2018-2019学年高中化学第0章电化学基础专题.金属的电化学腐蚀与防护课时试题新人教版选修

06/707/7/4.4金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是A．船体表面刷漆 B．水中的钢闸门连接电源的负极C．自行车链条涂油D．铁中加入铬、锰、硅等制成不锈钢【答案】B2．铁锅表面覆盖有下列物质时，锈蚀速率最快的是A．水 B．食盐水 C．食用油 D．酒精【答案】B【解析】食用油和酒精为非电解质，不能形成原电池反应，而水的导电性没有食盐水强，所以锈蚀速率最快的是食盐水。答案选B。3．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀【答案】B【解析】装置Ⅰ发生吸氧腐蚀，装置Ⅱ发生析氢腐蚀，装置Ⅲ因为浓硫酸吸水，使气体保持干燥，所以铁钉很难被腐蚀。因为装置Ⅰ发生吸氧腐蚀，氧气被吸收，所以装置Ⅰ左侧液面一定上升，选项A正确；装置Ⅱ发生析氢腐蚀，因为析出氢气，所以装置Ⅱ左侧液面下降，因此左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的高，选项B错误；装置Ⅱ的盐酸是挥发性的，所以此装置内的铁钉周围的环境的导电性更好，形成原电池更容易，所以装置Ⅱ中铁钉被腐蚀的最快，选项C正确；装置Ⅲ中因为浓硫酸的吸水性，使其中的气体保持干燥，所以铁钉很难被腐蚀，选项D正确。4．有关电化学的相关知识中，下列叙述正确的是A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B．将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe?3e?=Fe3+，继而形成铁锈【答案】B5．2018年4月A．这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法B．金属块R可能是镁或锌C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀D．正极反应式为O2+2H2O+4e?=4OH?【答案】C【解析】A．在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼，R作负极，钢铁作正极，这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；B．金属块R比铁活泼，金属块R可能是镁或锌，故B正确；C．在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中才发生析氢腐蚀，故C错误；D．吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e?=4OH?，故D正确。故选C。6．据统计，金属腐蚀造成的损失远远超过火灾、水灾等自然灾害的总和，越来越被世界各国所重视，下面金属的防腐措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是A．汽车底盘喷涂油漆 B．掺防腐的金属制成不锈钢菜刀C．钢闸门连接电源负极 D．地下钢管连接锌块【答案】D7．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化中可能发生的是①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③H+被还原④有Fe2O3·xH2O生成⑤杂质碳被氧化除去A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤【答案】C【解析】钢铁锈蚀可能发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，析氢腐蚀中H+得电子被还原成H2；吸氧腐蚀中氧气得电子与水反应生成OH?被还原，生成的Fe(OH)2再被氧气进一步氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈Fe2O3·xH2O。无论哪一种腐蚀，碳均作正极，仅起导电作用，不参与反应。8．下列有关镀锌钢管的叙述正确的是A．电镀时，钢管作阳极，锌棒作阴极，锌盐溶液作电解质溶液B．钢管镀锌后，镀锌层破损后，钢管不能受到保护C．镀锌的目的是为了在钢管表面形成Fe-Zn合金，增强钢管的耐腐蚀能力D．镀锌层破损后，钢管仍可受到保护【答案】D【解析】电镀是镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属离子的盐溶液为电解质溶液，钢管镀锌时，锌棒作阳极，钢管作阴极，锌盐溶液作电解质溶液发生电解反应，A错误；钢管镀锌后，一旦破损，铁与锌、潮湿空气构成原电池的两电极，金属锌是负极，金属铁是正极，腐蚀锌而保护铁，B错误；镀锌的目的一是美观，二是万一镀层被破坏，还能保护Fe，不是在钢管表面形成Fe?Zn合金，C错误；钢管镀锌后，破损处铁与锌构成原电池的两电极，金属锌是负极，金属铁是正极，正极材料被保护，即镀锌层破损后，钢管仍可受到保护，D正确。9．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。下列说法不正确的是A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H++2e-=H2↑B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀D．若将该铜板与直流负极相连，则铁铜均难被腐蚀【答案】A10．下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是图①图②图③A．图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈B．图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀D．图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀【答案】C【解析】A、形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不会生锈，故A正确；B、中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以钢闸门会发生吸氧腐蚀，故B正确；C、与原电池的正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，则会加快钢闸门的腐蚀，故C错误；D、M与Fe形成原电池时，活泼金属作负极，则Fe作正极被保护，故D正确。答案为C。二、非选择题11．（1）在原电池中，通常较活泼的金属做_____极，发生_______反应；电解池中，与电源正极相连的极是_______极，发生________反应。（2）下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：①若试管内液面上升，发生_____腐蚀，正极反应式为________________。②若试管内液面下降，发生_______腐蚀，正极反应式为_______________。【答案】（1）负氧化阳氧化（2）①吸氧O2+4e-+2H2O=4OH-②析氢2H++2e-=H2↑12．钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：________________________。（2）利用上图装置，可以模拟铁的电化学防护。①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________。（3）上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，X电极溶解的铜的质量________3.2g(填“＜”“>”或“＝”)。（4）上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是，若将开关K置于N处，发生的总反应是。【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2（2）①N ②牺牲阳极的阴极保护法（3）＜ （4）2Fe3++2e-=2Fe2+Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+（3）上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量＜3.2g。（4）上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe3++2e-=2Fe2+；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。13．对金属制品进行抗腐蚀处理，可减缓金属的腐蚀，延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝表面的氧化膜(Al2O3)，有关反应的离子方程式为_________________。碱洗时常有气泡冒出，该气体是_________(填化学式)。②电解时，处理好的铝材应与电源的________极相连，铝材表面形成氧化膜的电极反应式为_______。（2）钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。在酸性环境下，其正极反应式为_______________________；在酸性很弱或中性条件下，其发生______________(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。（3）下列装置中铁片腐蚀由快到慢的顺序是____________(用序号表示)。（4）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，开关K置于N处，该电化学防护法称为__________________；若X为锌棒，开关K置于M处，_____（填“能”或“不能”)达到防止铁腐蚀的目的。【答案】（1）①Al2O3+2OH?=2AlO2?+H2O H2②正 2Al+3H2O?6e?=Al2O3+6H+（2）2H++2e?=H2↑ 吸氧腐蚀（3）⑤>②>①>③>④（4）外加电流的阴极保护法 能（3）由图可知，①为化学腐蚀，②③装置是原电池，在②中，金属铁作负极，③中金属铁作正极，作负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀，所以②＞①>③，④⑤装置是电解池，④中铁