、C错误；Fe2O3·xH2O是铁锈的主要成分，A错误；D正确。答案：D10．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。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＋10．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↑。答案：B11．下列有关电化学装置完全正确的是()ABCD构成铜锌原电池防止Fe被腐蚀铁上镀银铜的精炼11.解析：在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液的阳离子要与电极材料形成的阳离子相同，故A错误；铁连接电源的负极，可防止铁被腐蚀，故B正确；铁上镀银，铁应作阴极，故C错误；电解精炼铜，应让粗铜作阳极，纯铜作阴极，故D错误。答案：B12．模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示，下列说法不正确的是()A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑D．若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑12．解析：若X为碳棒，开关K置于A处时，铁为阴极受到保护，可减缓铁的腐蚀，故A正确；若X为锌棒，开关K置于A处时，铁作阴极受到保护，开关K置于B处时，铁作正极受到保护，因此开关K无论置于A还是B，均可减缓铁的腐蚀，故B正确；若X为锌棒，开关K置于B处时，铁为正极，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，故C错误；若X为碳棒，开关K置于A处时，铁为电解池的阴极，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，故D正确。答案：C二、非选择题(52分)13．(15分)如下图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。(1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于________(填“化学”或“电化学”)腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________，发生______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，写出电极反应：负极________，正极________。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________，发生______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，写出电极反应：负极________，正极________。(4)若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在溶液________(填“甲”或“乙”)中腐蚀的速率快。13．解析：铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，在有电解质溶液存在条件下，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀，依据腐蚀的条件、原理及结果可知，试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，是发生吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内压强增大，生成气体，是发生析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。对于同一金属来说，在强电解质溶液中腐蚀的速率大于在弱电解质溶液中腐蚀的速率。答案：(1)电化学(2)弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－=2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)较强的酸性析氢Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑(4)乙14．(15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________。(2)B中Sn极的电极反应式为________，Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的离子方程式是________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________。14．解析：铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。答案：(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)H＋＋2e－=H2↑增大(3)ZnZn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑B>A>C15．(10分)某研究性学习课题组为探究影响铁生锈的因素，设计了如下的方案：在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(使铁丝完全浸没在食盐水中)，然后按下图装置成下表中的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示。时间/小时0A瓶(盛干燥铁丝)0000000B瓶(盛浸过食盐水的铁丝)0C瓶(盛浸过清水的铁丝)000D瓶(盛完全浸没在食盐水中的铁丝)0000000课题组在结题时，学校评审组组织了成果展示与答辩，假如你是课题组组长，请回答以下的问题：(1)导管中水面上升的原因是______________________________。(2)上述实验中，铁丝生锈的速率由大到小的排列顺序为________(填小烧杯号)。(3)影响铁生锈的因素主要有________________。15．解析：铁丝在清水或食盐水中，发生吸氧腐蚀。吸氧腐蚀发生的电极反应式分别是：负极2Fe－4e－=2Fe2＋；正极O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由此可见，发生吸氧腐蚀离不开水和氧气。在干燥的空气中有氧气但没有水，完全浸没在食盐水中则隔绝了空气，这两种情况都不易被腐蚀。清水中离子浓度远远低于食盐水中的离子浓度，导电能力差，腐蚀速率慢。答案：(1)铁丝生锈时跟小烧瓶内空气中的氧气反应，使小烧瓶中气体压强减小(2)B>C>A＝D(3)①跟氧气接触；②有水分存在；③有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速率最快(或从构成原电池的条件分析)16．(12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，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3min左右，观察到的实验现象为：①直试管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀②直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀③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________，能表示其原理的反应方程式为________。(2)仪器A的名称为________，其中装的药品可以是______