2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時提升作業(yè)二十二金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)含解析新人教版選修4

PAGE9-金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) (40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分)1.(2024·青島高二檢測)下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是 ()A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹C.銀質(zhì)獎牌久置表面變暗D.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)簡單生銹【解析】選C。A項,黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼中,金屬鋅為負(fù)極,金屬銅做正極,Cu被愛護(hù),不易腐蝕,和電化學(xué)腐蝕有關(guān)。B項,鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處形成原電池裝置,其中金屬鐵為負(fù)極,易生鐵銹,和電化學(xué)腐蝕有關(guān)。C項,銀質(zhì)獎牌長期放置后在其獎牌的表面變暗是由于金屬銀和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化銀的結(jié)果,屬于化學(xué)腐蝕,與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。D項,生鐵中金屬鐵、碳、潮濕的空氣能構(gòu)成原電池,金屬鐵為負(fù)極,易被腐蝕而生銹,和電化學(xué)腐蝕有關(guān)。2.下列敘述正確的是 ()A.原電池中陽離子向負(fù)極移動B.用鋁質(zhì)鉚釘接鐵板,鐵易被腐蝕C.馬口鐵(鍍錫)的表面一旦破損,鐵腐蝕加快D.白鐵(鍍鋅)的表面一旦破損,鐵腐蝕加快【解析】選C。A中原電池工作時陽離子向正極移動,錯誤。B中鋁質(zhì)鉚釘接鐵板形成原電池,鋁作為負(fù)極,鐵作為正極不簡單被腐蝕,錯誤。C中馬口鐵(鍍錫)的表面一旦破損,鐵作為負(fù)極,加快腐蝕,正確。D中白鐵(鍍鋅)的表面一旦破損,鐵作為正極,受到愛護(hù),錯誤。3.下列防止鋼鐵銹蝕的措施中,不合理的是 ()A.車輪的鋼圈表面鍍鎳B.在地下鋼鐵管道上連接銅塊C.變更金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成不銹鋼D.金屬材料表面包上一層塑料層【解析】選B。鐵比銅活潑,在地下鋼鐵管道上連接銅塊會加速Fe的腐蝕,B項錯誤。4.下列金屬防腐的措施中,運用外加電流的陰極愛護(hù)法的是 ()A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B.金屬護(hù)欄表面涂漆C.汽車底盤噴涂高分子膜D.地下鋼管連接鎂塊【解析】選A。水中的鋼閘門連接電源負(fù)極,陰極上得電子被愛護(hù),所以屬于運用外加電流的陰極愛護(hù)法,A正確;金屬欄桿涂油漆使金屬和空氣、水等物質(zhì)隔離而防止生銹,沒有連接外加電源,B錯誤;汽車底盤噴涂高分子膜阻擋了鐵與空氣、水的接觸,從而防止金屬鐵生銹,沒有連接外加電源,C錯誤;鎂的活潑性大于鐵,用犧牲鎂塊的方法來愛護(hù)鋼管而防止鐵被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極愛護(hù)法,D錯誤。5.某同學(xué)做如下試驗,已知Fe2+與[Fe(CN)6]3-反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號裝置現(xiàn)象電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)下列說法正確的是 ()A.“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”,說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕B.用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ旁邊溶液,可推斷電池的正、負(fù)極C.鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質(zhì)溶液濃度相同,二者的腐蝕速率相等D.鐵片Ⅳ的電極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+【解析】選B。對比兩個鹽橋的雙液裝置,左圖中因兩溶液中氯化鈉的濃度相等,因此發(fā)生的是一般的化學(xué)腐蝕,且腐蝕速率相等。右圖中因兩溶液中氯化鈉的濃度不相等,因此發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕,且濃度大的一極是負(fù)極,發(fā)生的反應(yīng)是Fe-2e-Fe2+,可以用K3[Fe(CN)6]檢驗Fe2+的存在,若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,就證明含有Fe2+。故選項B正確。6.如下圖,各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的依次為 ()A.①②③④⑤ B.④③②①⑤C.④③①②⑤ D.④②③①⑤【解析】選C。金屬腐蝕快慢的比較規(guī)律:電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極,結(jié)合題給裝置選C。7.如圖是金屬犧牲陽極的陰極愛護(hù)法的試驗裝置,有關(guān)說法正確的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號()A.若加入K3[Fe(CN)6]溶液后,Fe電極旁邊不會產(chǎn)生特征藍(lán)色的沉淀B.本試驗犧牲了金屬Fe來愛護(hù)金屬ZnC.該裝置為電解池D.遠(yuǎn)洋貨輪上鑲嵌的金屬Zn長時間沒有什么變更,不須要更換【解析】選A。鐵被愛護(hù),所以溶液中不會產(chǎn)生亞鐵離子,加入K3[Fe(CN)6]溶液后,Fe電極旁邊不會產(chǎn)生特征藍(lán)色的沉淀,A正確;鋅活潑失電子作負(fù)極,鐵作正極,所以犧牲了鋅愛護(hù)了鐵,B錯誤;該裝置沒有外接電源,所以是原電池而不是電解池,C錯誤;遠(yuǎn)洋貨輪船底鑲嵌鋅塊,其中鋅與鐵構(gòu)成原電池,鋅活潑作負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),鋅被腐蝕,為愛護(hù)貨輪需定期更換,D錯誤。8.銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號()A.正極反應(yīng)式:2H++2e-H2↑B.此過程中還涉及反應(yīng):4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3C.此過程中Fe、Cu均被腐蝕D.此過程中電流從Fe流向Cu【解析】選B。依據(jù)題圖知,水中溶解了氧氣,銅、鐵和水構(gòu)成了原電池,較活潑的金屬作負(fù)極,較不活潑的金屬作正極,發(fā)生吸氧腐蝕。正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-4OH-,故A錯誤;負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式:Fe-2e-Fe2+,正極上的電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-4OH-,亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵不穩(wěn)定,簡單被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵,反應(yīng)方程式:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,故B正確;該原電池中銅作正極,原電池放電時,負(fù)極失電子簡單被腐蝕,正極被愛護(hù),所以銅不被腐蝕,故C錯誤;該原電池放電時,外電路上電子從負(fù)極鐵流向正極銅,電流從Cu流向Fe,故D錯誤。9.燒過菜的鐵鍋未剛好洗滌(殘液中含NaCl等),其次天便出現(xiàn)紅棕色銹斑。下列反應(yīng)表示整個過程可能發(fā)生的變更,其中不符合事實的是 ()A.2H2O+O2+4e-4OH-B.Fe-3e-Fe3+C.Fe2++2OH-Fe(OH)2↓D.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【解析】選B。依據(jù)題意,鐵在NaCl溶液中發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應(yīng)為負(fù)極Fe-2e-Fe2+,正極2H2O+O2+4e-4OH-,生成的Fe2+與OH-結(jié)合為Fe(OH)2,并進(jìn)一步在空氣中被氧化為Fe(OH)3,所以答案選B。10.下圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)裝置圖。下列說法中錯誤的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號()A.若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,可以減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅,開關(guān)K置于N處,則X極旁邊溶液的顏色會變黃色C.若X為碳棒,開關(guān)K置于M處,則X電極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O4OH-D.若X為鋅,開關(guān)K置于M處,愛護(hù)鐵電極,則為犧牲陽極的陰極愛護(hù)法【解析】選B。A中若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,形成電解池,鐵作為陰極受到愛護(hù)。B若X為鋅,開關(guān)K置于N處,鐵受到愛護(hù)沒有失去電子。C若X為碳棒,開關(guān)K置于M處形成原電池,X極作為正極,氧氣在X極得到電子。D.若X為鋅,開關(guān)K置于M處,形成原電池,鐵受愛護(hù)。二、非選擇題(本題包括2小題,共20分)11.(12分)(2024·河源高二檢測)依據(jù)下圖裝置,回答下列問題。(1)C中Fe極的電極反應(yīng)式為__________________。

(2)B中Fe極的電極反應(yīng)式為__________________,Cu極旁邊溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率,由快到慢的依次是________________________。

【解析】(1)裝置C中Zn-Fe-稀硫酸構(gòu)成原電池,其中Zn作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,Fe作正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑。(2)裝置B中,Cu-Fe-海水構(gòu)成原電池,其中負(fù)極(Fe):2Fe-4e-2Fe2+,正極(Cu):2H2O+O2+4e-4OH-。該裝置本質(zhì)上是發(fā)生的吸氧腐蝕,故Cu極旁邊c(OH-)增大,pH增大。經(jīng)比較可知鐵被腐蝕的快慢依次為B>A>C。答案:(1)2H++2e-H2↑(2)Fe-2e-Fe2+增大B>A>C12.(8分)如圖所示,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天視察:(1)鐵釘在漸漸生繡。(2)若試管內(nèi)液面上升,發(fā)生________腐蝕,電極反應(yīng):負(fù)極:________,正極:________。

(3)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈________性,發(fā)生的電極反應(yīng):正極:________________。

【解析】由題意可知,(2)試管內(nèi)液面上升,說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,發(fā)生吸氧腐蝕。(3)試管內(nèi)液面下降,說明試管內(nèi)氣壓增大,即發(fā)生析氫腐蝕。答案:(2)吸氧2Fe-4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-(3)較強(qiáng)的酸2H++2e-H2↑ (20分鐘30分)一、選擇題(本題包括3小題,每小題6分,共18分)1.(2024淮北高二檢測)深埋在潮濕土壤中的鐵管道,在硫酸鹽還原菌作用下,能被硫酸根腐蝕,其電化學(xué)腐蝕原理如圖示,下列與此原理有關(guān)說法錯誤的是 ()A.正極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-HS-B.輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C.這種狀況下,Fe腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3·xH2OD.管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕【解析】選C。原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),由圖示可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-+5H2O+8e-HS-+9OH-,故A正確;硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì),在高溫下易變性,失去催化效率,則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕,故B正確;由圖示可知,Fe腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO,故C錯誤;管道上刷富鋅油漆,形成Zn-Fe原電池,Fe變?yōu)檎龢O,可以延緩管道的腐蝕,故2.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)覺液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要緣由是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號()A.液滴中的Cl―由a區(qū)向b區(qū)遷移B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH―形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+【解析】選B。液滴邊緣O2多,在碳粒上發(fā)生正極反應(yīng)O2+2H2O+4e-4OH-。液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng),Fe-2e-Fe2+,為腐蝕區(qū)(a)。A.錯誤,Cl-由b區(qū)向a區(qū)遷移;C.錯誤,液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕;D.錯誤,Cu更穩(wěn)定,作正極,反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-。3.下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是 ()A.用圖a裝置處理銀器表面的黑斑Ag2S,銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S+2e-2Ag+S2-B.圖b裝置電解一段時間后,銅電極溶解,石墨電極上有亮紅色物質(zhì)析出C.圖c裝置中的X若為直流電源的負(fù)極,則該裝置可實現(xiàn)粗銅的精煉D.若圖d裝置中的M為海水,則該裝置可通過“犧牲陽極的陰極愛護(hù)法”使鐵不被腐蝕【解析】選A。形成原電池反應(yīng),Al為負(fù)極,被氧化,Ag2S為正極被還原,正極反應(yīng)式為Ag2S+2e-2Ag+S2-,A正確;銅為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),不能溶解,石墨電極上生成氧氣,B錯誤;圖c中的X若為負(fù)極,粗銅為陰極,不能進(jìn)行粗銅的精煉,而電解精煉時,粗銅作陽極,純銅作陰極,C錯誤;該裝置有外接電源,屬于“有外加電流的陰極愛護(hù)法”,D錯誤。二、非選擇題(本題包括1小題,共12分)4.(2024·聊城高二檢測)(1)對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長其運用壽命。以下為鋁材表面處理的一種方法:①堿洗的目的是洗去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時常有氣泡冒出,其緣由是________________________________________________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的________(填字母編號)。

a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極的電極反應(yīng)式為________________。電解后的鋁材需氨洗的目的是______________。陽極氧化膜中有微孔,需進(jìn)行封孔,封孔的操作方法是___________。

(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時用銅而不用石墨作陽極的緣由是____________________。

(3)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐,完成如圖防腐示意圖,并作相應(yīng)標(biāo)注?！窘馕觥?1)①鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣,當(dāng)其表面的氧化膜洗去后,鋁就和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣,離子方程式是2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑;堿洗的溶液中鋁以AlO2-的形成存在。由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物,所以應(yīng)當(dāng)通入CO②電解池中陽極失去電子,因此陽極是鋁失去電子,生成氧化鋁,電極反應(yīng)式是2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+