20192020学人教版化学选修四导学同步练习第4章第4节金属的电化学腐蚀与防护解析

第四章第四节基础巩固1．下列有关金属腐蚀的说法正确的是(D)A．金属腐蚀是指不纯金属接触电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀是指在外加电流的作用下，不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气最终转化为铁锈D．电化学腐蚀伴有电流产生解析：金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指直接发生化学反应的腐蚀，电化学腐蚀是指形成原电池的腐蚀，不需要外加电流，故A、B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气形成氢氧根离子，C错误。2．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是(A)A．反应①②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析：反应①②中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢制水管腐蚀速率加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。3．(2019·山东师范大学附属中学)下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是(B)A．图1中，铁钉易被腐蚀B．图2中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀C．图3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．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋解析：A.浓硫酸具有吸水性，能够干燥空气，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀，故A错误；B.高温下，Fe与氧气反应生成四氧化三铁，该条件下，铁发生化学腐蚀，故B正确；C.图3中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，故C错误；D.在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，故D错误；故选B。4．(2019·山东潍坊)下列有关金属腐蚀和防护的说法正确的是(D)A．金属腐蚀的本质是金属被还原B．使用物品久置表面变暗主要是化学腐蚀的结果C．镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀D．在海轮外壳连接锌块采用的是牺牲阳极的阴极保护法解析：A、金属腐蚀的本质是金属被氧化，故A错误；B、使用物品久置表面变暗有的主要是电化学腐蚀的结果，如铁器生锈；有的主要是化学腐蚀，纯银质物品久置表面变暗，是因为银的表面形成硫化银，属于化学腐蚀；故B错误；C、铁比锡活泼，镀锡铁板更易腐蚀，锌比铁活泼，镀锌铁板更耐腐蚀，故C错误；D、牺牲阳极的阴极保护法是指原电池的负极金属易被腐蚀，而正极金属被保护，在海轮外壳连接锌块采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；故选D。5．下列叙述正确的是(B)①锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA．全部B．①③④⑤C．①③⑤D．②④解析：①对，因为能组成原电池，反应速率加快。②错，因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后，腐蚀锌保护铁，马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁、保护锡；③对，因为电镀时，镀件金属作阴极，镀层金属作阳极；④对，因为氧化铝熔点很高，只有在冰晶石助熔剂的作用下，在较低温度下就能熔融，可节能降耗；⑤对，因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，显红色。6．研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是(D)A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑解析：由于活动性：铁石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋，进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁片腐蚀比没有形成原电池时的速率快，A正确；d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确；d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。7．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(B)A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，正极反应为Fe－3e－===Fe3＋解析：钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，D项错误。8．取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，如图所示。试管①放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；试管②在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触；试管③先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；试管④中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；试管⑤放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；试管⑥放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。(1)上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是__①④⑥__(填试管序号)；在电化学腐蚀中，负极反应是__2Fe－4e－===2Fe2＋__，正极反应是__O2＋2H2O＋4e－===4OH－__。(2)从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是__水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在__。(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是__在表面涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀上不易生锈的合金或牺牲阳极的阴极保护法(答出其中两种即可)__(答两种方法)。解析：(1)由于②、③两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以未被腐蚀。而试管⑤尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中作负极，使铁变成亚铁离子的反应难以发生，所以铁也未被腐蚀。发生电化学腐蚀的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)对比发生电化学腐蚀的试管和未发生电化学腐蚀的试管中铁钉的锈蚀情况，可知引起和促进铁钉腐蚀的条件为水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。(3)电镀、发蓝、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法等都可以保护金属。能力提升1．以下现象与电化学腐蚀无关的是(D)A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B．纯铁不容易生锈C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀解析：A项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀；而镀锌铁器表面破损时形成原电池，Fe作正极，被保护。B项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀。C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D项中是铁和Cl2直接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。2．下列关于铁的腐蚀、防护的叙述正确的是(A)A．用铁锅烧制糖醋鱼时，铁锅会发生化学腐蚀和析氢腐蚀B．铁发生吸氧腐蚀的负极反应可用O2＋4e－＋2H2O===4OH－表示C．常温下，铁在浓硫酸中比在稀硫酸中腐蚀得快D．可用下图表示对钢铁采取外加电流的阴极保护法的原理解析：铁锅在受热时会被氧气氧化，这是铁的化学腐蚀；食醋呈酸性，铁在酸性条件下会发生析氢腐蚀，A项正确。铁发生吸氧腐蚀的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项不正确。常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，在稀硫酸中发生反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，C项不正确。该图表示的是对钢铁采取牺牲阳极(原电池的负极，发生氧化反应)的阴极保护法的原理，锌块是负极，被氧化，钢件是正极，被保护，D项不正确。3．为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是(C)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解析：A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，故选C。4．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，则下列说法正确的是(B)①有5.6g金属被腐蚀②有6.5g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24L气体放出④在标准状况下有1.12L气体放出A．①②B．②③C．①④D．③④解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，当有0.2mol电子转移时，有0.1molZn溶解，在正极上：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1molH2。5．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(D)A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑解析：A选项，若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀，这是外加电流的阴极保护法，正确；B选项，若X为锌棒，开关K置于A处时形成电解池，Fe作阴极被保护，置于B处时形成原电池，这是牺牲阳极的阴极保护法，B、C选项正确；若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，D错误。6．某同学进行下列实验操作现象取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈下列说法不合理的是(D)A．生铁片发生吸氧腐蚀B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋解析：生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，故A、C两项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋，故B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化成了氢氧化铁，不是4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋，故D项不合理。7．下列说法中，不正确的是(C)AB钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀CD将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好钢闸门作为阴极而受到保护解析：钢铁是铁碳合金，当表面水膜为弱酸性或中性溶液时，易发生吸氧腐蚀，当表面水膜为酸性较强溶液时，易发生析氢腐蚀，故A、B正确；Zn－Fe原电池，Fe为正极，可减缓腐蚀，如果换成Fe－Cu原电池，Fe为负极，可加快钢闸门的腐蚀，故C错误；通过连接外接电源的负极保护钢闸门不受腐蚀，这是外接电流的阴极保护法，故D正确。8．关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是(D)A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极解析：钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁失去电子做负极，电极反应式为Fe－2e－==