2024高中化学第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护达标训练含解析新人教版选修4

PAGE6-第四节金属的电化学腐蚀与防护1．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B．纯铁不简单生锈C．镶有相邻的银牙和金牙简单引起头痛D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀答案：D2．下列关于金属腐蚀的说法不正确的是()A．电化学腐蚀是由于合金接触电解质溶液形成了原电池B．化学腐蚀是金属与氧化性物质干脆接触发生化学反应C．析氢腐蚀过程中正极上的碳得电子放出氢气D．吸氧腐蚀过程中溶解于水的氧得电子生成氢氧根离子答案：C3．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要缘由可描述为()A．形成原电池，铝作负极B．形成原电池，铜作负极C．形成原电池时，电流由铝流向铜D．铝质铆钉发生了化学腐蚀答案：A4．据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝3.5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是()A．Fe－2e－=Fe2＋B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．2H＋＋2e－=H2↑解析：酸雨导致的是析氢腐蚀，碳作正极，氢离子得电子生成氢气。答案：D5．金属防护的方法错误的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．将炊具制成铁铜合金而不用纯铁制品C．用牺牲锌块的方法来爱护船身D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈解析：A、D是涂防腐层防腐；C是牺牲阳极的阴极爱护法；B中将炊具制成铁铜合金，铁的活泼性大于铜，遇到电解质溶液构成原电池，铁作负极加快了铁的腐蚀。答案：B6．金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。(1)写出有关电极反应式：①铁棒上的电极反应式：________________________________。②碳棒上的电极反应式：__________________________。(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极爱护法来爱护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为________棒。解析：依据析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件先进行推断，再写出电极反应式。答案：(1)①2Fe－4e－=2Fe2＋②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)吸氧(3)析氢锌(或其他比铁活泼的金属)时间：40分钟[A级基础巩固]1．下列事实不能用电化学理论说明的是()A．用铁桶盛装浓硫酸B．生铁比纯铁易生锈C．制氢气时用粗锌而不用纯锌D．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”解析：A的缘由是浓硫酸具有强氧化性，能在铁表面形成一层致密氧化膜，反应不能进一步发生，与电化学无关；而D的镀层可以防止电化学腐蚀。答案：A2．埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学爱护。下列说法正确的是()A．该方法将电能转化成化学能B．在此装置中钢管道作正极C．该方法称为“外加电流的阴极爱护法”D．镁块上发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案：B3．利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是()A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应解析：若X为锌棒，开关K置于M处，则Zn、Fe可以形成原电池，首先被腐蚀的是Zn，因此可减缓铁的腐蚀，在Fe上发生的是还原反应，A正确，B错误；若X为碳棒，开关K置于N处，则形成的是电解池，Fe作电解池的阴极而被爱护，故可减缓铁的腐蚀，X极是阳极，在阳极上发生氧化反应，C、D正确。答案：B4．支持海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极爱护法，工作原理如图，其中高硅铸铁为惰性协助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入爱护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的爱护电流应当依据环境条件变更进行调整解析：被爱护的钢管桩应作为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，避开或减弱腐蚀的发生，A正确；通电后，惰性高硅铸铁作阳极，电子经导线流向电源正极，再从电源负极流出经导线流向钢管桩，B正确；题干信息有高硅铸铁为惰性协助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；在爱护过程中要使被爱护金属结构电位低于四周环境，则通入的爱护电流应当依据环境条件变更进行调整，D正确。答案：C5．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()图a图b图c图dA．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严峻B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn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，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：A项中腐蚀最严峻的地方为水下中心部位，生锈最多的地方为接近于水面处。B项中当开关置于N处时是牺牲阳极的阴极爱护法，正确。C项中Pt上产生气泡。D项中自放电是因为Zn与NH4Cl水解得到的H＋反应。答案：B6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()A．K1闭合，石墨棒四周溶液pH渐渐上升B．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极爱护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体解析：A项，若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应；电极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－，所以石墨棒四周溶液pH渐渐上升，正确；B项，若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe－2e－=Fe2＋，错误；C项，K2闭合，Fe与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外接电源阴极爱护法，错误；D项，K2闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为2H＋＋2e－=H2↑，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，电路中通过0.002NA个电子时，阴极生成0.001mol氢气，阳极生成0.001mol氯气，两极共产生0.002mol气体，错误。答案：A[B级实力提升]7．全世界每年因钢铁锈蚀造成大量的损失，某学生欲探究在蒸馏水、氯化钠溶液和醋酸溶液三种条件下铁锈蚀的快慢，设计了如下试验，依据试验作答。试验序号①②③试验内容(1)在一周的视察过程中，他发觉试验序号为______的试管中铁钉锈蚀速度最慢。(2)试验②中发生的是____________(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。(3)下列防止钢铁锈蚀的措施合理的是____________(填序号)。a．在自行车的钢圈表面镀镍b．在地下钢铁管道上连接铜块c．变更金属内部结构制成不锈钢(4)已知铁钉样品质量为4.00g，经试验测得未锈蚀铁的质量分数为70%，则未锈蚀铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为____________(标准状况)。解析：(1)②发生吸氧腐蚀，③铁钉和醋酸能发生氧化还原反应而被腐蚀，所以铁钉腐蚀最慢的是①；(2)装置②中，铁钉和氯化钠溶液能构成原电池，铁作负极而被腐蚀，属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀；(3)b中铁、铜和电解质溶液构成原电池，铁比铜活泼，加快了铁的腐蚀，所以不能起到防腐作用；(4)设生成氢气的体积是V,Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑56g22.4L4．00g×70%VV＝eq\f(4.00g×70%×22.4L,56g)＝1.12L。答案：(1)①(2)电化学腐蚀(3)ac(4)1.12L(或1120mL)8．铜在潮湿的空气中也能发生电化学腐蚀。(1)铜________(填“能”或“不能”)发生析氢腐蚀，缘由是_____________________________________________________。(2)若铜在中性或碱性环境中发生电化学腐蚀，则负极反应为____________________，正极反应为______________________，总反应为__________________________。得到的产物还可与空气中的CO2接着反应，得到铜绿[Cu2(OH)2CO3]，化学方程式是___________________________________________________________________。(3)若铜在酸性环境中发生电化学腐蚀，则正极反应为_____________________________________________________，总反应为_____________________________________________。解析：(1)铜在金属活动性依次中排在氢之后，故铜不能发生析氢腐蚀。(2)铜在中性或碱性环境下发生吸氧腐蚀，负极上Cu失电子被氧化，正极上O2得电子被还原，其总反应为2Cu＋O2＋2H2O=2Cu(OH)2。Cu(OH)2还能接着与CO2生成Cu2(OH)2CO3。(3)铜在酸性条件下发生电化学腐蚀，必需有O2参加，即正极反应和负极