2023春高中化学第4章电化学基础第4节金属的电化学腐蚀与防护课后素养演练新人教版选修4

PAGE金属的电化学腐蚀与防护基础巩固1．以下有关金属腐蚀的说法正确的选项是eq\x(导学号68732770)(D)A．金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反响而损耗的过程B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反响而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈D．电化学腐蚀伴有电流产生解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反响的腐蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。2．钢铁生锈过程发生如下反响：①2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O。以下说法正确的选项是eq\x(导学号68732771)(A)A．反响①②中电子转移数目相等B．反响①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反响①②中消耗O2的量相等，两个反响也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。3．如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到贴近金属条一边的溶液出现粉红色，该金属条可能是eq\x(导学号68732772)(A)A．Cu B．AlC．Zn D．Mg解析：溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成OH－导致的。4．以下有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的选项是eq\x(导学号68732773)(D)A．自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B．外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连C．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反响：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．钢铁发生析氢腐蚀的负极反响：Fe－3e－=Fe3＋解析：钢铁发生析氢腐蚀的负极反响为Fe－2e－=Fe2＋，D项错误。5．(双选)以下表达错误的选项是eq\x(导学号68732774)(CD)A．在钢制船舶的外壳装上假设干镁合金块，可抑制船舶外壳的腐蚀B．将金属X、Y用导线连接并放入食醋中，Y上产生气泡，说明X比Y金属活动性强C．在通常条件下能快速发生的化学反响，都可用于设计原电池D．向锌与稀硫酸反响的容器中参加少量铜粉之后，生成氢气的速率显著提高，原因是铜发挥了催化剂作用解析：只有氧化复原反响才有可能用于设计原电池，而在通常条件下能快速发生的化学反响不一定是氧化复原反响，那么C不正确。向锌与稀硫酸反响的容器中参加少量铜粉之后，构成了锌为负极、铜为正极、硫酸溶液为电解质溶液的原电池，加快了生成氢气的速率，铜发挥的是原电池正极的作用，而不是催化剂作用，那么D不正确。6．铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反响方程式为：4Fe＋3O2＋xH2O=2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是eq\x(导学号68732775)(C)A．① B．②C．③ D．④解析：此处铁生锈属于吸氧腐蚀。④处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈蚀速率较慢；①②③处已与电解质溶液接触，但①②处含O2较少，所以③处腐蚀最快。7．以下表达正确的选项是eq\x(导学号68732776)(B)①锌跟稀硫酸反响制H2，参加少量硫酸铜溶液能加快反响速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝参加液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁外表常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA．全部 B．①③④⑤C．①③⑤ D．②④解析：①对，因为能组成原电池，反响速率加快。②错，因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后，腐蚀锌保护铁，马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁、保护锡；③对，因为电镀时，镀件金属作阴极，镀层金属作阳极；④对，因为氧化铝熔点很高，只有在冰晶石助熔剂的作用下，在较低温度下就能熔融，可节能降耗；⑤对，因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，显红色。8．取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，如下图。eq\x(导学号68732777)试管①放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；试管②在试管底部放入硅胶(是一种枯燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和枯燥空气接触；试管③先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；试管④中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；试管⑤放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；试管⑥放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。(1)上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是__①④⑥__(填试管序号)；在电化学腐蚀中，负极反响是__2Fe－4e－=2Fe2＋__，正极反响是__O2＋2H2O＋4e－=4OH－__。(2)从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是__水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在__。(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是__在外表涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀上不易生锈的合金或牺牲阳极的阴极保护法(答出其中两种即可)__(答两种方法)。解析：(1)由于②、③两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以未被腐蚀。而试管⑤尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中作负极，使铁变成亚铁离子的反响难以发生，所以铁也未被腐蚀。发生电化学腐蚀的负极反响为Fe－2e－=Fe2＋，正极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(2)比照发生电化学腐蚀的试管和未发生电化学腐蚀的试管中铁钉的锈蚀情况，可知引起和促进铁钉腐蚀的条件为水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。(3)电镀、发蓝、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法等都可以保护金属。素能拓展1．以下现象与电化学腐蚀无关的是eq\x(导学号68732778)(D)A．镀锡铁器比镀锌铁器外表破损时更易被腐蚀B．纯铁不容易生锈C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀解析：A项中镀锡铁器外表破损时形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀；而镀锌铁器外表破损时形成原电池，Fe作正极，被保护。B项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀。C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D项中是铁和Cl2直接发生反响，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。2．为了防止钢铁锈蚀，以下防护方法中正确的选项是eq\x(导学号68732779)(C)A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极解析：A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，应选C。3．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，假设有0.2mol电子发生转移，那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号68732780)(B)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．③④解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－=Zn2＋，当有0.2mol电子转移时，有0.1molZn溶解，在正极上：2H＋＋2e－=H2↑，生成0.1molH2。4．以下对如下图的实验装置的判断中错误的选项是eq\x(导学号68732781)(D)A．假设X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．假设X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C．假设X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．假设X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反响为2H＋＋2e－=H2↑解析：A选项，假设X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，正确；B选项，假设X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，B、C选项正确；假设X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反响为Fe－2e－=Fe2＋，D错误。5．以下关于铁的腐蚀、防护的表达正确的选项是eq\x(导学号68732782)(A)A．用铁锅烧制糖醋鱼时，铁锅会发生化学腐蚀和析氢腐蚀B．铁发生吸氧腐蚀的负极反响可用O2＋4e－＋2H2O=4OH－表示C．常温下，铁在浓硫酸中比在稀硫酸中腐蚀得快D．可用右图表示对钢铁采取外加电流的阴极保护法的原理解析：铁锅在受热时会被氧气氧化，这是铁的化学腐蚀；食醋呈酸性，铁在酸性条件下会发生析氢腐蚀，A项正确。铁发生吸氧腐蚀的负极反响为Fe－2e－=Fe2＋，正极反响为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，B项不正确。常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，在稀硫酸中发生反响：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，C项不正确。该图表示的是对钢铁采取牺牲阳极(原电池的负极，发生氧化反响)的阴极保护法的原理，锌块是负极，被氧化，钢件是正极，被保护，D项不正确。6.研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。以下有关说法错误的选项是eq\x(导学号68732783)(D)A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反响为2H＋＋2e－=H2↑解析：由于活动性：铁>石墨，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Fe2＋，进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被复原，铁片腐蚀比没有形成原电池时的速率快，A正确；d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生复原反响，电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B正确；假设d为锌块，那么由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确；d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反响为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D错误。7．以下有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的选项是eq\x(导学号68732784)(B)A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反响为Fe－3e－=Fe3＋解析：钢管与电源正极相连，那么钢管作阳极，发生氧化反响而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸外表钝化，在外表生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反响而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反响为Fe－2e－=Fe2＋，D项错误。8．关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的选项是eq\x(导学号68732785)(D)A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反响式均为Fe－2e－=Fe2＋B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反响式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极解析：钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁失去电子做负极，电极反响式为Fe－2e－=Fe2＋，钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反响式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A、B正确。地下钢管连接镁块，镁比铁活泼，镁做负极，铁做正极得到保护，C正确。用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁连接电源的负极，D错误。9．钢铁工业是国家工业的根底，请答复钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。eq\x(导学号68732786)(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反响的化学方程式为__2FeCl3＋Fe=3FeCl2。(2)以下哪些装置可防止铁棒被腐蚀__B、D__。(3)在实际生产中，可在铁件的外表镀铜防止铁被腐蚀。装置如图：①A电极对应的金属是__铜__(写元素名称)，B电极的电极反响式是__Cu2＋＋2e－=Cu__。②假设电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，那么电镀时电路中通过的电子为__0.08__mol。③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因__铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中