2020年高中化学 第4章 电化学基础训练5 新人教版选修4

2020年高中化学 第4章 电化学基础训练5 新人教版选修4

训练5　金属的电化学腐蚀与防护 ‎[基础过关]‎ 一、金属的腐蚀 ‎1． 关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 (　　)‎ A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑‎ B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 ‎2． 下列事实与电化学腐蚀无关的是 (　　)‎ A．光亮的自行车钢圈不易生锈 B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈 C．铜、铝电线一般不连接起来作导线 D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 ‎3． 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是 ‎(　　)‎ A．锡青铜的熔点比纯铜低 B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 ‎4． 下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 (　　)‎ A．铁为正极 B．碳为正极 C．溶液中氢离子浓度不变 D．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 ‎5． 在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 (　　)‎ ‎①Fe由＋2价转化成＋3价　②O2被还原　③产生H2‎ ‎④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O　⑤杂质C被氧化除去 A．①②④ B．③④‎ C．①②③④ D．①②③④⑤‎ ‎6． 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 (　　)‎ A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－‎ C．原电池是将电能转变为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 6‎ ‎7． 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 三、金属的防护方法 ‎8． 下列金属的防护方法不正确的是 (　　)‎ A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．用牺牲锌块的方法来保护船体 D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈 ‎9． 下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 (　　)‎ A．在钢铁制品表面镀一层金属锌 B．将钢铁制品放置在潮湿处 C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构 D．将钢铁制品与电源负极相连 ‎10．为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 (　　)‎ 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 ‎[能力提升]‎ ‎11．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。‎ ‎(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：‎ 6‎ 其中负极发生的电极反应为________________________________________________；‎ 在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎____________________。‎ ‎12．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。‎ ‎(1)以下为铝材表面处理的一种方法：‎ 铝材脱脂, 碱洗,水洗,除灰,耐蚀铝材废电解液 ‎①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是 ‎_______________________________________________________________________‎ ‎(用离子方程式表示)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。‎ a．NH3　　b．CO‎2　‎　c．NaOH　　d．HNO3‎ ‎②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 ‎___________________________________________________________ ‎ ‎_____________。‎ ‎(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。‎ 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。‎ 若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 ‎___________________________________________________________‎ ‎_____________。‎ ‎13．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问 ‎ 题。‎ ‎(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应的化学方程式是__________________________________________。‎ ‎(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。‎ 6‎ ‎(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右：‎ ‎①A电极对应的金属是__________(写元素名称)，B电极的电极反应式是 ‎______________________________________________________________‎ ‎__________。‎ ‎②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘 ‎ 干、称量，二者质量差为‎5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 ‎________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：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎14．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：‎ 序号 内容 实验现象 ‎1‎ 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮 ‎2‎ 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮 ‎3‎ 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗 ‎4‎ 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗 ‎5‎ 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗 ‎6‎ 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重 回答以下问题：‎ ‎(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________；在电化学腐蚀中，负极反应是__________________________________________________________________‎ ‎______________；正极反应是______________________________________________；‎ ‎(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(答两种方法)。‎ ‎[拓展探究]‎ ‎15．某研究小组对铁生锈进行研究。‎ 6‎ ‎(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。‎ ‎①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是 ‎________________________________________________________________________；‎ ‎②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为___________________________________‎ ‎__________________；‎ ‎③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是____________________；‎ ‎④实验C中碱石灰的作用是________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________________________________‎ ‎________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。‎ 6‎ 答案 ‎1．C　2．A　3．D　4．B　5.A　6.A　7.B　8.B　9.B 10．C ‎11．(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ ‎(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe ‎(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ ‎(4)Al－3e－===Al3＋　铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”‎ ‎12．(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b ‎②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋‎ ‎(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋的浓度恒定 ‎(3)N　牺牲阳极的阴极保护法 ‎13．(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2　(2)BD ‎(3)①铜　Cu2＋＋2e－===Cu　②0.08　③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀 ‎14．(1)3、4、5、6　2Fe－4e－===2Fe2＋(或Fe－2e－===Fe2＋)　2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ ‎(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在 ‎(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层法，牺牲阳极的阴极保护法等 ‎15．(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)‎ ‎②O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎③煮沸(或“除去氧气”)　隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)　④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)‎ ‎(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小　不能 6‎