试题君之课时同步君2016-2017学年高二化学人教版选修4（第4

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绝密★启用前 人教版选修4 第26课时 金属的电化学腐蚀与防护 一、选择题 ‎1．下列现象中，不是由于原电池反应造成的是(　　)‎ A．含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快 B．金属在潮湿的空气中易腐蚀 C．纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率 D．化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏 ‎ ‎ ‎2．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　)‎ ‎ ‎ A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋‎ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 ‎ ‎ ‎3.下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)‎ A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程 B．铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼 C．将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀 D．钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3+，而后生成Fe(OH)3，再部分脱水成为氧化铁的水合物 ‎ ‎ ‎4．光亮的铁钉在下列情况下最易生锈的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎5．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是(　　)‎ A．a中铁钉附近呈现红色 B．b中铁钉上发生还原反应 C．a中铜丝上发生氧化反应 D．b中铝条附近有气泡产生 ‎ ‎ ‎6．古老的铁桥，经常每隔一段时间就要刷一遍油漆，但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是(　　)‎ A．油漆只起美观作用，而与腐蚀无关 B．铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀 C．铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生电化学腐蚀 D．铁桥腐蚀与外界环境无关，只由金属内部结构决定 ‎ ‎ ‎7．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Ⅰ是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均是Fe-2e－Fe2+‎ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均是O2+2H2O+4e－4OH－‎ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量KSCN溶液，均变红色 ‎ ‎ ‎8‎ ‎．在一些特定的条件下，铁也可以生成具有保护作用的氧化膜。例如，铁在浓硝酸、浓硫酸中可以生成氧化膜(称为钝化膜)，特别是在碱性溶滚中更容易被一些并不强的氧化剂氧化生成钝化膜。拿一把已除锈、去油的小刀放入发蓝液(50 g氢氧化钠、10 g硝酸钠、3 g亚硝酸钠和100 mL水所形成的溶液)中，加热煮沸20 min，就可形成蓝黑色的“烤蓝”。根据上面的信息下列叙述不正确的是(　　)‎ A．在烤蓝的过程中，铁没有损失 B．烤蓝实质是一部分铁被氧化成致密的氧化膜，起到了抗腐蚀作用 C．在“烤蓝”液中硝酸钠、亚硝酸钠起了氧化剂的作用 D．在烤蓝前除锈可以使用盐酸 ‎ ‎ ‎9．下列关于钢铁锈蚀的叙述中，不正确的是 (　　)‎ A．钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3＋，而后生成Fe(OH)3，再部分脱水成为氧化铁的水合物 B．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀 C．铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块 D．酸雨能使钢铁更容易发生析氢腐蚀 ‎ ‎ ‎10．下列关于金属的防护方法的说法不正确的是 (　　)‎ A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接 C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青 ‎ ‎ ‎11．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液 B．装置②的总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋‎ C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀 ‎ ‎ ‎12．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(　　)‎ A．Cu B．Al C．Zn D．Mg ‎ ‎ 二、非选择题 ‎13．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：‎ ‎(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。‎ ‎(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极： _________________________________________________________，‎ 正极：__________________________________________________________。‎ 若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生________腐蚀。‎ 电极反应式：负极_____________________________________________，‎ 正极______________________________________________。‎ ‎ ‎ ‎14．关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：‎ ‎①Fe－2e－===Fe2＋；‎ ‎②H＋＋e－===H；‎ ‎③4H＋O2===2H2O；‎ ‎④4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O===2Fe2O3·xH2O＋8H＋‎ 根据以上过程，回答下列问题：‎ ‎(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是(　　)‎ A．以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀 B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂 C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化 D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀 ‎(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有(　　)‎ A．给铁件铆上一些锌板 B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接 C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金 D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青 ‎(3)现有质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为____L，反应后铁件的质量为____g(已知铁锈 Fe2O3·xH2O中x值为1)。‎ ‎ ‎ ‎15．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，可能发生的化合反应的化学方程式为______________________________________________________。‎ ‎(2)利用如图装置，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3.2 g时，X电极溶解的铜的质量________3.2‎ ‎ g(填“<”、“>”或“＝”)。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀，如果铁件部分未镀上铜，或镀层破损，镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀，请简要说明原因：___________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎ ‎ ‎16．金属由于其优良的物理化学性能，在工农业生产以及国防中大量使用。钢铁是应用最广的金属材料，但是钢铁材料的腐蚀也使我们损失惨重。因此对其的防护是十分必要的。防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金，表面“烤蓝”，电镀另一种金属以及电化学保护等方法。‎ ‎(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：‎ 负极：____________________________________________________________；‎ 正极：______________________________________________________________。‎ ‎(2)合金的性能各种各样，人们根据需要生产出种类繁多的合金材料。‎ 请回答：①作为建筑材料的铝合金利用了该合金的哪些特性(至少回答两点)?‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②由于人体摄入较多的Al，对人的健康有害，所以现在不主张使用铝制炊具。你认为生产炊具的材料最好是________，理由是_________________________________。‎ ‎(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能。请回答：电镀过程中，阴极是________，电解质一定含有________离子，阳极材料是________；电镀Cr时，不能使用CrO42－或Cr2O42－作为镀液，请说明原因：________________________________________________________________________。‎ 人教版选修4 第26课时 金属的电化学腐蚀与防护 参考答案与解析 一、选择题 ‎1． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】化工厂的空气中含有大量的化学物质，有的容易与铁制品反应，导致钢铁腐蚀，该腐蚀为化学腐蚀，答案选D。。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎2． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe－2e－===Fe2＋，C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小，b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低，故选B。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎3. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】金属失去电子发生的是氧化反应，A项错误；铝制品的耐腐蚀性强是因为铝的化学性质活泼，表面被氧化生成了一层致密的氧化膜，B项错误；钢铁闸门与电源负极相连作阴极，受到保护，C项正确；钢铁锈蚀时，铁原子失电子生成Fe2+，D项错误。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎4．‎ ‎【答案】B ‎【解析】在干燥的空气中，缺少水膜，铁很难形成原电池，A项不符合题意 ‎；空气和水的交界面处铁容易发生吸氧腐蚀而生锈，B项符合题意；植物油不是电解质溶液，也无法形成原电池，C项不符合题意；蒸馏水中含氧气较少，也难发生电化学腐蚀，D项不符合题意。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎5． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】a中铁比铜活泼，铁作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：2Fe-4e－2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e－4OH-，因此A、C项错误；b中铝比铁活泼，铝作负极，发生氧化反应，铁作正极，发生还原反应，电极反应式分别为：负极：4Al-12e－4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e－12OH－，B项正确，D项错误【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎6． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】油漆被磨损后，铁桥桥体的铁和碳与潮湿空气形成原电池，主要发生的是电化学腐蚀。答案选C。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎7． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】金属的活动性：Zn>Fe>Cu，故Ⅰ中锌作负极，铁作正极，电解质溶液呈中性，锌发生吸氧腐蚀，铁被保护，负极反应式是Zn-2e－Zn2+，属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确；Ⅱ中铁作负极，电解质溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe-2e－Fe2+，正极反应式为2H++2e－H2↑。因为Ⅰ中铁被保护，溶液中无Fe3+，Ⅱ中也不会生成Fe3+，故加入少量KSCN溶液不会变红色。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎8． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】烤蓝是要损失一少部分金属形成氧化膜，A不正确；根据题中提供的信息可以判断B、C都正确；由于铁表面的锈是氧化铁，易和盐酸反应，所以可以用盐酸来除去，D正确。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎9． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】钢铁锈蚀时铁作负极，失电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，而后Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3部分脱水成为氧化铁的水合物，A项错误；铁比银活泼，镀银铁制品破损后形成的原电池中铁为负极，腐蚀加快，B项正确；锌比铁活泼，形成原电池时锌为负极被腐蚀，保护铁，C项正确；酸性条件下钢铁易于发生析氢腐蚀，D项正确。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎10． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护，A项错误；把铁件与电池负极相连接利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁不被腐蚀B项正确；轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，锌做负极铁做正极，所以这是牺牲阳极的阴极保护法；钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青事沥青作涂层的涂层保护法，D项正确。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎11． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】A项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极，正确；B项，装置②的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，错误；C项，被保护的金属应作阴极，正确；D项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀，正确。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎12．‎ ‎【解析】溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成OH－导致的，贴近金属条一边为正极，答案选A。‎ ‎【答案】A ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 二、非选择题 ‎13． ‎ ‎【答案】(1)电化学(2)弱酸性或中 吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(3)较强的酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎【解析】根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】容易 ‎14． ‎ ‎【答案】(1)C　(2)AD　(3)33.6　 1 066‎ ‎【解析】(1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：‎ ‎4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)‎ 可知为吸氧腐蚀。‎ ‎(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎(3)4Fe＋3O2＋2H2O===2(Fe2O3·H2O)　　转移电子 ‎ 3×22.4 L 12 mol ‎ V(O2) 6 mol V(O2)＝＝33.6 L 由差值法得Δm＝＝66 g，故反应后铁件质量为1 066 g。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般 ‎15． ‎ ‎【答案】(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2‎ ‎(2)①N　②牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)‎ ‎(3)<　在潮湿的环境中构成原电池，铁是负极，加速腐蚀 ‎【解析】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋会与Fe反应生成 Fe2＋。‎ ‎(2)若X为碳棒，则需将铁件接电源的负极，即开关K置于N处。若X为Zn，则Zn—Fe—海水构成原电池，其中Zn作负极，Fe作正极。此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎(3)粗铜中含有杂质，转移电子共×2＝0.1 mol。故X电极溶解Cu的质量小于3.2 g。若镀层破损，Cu和Fe在电解质溶液中构成原电池，其中Fe作负极，会加快Fe的腐蚀。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般 ‎16． ‎ ‎【答案】(1)2Fe－4e－===2Fe2＋‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(2)①主要利用了合金的强度较高、密度小、耐腐蚀等特点 ‎②不锈钢　不锈钢强度高、耐腐蚀，无有害健康的离子进入食物 ‎(3)镀件　Cr3＋　纯铬 由于CrO42－、Cr2O42－均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr ‎【解析】根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般