2020化学人教版选修4作业第四章第4节金属的电化学腐蚀与防护综合训练解析

第4节金属的电化学腐蚀与防护[综合训练]对应学生用书P69一、选择题1．下列说法正确的是()A．钢铁因含杂质而易发生腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故其不能用来减缓金属的腐蚀C．金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化答案D解析金属通过改变内部结构制成合金可耐腐蚀，A错误；牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属制品，B错误；决定金属腐蚀类型的因素是周围的环境，C错误。2．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3．2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。下列对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B．发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－C．在化学腐蚀过程中有氢气产生D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋答案B解析酸性环境发生的腐蚀为析氢腐蚀，其正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，B错误。3．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图1中，铁钉易被腐蚀B．图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C．图3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D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极答案C解析A项，图1中，铁钉处于干燥环境中，不易被腐蚀；B项，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D项为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。采用牺牲阳极的阴极保护法时，负极金属活动性比被保护的金属活动性强，但也不能用很活泼的金属，如保护铁时一般用锌，不能用镁。4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A．纯银器表面在空气中因电化学腐蚀而渐渐变暗B．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀C．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀D．当镀锌铁制品的镀层受损后，镀层仍能对铁制品起保护作用答案D解析纯银器表面在空气中因被氧气氧化而变暗，是化学腐蚀，A错误；地下输油钢管与外加直流电源的正极相连，作活性电极被腐蚀，B错误；钢柱在水交界处与氧气接触更容易被腐蚀，C错误；当镀锌铁制品的镀层受损后，镀层锌与铁制品形成原电池，锌为负极把铁保护，D正确。5．钢铁生锈过程中发生反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。下列说法正确的是()A．参加反应的O2的量相等时，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答案A解析反应①中水既不是氧化剂，也不是还原剂，B项错误；钢质(主要成分是Fe)水管、铜质(主要成分是Cu)水龙头与水构成了原电池，较活泼的钢质水管作负极，腐蚀速率加快，C项错误；钢铁中含有铁和碳，在潮湿的空气中构成了原电池，易发生电化学腐蚀而使钢铁生锈，D项错误。6．如图所示装置中，U形管底部盛有CCl4，分别在U形管a、b两侧慢慢加入饱和食盐水和稀硫酸，并使两端液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，放置一段时间。下列有关叙述错误的是()A．两端铁丝的腐蚀速率：abB．a、b两侧相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋C．一段时间后，a侧液面高于b侧液面D．生铁丝中的碳在a、b两侧分别作原电池的负极和正极答案D解析生铁发生析氢腐蚀的速率比发生吸氧腐蚀的速率快，故A项正确；a侧负极上Fe失电子，正极上O2得电子，b侧负极上Fe失电子，正极上H＋得电子，所以a、b两侧相同的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B项正确；a侧发生吸氧腐蚀，b侧发生析氢腐蚀，一段时间后，a侧气体压强减小，b侧气体压强增大，所以a侧液面高于b侧液面，故C项正确；生铁丝中的碳在a、b两侧都作正极，故D项错误。7．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是()A．金属棒X的材料可能为铜B．金属棒X的材料可能为钠C．钢管附近土壤的pH可能会上升D．这种方法称为外加电流的阴极保护法答案C解析图中没有外加电源，故为牺牲阳极的阴极保护法，D项错误；X的活泼性应大于铁的活泼性，但金属钠的活泼性太强，能与土壤中的H2O直接反应，故X的材料不可能是铜和钠，A、B两项错误；O2在钢管处得电子，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故钢管附近土壤的pH可能会上升，C项正确。8．镀锌铁在发生析氢腐蚀时若有0．2mol电子发生转移，下列说法正确的是()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答案B解析发生的反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，有0．2mol电子转移则生成0．1molH2，消耗0．1molZn，其质量为6．5g。9．下列装置图及有关说法正确的是()A．装置①中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl－)增大B．装置①中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1只闭合K3只闭合K2都断开D．装置③中当铁制品上析出1．6g铜时，电源负极输出的电子数为0．025NA答案B解析A项，K闭合时，左边Zn电极为负极，则Cl－移向ZnSO4溶液，错误。B项，a为阴极，b为阳极，在阴极上发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则a点附近溶液呈碱性，溶液变红，正确。C项，只闭合K1铁作阳极，加速腐蚀，只闭合K2铁作阴极，被保护，只闭合K3铁作负极，加速腐蚀，则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1只闭合K3都断开只闭合K2，错误。D项，根据得失电子守恒可知，负极输出的电子数为1.664×2NA＝0．05NA，错误。金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀原电池原理引起的负极腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。二、非选择题10．某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了如图三组实验来探究铁生锈的条件：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，如图所示：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。答案(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(或干燥或保持试管内的干燥环境)(2)铁的吸氧腐蚀要吸收氧气(或氧气参与反应或消耗了氧气)，使试管内气体体积减少不能解析(1)根据现象“A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈”，分析A中形成了原电池，铁发生了吸氧腐蚀。