2020化学材同步导学提分教程人教选修四测试第四章电化学基础第四节课后提升练习解析

[A篇对点强化训练]知识点一金属的电化学腐蚀1．钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀，下列说法不正确的是()A．此过程中可能涉及反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3B．钢铁被腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋C．钢铁设备上连接锌块可以防止腐蚀D．钢铁与外加直流电源的负极相连可以防止腐蚀答案B解析钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故B错误。2．下列说法中错误的是()A．黄铜制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯更容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．合金都比纯金属易被腐蚀答案D解析黄铜中的锌、铜可以形成原电池，使铜受到保护，A项正确；生铁易形成原电池，而软铁芯(纯铁)不易形成原电池，B项正确；铁与铜易形成原电池，C项正确；不锈钢属于合金，但它不易生锈，D项错误。3．我国某大城市某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。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↑。4．下列有关说法中正确的是()A．在空气中纯银器表面因发生电化学腐蚀而渐渐变暗B．输油管道内在有原油中的含硫化合物参与情况下的腐蚀属于电化学腐蚀C．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀D．在金属器械上涂植物油可以预防金属腐蚀答案D解析纯银器不能形成原电池，不会发生电化学腐蚀，A错误；输油管道内的腐蚀属于化学腐蚀，B错误；空气与水交界处氧气充足，易发生电化学腐蚀，C错误；D项操作可有效地将金属与空气隔绝开，D正确。5．下列各装置中都盛有0.1mol·L－1的NaCl溶液，放置一定时间后，纯锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是()A．②①④③B．①②④③C．①②③④D．③①④②答案A解析①中纯锌片为原电池的负极，②中纯锌片为电解池的阳极，故①②中纯锌片腐蚀的速率快，且②①；③中纯锌片为电解池的阴极，受到保护，腐蚀速率最慢，故腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。知识点二金属的防护6．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，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．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀答案B解析钢管连电源正极，则作阳极，易被腐蚀；铜管与钢管堆放，钢管作负极，易被腐蚀；镀锌铁破损后，Zn作负极，Fe仍受保护，而镀锡铁破损后，铁作负极，被腐蚀。7．下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是()A．铁上镀锌的保护方法叫牺牲负极的正极保护法B．相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢C．水库里钢闸门与电源负极相连的方法叫作外加电流的阴极保护法D．钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe－3e－===Fe3＋答案C解析A项，铁上镀锌是覆盖保护膜的方法，错误；B项，海水中电解质浓度大，导电性好，易形成原电池，腐蚀速率快，错误；D项，Fe被氧化成Fe2＋，错误。8．模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示，下列说法错误的是()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B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑C．若X为锌棒，开关K置于A处或B处均可减缓铁的腐蚀D．若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑答案B解析开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，可减缓铁的腐蚀，A项正确；开关K置于B处时，锌棒、铁棒和食盐水形成原电池，溶液呈中性，铁电极上的反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项错误；若X为锌棒，开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，开关K置于B处时，锌的活泼性比铁的强，锌失去电子作负极，保护铁棒，C项正确；若X为碳棒，开关K置于A处时，H＋在阴极上得电子形成H2，D项正确。9．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部答案D解析金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。10．下列表面上镀有金属保护层的铁板，当镀层损坏使铁板裸露后，在相同条件下最耐腐蚀的是()A．镀锌铁板(白铁)B．镀锡铁板(马口铁)C．镀银铁板D．镀铜铁板答案A解析A中，活泼性ZnFe，Zn为负极，Fe为正极，铁板被保护，B、C、D中，锡、银、铜的活泼性均弱于铁，都是Fe作负极，加快了铁板腐蚀速度。[B篇综合提升训练]11．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图2中，发生吸氧腐蚀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，镁相当于原电池的正极答案C解析靠近底端O2浓度小，铁棒被腐蚀得轻，A错误；图2中为酸性环境，发生析氢腐蚀，B错误；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负极，D错误。12.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋答案B解析由题给信息可知，b环是由于液滴吸收氧气而造成的结果，所以在构成的原电池中，b处应是正极，发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，而a处则发生铁被氧化而腐蚀的反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确，C项错误；液滴中的Cl－由b区向a区迁移，A项错误；改用嵌有铜螺丝钉的铁板时，铁的金属活动性强于铜，在两者构成的原电池中，铜是正极，铁是负极，D项错误。13．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：分析图像，以下结论错误的是()A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D．两溶液中负极反应均为：Fe－2e－===Fe2＋答案C解析根据pH＝2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；pH＝4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH＝4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；根据压强与时间关系图知，pH＝2的溶液和pH＝4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。14．下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图。试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是__________________，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为______________________。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为___________________。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀？____________________(写出一点即可)。答案(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－(4)将金属放在油脂或有机溶剂中解析Fe粉、C粉、食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，Fe粉、炭粉不能形成原电池，Fe受到保护，故可把金属放在油脂或有机溶剂中进行保护。15．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：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜。为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3(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)利用如图装置，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________________。答案(1)b(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法解析(1)铝与碱反应产生H2，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，通入CO2气体，发生反应2AlO－2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO2－3，使溶液中的AlO－2全部转化为Al(OH)3沉淀。(2)电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，镀层金属的盐溶液作电镀液。(3)X为碳棒时，若接M，Fe作负极，被腐蚀；接N，Fe作阴极，被保护。X为锌时，接M时，形成原电池，Zn为负极，Fe为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法。