2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課時(shí)同步試題 新人教版選修4.doc

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4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 一、選擇題 1．下列防止金屬腐蝕的方法屬于電化學(xué)防護(hù)的是 A．船體表面刷漆 B．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極 C．自行車鏈條涂油 D．鐵中加入鉻、錳、硅等制成不銹鋼 【答案】B 2．鐵鍋表面覆蓋有下列物質(zhì)時(shí)，銹蝕速率最快的是 A．水 B．食鹽水 C．食用油 D．酒精 【答案】B 【解析】食用油和酒精為非電解質(zhì)，不能形成原電池反應(yīng)，而水的導(dǎo)電性沒有食鹽水強(qiáng)，所以銹蝕速率最快的是食鹽水。答案選B。 3．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩內(nèi)保存一星期后，下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象描述不正確的是 A．裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會上升 B．左側(cè)液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低 C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 【答案】B 【解析】裝置Ⅰ發(fā)生吸氧腐蝕，裝置Ⅱ發(fā)生析氫腐蝕，裝置Ⅲ因?yàn)闈饬蛩嵛?，使氣體保持干燥，所以鐵釘很難被腐蝕。因?yàn)檠b置Ⅰ發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被吸收，所以裝置Ⅰ左側(cè)液面一定上升，選項(xiàng)A正確；裝置Ⅱ發(fā)生析氫腐蝕，因?yàn)槲龀鰵錃猓匝b置Ⅱ左側(cè)液面下降，因此左側(cè)液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；裝置Ⅱ的鹽酸是揮發(fā)性的，所以此裝置內(nèi)的鐵釘周圍的環(huán)境的導(dǎo)電性更好，形成原電池更容易，所以裝置Ⅱ中鐵釘被腐蝕的最快，選項(xiàng)C正確；裝置Ⅲ中因?yàn)闈饬蛩岬奈?，使其中的氣體保持干燥，所以鐵釘很難被腐蝕，選項(xiàng)D正確。 4．有關(guān)電化學(xué)的相關(guān)知識中，下列敘述正確的是 A．金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過程 B．將水庫中的水閘（鋼板）與外加直流電源的負(fù)極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕 C．合金的熔點(diǎn)都高于它的成分金屬，合金的耐腐蝕性也都比其成分金屬強(qiáng) D．銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng)：Fe?3e?=Fe3+，繼而形成鐵銹 【答案】B 5．2018年4月12日，我國海軍首次在南海進(jìn)行海上閱兵。為了保護(hù)艦艇（主要是鐵合金材料），在艦體表面鑲嵌金屬塊（R）。下有關(guān)說法不正確的是 A．這種保護(hù)艦體的方法叫做犧牲陽極的陰極保護(hù)法 B．金屬塊R可能是鎂或鋅 C．海水呈弱堿性，艦艇在海水中易發(fā)生析氫腐蝕 D．正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?=4OH? 【答案】C 【解析】A．在艦體表面鑲嵌金屬塊(R)，這種保護(hù)方法利用原電池原理，需要金屬塊R比鐵活潑，R作負(fù)極，鋼鐵作正極，這種方法叫做犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故A正確；B．金屬塊R比鐵活潑，金屬塊R可能是鎂或鋅，故B正確；C．在弱堿性海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性溶液中才發(fā)生析氫腐蝕，故C錯(cuò)誤；D．吸氧腐蝕的正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?=4OH?，故D正確。故選C。 6．據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火災(zāi)、水災(zāi)等自然災(zāi)害的總和，越來越被世界各國所重視，下面金屬的防腐措施中，使用犧牲陽極的陰極保護(hù)法的是 A．汽車底盤噴涂油漆 B．摻防腐的金屬制成不銹鋼菜刀 C．鋼閘門連接電源負(fù)極 D．地下鋼管連接鋅塊 【答案】D 7．鋼鐵的銹蝕過程中，下列五種變化中可能發(fā)生的是 ①Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià) ②O2被還原 ③H+被還原 ④有Fe2O3xH2O生成 ⑤雜質(zhì)碳被氧化除去 A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 【答案】C 【解析】鋼鐵銹蝕可能發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕，析氫腐蝕中H+得電子被還原成H2；吸氧腐蝕中氧氣得電子與水反應(yīng)生成OH?被還原，生成的Fe(OH)2再被氧氣進(jìn)一步氧化成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水生成鐵銹Fe2O3xH2O。無論哪一種腐蝕，碳均作正極，僅起導(dǎo)電作用，不參與反應(yīng)。 8．下列有關(guān)鍍鋅鋼管的敘述正確的是 A．電鍍時(shí)，鋼管作陽極，鋅棒作陰極，鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液 B．鋼管鍍鋅后，鍍鋅層破損后，鋼管不能受到保護(hù) C．鍍鋅的目的是為了在鋼管表面形成 Fe-Zn 合金，增強(qiáng)鋼管的耐腐蝕能力 D．鍍鋅層破損后，鋼管仍可受到保護(hù) 【答案】D 【解析】電鍍是鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，含鍍層金屬離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液，鋼管鍍鋅時(shí)，鋅棒作陽極，鋼管作陰極，鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液發(fā)生電解反應(yīng)，A錯(cuò)誤；鋼管鍍鋅后，一旦破損，鐵與鋅、潮濕空氣構(gòu)成原電池的兩電極，金屬鋅是負(fù)極，金屬鐵是正極，腐蝕鋅而保護(hù)鐵，B錯(cuò)誤；鍍鋅的目的一是美觀，二是萬一鍍層被破壞，還能保護(hù)Fe，不是在鋼管表面形成Fe?Zn合金，C錯(cuò)誤；鋼管鍍鋅后，破損處鐵與鋅構(gòu)成原電池的兩電極，金屬鋅是負(fù)極，金屬鐵是正極，正極材料被保護(hù)，即鍍鋅層破損后，鋼管仍可受到保護(hù)，D正確。 9．銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕，示意圖如下。下列說法不正確的是 A．腐蝕過程中銅極上始終只發(fā)生：2H++2e-= H2↑ B．若水膜中溶有食鹽將加快鐵鉚釘?shù)母g C．若在金屬表面涂一層油脂能防止鐵鉚釘被腐蝕 D．若將該銅板與直流負(fù)極相連，則鐵銅均難被腐蝕 【答案】A 10．下列關(guān)于金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是 圖① 圖② 圖③ A．圖①，放置于干燥空氣中的鐵釘不易生銹 B．圖②，若斷開電源，鋼閘門將發(fā)生吸氧腐蝕 C．圖②，若將鋼閘門與電源的正極相連，可防止鋼閘門腐蝕 D．圖③，若金屬M(fèi)比Fe活潑，可防止輸水管腐蝕 【答案】C 【解析】A、形成原電池需要電解質(zhì)溶液，所以干燥空氣中不易形成原電池，則鐵釘不會生銹，故A正確；B、中性、堿性和弱酸性條件下易發(fā)生吸氧腐蝕，所以鋼閘門會發(fā)生吸氧腐蝕，故B正確；C、與原電池的正極相連作陽極，活潑金屬作陽極時(shí)，金屬失電子易被腐蝕，所以若將鋼閘門與電源的正極相連，則會加快鋼閘門的腐蝕，故C錯(cuò)誤；D、M與Fe形成原電池時(shí)，活潑金屬作負(fù)極，則Fe作正極被保護(hù)，故D正確。答案為C。 二、非選擇題 11．（1）在原電池中，通常較活潑的金屬做_____極，發(fā)生_______反應(yīng)； 電解池中，與電源正極相連的極是_______極，發(fā)生________反應(yīng)。 （2）下圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察： ①若試管內(nèi)液面上升，發(fā)生_____腐蝕，正極反應(yīng)式為________________。 ②若試管內(nèi)液面下降，發(fā)生_______腐蝕，正極反應(yīng)式為_______________。 【答案】（1）負(fù) 氧化 陽 氧化 （2）①吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- ②析氫 2H++2e-=H2↑ 12．鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護(hù)方法具有重要意義，對鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長其使用壽命。 （1）抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹。現(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________。 （2）利用上圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 ①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。 ②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為________。 （3）上圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時(shí)間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2 g時(shí)，X電極溶解的銅的質(zhì)量________3.2 g(填“＜”“>”或“＝”)。 （4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，銅電極發(fā)生的反應(yīng)是 ，若將開關(guān)K置于N處，發(fā)生的總反應(yīng)是 。 【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2 （2）①N ② 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 （3）＜ （4）2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ （3）上圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時(shí)間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2 g時(shí)，由于粗銅中有雜質(zhì)參加反應(yīng)，所以X電極溶解的銅的質(zhì)量＜3.2 g。 （4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關(guān)K置于M處，此時(shí)構(gòu)成原電池裝置，銅電極為正極，發(fā)生的反應(yīng)是2Fe3++2e-=2Fe2+；若將開關(guān)K置于N處，此時(shí)構(gòu)成電解池裝置，銅為陽極，銅本身被氧化而溶解，陰極鐵離子被還原，發(fā)生的總反應(yīng)是：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。 13．對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可減緩金屬的腐蝕，延長其使用壽命。 （1）以下為鋁材表面處理的一種方法： ①堿洗的目的是除去鋁表面的氧化膜(Al2O3)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_________________。堿洗時(shí)常有氣泡冒出，該氣體是_________ (填化學(xué)式)。 ②電解時(shí)，處理好的鋁材應(yīng)與電源的________極相連，鋁材表面形成氧化膜的電極反應(yīng)式為_______。 （2）鋼鐵容易生銹的主要原因是鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在酸性環(huán)境下，其正極反應(yīng)式為_______________________；在酸性很弱或中性條件下，其發(fā)生______________(填“析氫腐蝕”或“吸氧腐蝕”)。 （3）下列裝置中鐵片腐蝕由快到慢的順序是____________(用序號表示)。 （4）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。 若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為__________________；若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，_____（填“能”或“不能”)達(dá)到防止鐵腐蝕的目的。 【答案】（1）①Al2O3+2OH?=2AlO2?+H2O H2 ②正 2Al+3H2O?6e?=Al2O3+6H+ （2）2H+ +2e?=H2↑ 吸氧腐蝕 （3）⑤>②>①>③>④ （4）外加電流的陰極保護(hù)法 能 （3）由圖可知，①為化學(xué)腐蝕，②③裝置是原電池，在②中，金屬鐵作負(fù)極，③中金屬鐵作正極，作負(fù)極的腐蝕速率快，并且兩個(gè)電極金屬活潑性相差越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快，正極被保護(hù)，并且原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕，所以②＞①>③，④⑤裝置是電解池，④中鐵為陰極，⑤中鐵為陽極，陽極金屬被腐蝕的速率快，陰極被保護(hù)，即⑤＞④，根據(jù)電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金屬腐蝕速率，所以鐵腐蝕快慢順序?yàn)椋孩荩劲冢劲伲劲郏劲堋? （4）X為碳棒，開關(guān)K置于N處，形成電解池，鐵作陰極被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱為外加電流的陰極保護(hù)法；若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，形成原電池，Zn作負(fù)極、鐵作正極，能達(dá)到防止鐵腐蝕的目的。