2022年高中化学第四章电化学基础电化学基础课时达标训练金属的电化学腐蚀与防护新人教版选修 .pdf

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1、- 1 - 时达标训练 (二十二 ) 金属的电化学腐蚀与防护一、选择题1相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( ) 2“瓦良格”号航空母舰，是中国人民解放军海军的第一艘可搭载固定翼飞机的航空母舰。已知航空母舰的主体是钢铁，减弱甲板的腐蚀是航母制造过程中需要攻克的一个难题。某同学设计如图实验，请根据铁处于、三种不同的环境中被腐蚀的快慢，判断在母舰甲板上最好嵌上的固体应为( ) A铁B锌C碳D铜3 双选 为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施是( ) A与石墨棒相连B与直流电源负极相连C与直流电源正极相连D与锌板相连4下列现象与电化学腐蚀无关的是( ) A生铁比纯铁易生锈B纯银饰品久置表面变暗C

2、黄铜 ( 铜锌合金 ) 制品不易产生铜绿D与铜管连接的铁管易生锈5下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( ) A钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：O22H2O 4e=4OHB当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 2 - D可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀6. 为探

3、究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是( ) A正极的电极反应方程式为：O22H2O4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s) ，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快7 双选 铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 mol/L的 NaCl 溶液中，可能发生的反应是 ( ) A碳棒上放出氯气B碳棒附近产生OHC碳棒上放出氧气D铁钉被氧化8. 铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( ) A正极的电极反应为：2H2e=H2B此过程中还涉及的反应：4Fe(OH)22H2

4、OO2=4Fe(OH)3C此过程中铜并不被腐蚀D此过程中电子从Fe 流向 Cu 9为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，下列对实验结束时现象描述不正确的是 ( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 3 - A装置左侧的液面一定会上升B左测液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重D装置中的铁钉几乎没被腐蚀10下列与金属腐蚀

5、有关的说法正确的是( ) A图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图 b 中，开关由M改置于 N时， CuZn 合金的腐蚀速率减小C图 c 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图 d 中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的二、非选择题11如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。(1) 铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于_腐蚀 ( 填“化学”或“电化学”) 。(2) 若试管内液面上升，则原溶液呈 _，发生 _腐蚀 ( 填“析氢”或“吸氧”) ，电极反应：负极为_，正极为 _ 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

6、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 4 - (3) 若试管内液面下降，则原溶液呈 _，发生 _腐蚀 ( 填“析氢”或“吸氧”) ，电极反应：负极为_，正极为 _ 。(4) 若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在_( 填“甲”或“乙” ) 溶液中腐蚀的速率快。12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的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的空气中一小时铁

7、丝表面依然光亮3 常温下将铁丝放在潮湿的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下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 严重请回答以下问题：(1) 上述实验中发生了电化学腐蚀的是_ ( 填序号 ) ；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 ) 。 能力提升 13某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验来研究防止钢铁腐蚀的方法。

8、所用试剂有：材质相同的无锈铁钉数个，食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同。液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。(1) 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 5 - (2) 请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是_( 填字母 ) 。A在铁门、铁窗表面涂上油漆B自行车各部件因有防护涂层

9、或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方C家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率14关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：Fe(s) 2e=Fe2；H e=H ；4H O2(g)=2H2O；4Fe2 O2(g) (4 2x)H2O=2(Fe2O3xH2O)(s) 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以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀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

10、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 电子发名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 6 - 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

11、 Fe2O3xH2O中x值为 1)。课时达标训练( 二十二 ) 1解析：选C A、B、D三项中都形成了原电池，Fe 被腐蚀，只有C项中铁被铜镀层保护，不易被腐蚀。2解析：选B 航空母舰甲板嵌上固体锌后，能起到腐蚀锌保护铁的作用。3解析：选B 、D 防止金属腐蚀的电化学保护法中，一是牺牲阳极的阴极保护法，二是外加电源的阴极保护法，B是外加电源的阴极保护法，D是牺牲阳极的阴极保护法。4解析：选B B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。5解析：选B 弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，A 正确；当镀层破损时，锡、铁可形成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错误；铁、锌、海水形成

12、原电池，锌失去电子作负极，从而保护了铁，C正确；采用外加电源的阴极保护法时，被保护金属与直流电源的负极相连， D正确。6解析：选D 铁是负极，失电子被氧化成Fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH，反应式为O22H2O 4e=4OH，A项正确； 但若将石墨电极换成Mg电极， 则负极为 Mg ，Fe 被保护，难以看到铁生锈，B项正确；向自来水中加入NaCl(s) ，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误。7解析：选B、D 铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl 溶液中，实质上是形成了原电池，据原电池工作原理，Fe 比 C活

13、泼，因此铁被氧化；而NaCl 溶液呈中性，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原反应：O22H2O4e=4OH。8 解析：选 A 吸氧腐蚀的电极反应： 负极：2Fe4e=2Fe2， 正极：O22H2O4e=4OH，溶液中发生反应：Fe2 2OH=Fe(OH)2， Fe(OH)2继续被氧化：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水形成铁锈。9解析：选B 装置中潮湿的水蒸气为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，左侧的液面一定会上升；装置中潮湿的水蒸气为酸性，铁钉发生析氢腐蚀，左侧的液面下降，故左侧液面装置比装置的高；装置中铜与铁构成原电池，腐蚀最为严重；装

14、置中铁钉处于干燥环境，几乎没被腐蚀。10解析：选B 图 a 中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻， A 项错误；图b 中开关由M置于 N，Cu Zn 作正极，腐蚀速率减小，B项正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt 上放出， C项错误；图 d 中干电池放电时 MnO2发生还原反应，体现还原性，D项错误。11解析：铁钉是铁合金，主要由铁和碳组成，外加电解质溶液，可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。依据腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收，是发生吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管

15、内压强增大，生成气体，是发生析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。对于同一金属来说，在强电解质溶液中腐蚀的速率大于在弱电解质溶液中腐蚀的速率。答案： (1) 电化学(2) 碱性、弱酸性或中性吸氧2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(3) 较强的酸性析氢Fe2e=Fe22H2e=H2(4) 乙12解析： (1) 只要铁丝表面变暗则发生了腐蚀，由实验现象( 铁丝表面变灰暗) 得出发生了电化学腐蚀的实验为3、 4、5、6。(2) 实验内容中进行对比的湿度、温度、O2的浓度 ( 氧气流与空气 ) 、电解质溶液(NaCl 溶液 ) 等条件就是影响铁锈蚀速率的因素。(3) 从改变物质的内名师资料总结

16、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 7 - 部结构方面及覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考。答案：(1)3 、4、5、6 Fe2e=Fe2( 或 2Fe4e=2Fe2) 2H2O O24e= 4OH(2) 湿度、温度、 O2的浓度、电解质的存在(3) 电镀、发蓝、喷油漆、喷镀等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等( 其他答案合理即可 ) 13解析： (1) 实验探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变( 仍为2

17、98 K) ，改变电解质( 选用碳酸水 ) 。实验探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变 ( 仍为食盐水 ) ，改变温度 ( 选 308 K)。实验探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变( 仍为 298 K) ，改变试管内液体( 选植物油 ) 。(2)A项涂油漆保护钢窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率， B 错误， C 正确； D 项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。答案： (1) (2)A 、C 14解析： (1) 根据反应机理，将方程式叠加：4 8 2可得：4Fe

18、3O22xH2O=2(Fe2O3xH2O)(s) 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等。(3)4Fe 3O22H2O=2(Fe2O3H2O) 转移电子322.4 L/mol 12 mol V(O2) 6 mol V(O2) 322.4 L/mol 6 mol12 mol33.6 L ，由差值法得m6 mol 132 g12 mol66 g ，故反应后铁件的质量m1 000 g 66 g 1 066 g 。答案： (1)C (2)A 、D (3)33.6 1 066 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -