人教版選修4 第4章第4節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護 作業(yè) (5).doc

第4節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護1.如圖所示，液面上浮著一個空心鐵球。數(shù)天后可觀察到的現(xiàn)象是()鐵球表面出現(xiàn)紅棕色銹斑鐵球表面出現(xiàn)黑色銹斑量筒內(nèi)水位下降量筒內(nèi)水位上升a b c d 2.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應是()a 2h2e=h2b fe22e=fec 2h2oo24e=4ohd fe3e=fe23.鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應為2fe2h2oo2=2fe(oh)2。以下說法正確的是()a 負極發(fā)生的反應為fe2e=fe2b 正極發(fā)生的反應為2h2oo22e=4ohc 原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置d 鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕4.在鐵的吸氧腐蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是()fe由2價轉(zhuǎn)化成3價 o2被還原 產(chǎn)生h2fe(oh)3失水形成fe2o3xh2o 雜質(zhì)c被氧化除去a b c d 5.糕點包裝中常用的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是()a 脫氧過程是吸熱反應，可降低溫度，延長糕點保質(zhì)期b 脫氧過程中鐵作原電池正極，電極反應為fe3e=fe3c 脫氧過程中碳作原電池負極，電極反應為2h2oo24e=4ohd 含有1.12 g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣336 ml(標準狀況)6.鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象，其主要化學反應方程式為4fe3o2xh2o=2fe2o3xh2o。如圖為一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖所示。最容易生銹的鐵架橫桿是()a b c d 7.為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計了如圖所示的裝置，下列有關(guān)說法中錯誤的是()a 正極的電極反應方程式為o22h2o4e=4ohb 將石墨電極改成mg電極，難以觀察到鐵銹生成c 若向自來水中加入少量nacl(s)，可較快地看到鐵銹d 分別向鐵、石墨電極附近吹入o2，前者鐵銹出現(xiàn)得快8.將nacl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是()a 液滴中的cl由a區(qū)向b區(qū)遷移b 液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應式為o22h2o4e=4ohc 液滴下的fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕，生成的fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的oh形成fe(oh)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹d 若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板在銅鐵接觸處滴加nacl溶液，則負極發(fā)生的電極反應cu2e=cu29.食品保鮮所用的“雙吸劑”，是由還原鐵粉、生石灰、氯化鈉、碳粉等按一定的比例組成的混合物，可吸收氧氣和水。下列分析不正確的是()a “雙吸劑”中的生石灰有吸水作用b 雙吸劑”吸收氧氣時，發(fā)生了原電池反應c 吸收氧氣的過程中，鐵作原電池的負極d 炭粉上發(fā)生的反應：o24e4h=2h2o10.根據(jù)如圖實驗裝置判斷，下列說法正確的是()a 該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學能b 活性炭為正極，其電極反應式：2h2e=h2c 電子從鋁箔流出，經(jīng)電流計、活性炭、濾紙回到鋁箔d 裝置內(nèi)總反應方程式：4al3o26h2o=4al(oh)311.如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和nacl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)，下列敘述正確是()a a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色b b中鐵釘上發(fā)生還原反應c a中銅絲上發(fā)生氧化反應d b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生12.世博會上澳大利亞館的外墻采用的是特殊的耐風化鋼覆層材料，外墻的顏色每天都在發(fā)生著變化，它會隨空氣中太陽、風雨、濕度的影響，逐漸結(jié)出一層銹斑，從橙色到赤紅色的轉(zhuǎn)變，看上去外觀的生銹程度在增加，運用了鋼材生銹原理。下列有關(guān)鋼材生銹的說法正確的是()a 紅色鐵銹的主要成分是fe(oh)3b 鋼材在空氣中的反應只有氧化、還原及化合反應c 鋼材在空氣中的腐蝕主要為電化學腐蝕，其負極的反應為fe3e=fe3d 空氣中太陽、風雨、濕度對鋼材的腐蝕有較大影響13.在世界海運史上曾發(fā)生過這樣一個悲劇：一艘名叫“阿那吉納”的貨輪滿載著精銅砂，在向日本海岸行駛時突然發(fā)生大面積漏水，最終沉沒。堅硬的鋼制船體為什么會突然漏水呢？事后的事故調(diào)查結(jié)果表明導致沉船的原因與船上的精銅砂密切相關(guān)。下列對此調(diào)查結(jié)論的理解正確的是()a 精銅砂裝載過多導致沉船b 運輸途中銅與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應導致質(zhì)量增大超過船的承載能力c 在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構(gòu)成了原電池，加速了作為負極的船體的腐蝕d 在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構(gòu)成了電解池，鋼制船體作陽極而被氧化腐蝕14.如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有ph4的雨水和生鐵片。觀察到：開始導管內(nèi)液面下降，一段時間后導管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是()a 生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應b 雨水酸性較強，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕c 墨水回升時，碳極反應式為o22h2o4e=4ohd 具支試管中溶液ph逐漸減小15.下列關(guān)于鋼鐵的析氫腐蝕的說法中正確的是()a 鐵為正極b 碳為正極c 溶液中氫離子濃度不變d 析氫腐蝕在任何溶液中都會發(fā)生16.鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時，若有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，下列說法正確的是()有5.6 g金屬被腐蝕有6.5 g金屬被腐蝕在標況下有2.24 l氣體放出在標況下有1.12l氣體放出a b c d 17.下列說法錯誤的是()a 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極電極反應是fe2e=fe2b 銅制品和鋼鐵制品一樣能發(fā)生析氫腐蝕c 常溫下鋼鐵在濃硝酸溶液中不會發(fā)生析氫腐蝕d 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，h得電子釋放出h2，鋼鐵被腐蝕18.（雙選）下列關(guān)于鋼鐵銹蝕的敘述中，錯誤的是()a 酸雨能使鋼鐵更容易發(fā)生電化學腐蝕b 鋼鐵在潮濕的地窖中較易發(fā)生析氫腐蝕c 在酸性環(huán)境下，鋼鐵只能發(fā)生析氫腐蝕d 鋼鐵銹蝕時，鐵原子失去電子成為fe3，而后生成fe(oh)3，再部分脫水成為氧化鐵的水合物19.（雙選）銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法中，不正確的是()a 此過程中銅被腐蝕b 此過程中電子從fe移向cuc 正極電極反應式：2h2e=h2d 此過程中還涉及反應：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)320.某研究小組對鐵生銹進行研究。(1)甲同學設(shè)計了a、b、c一組實驗(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長時間后，甲同學觀察到的現(xiàn)象是a中鐵釘生銹；b中鐵釘不生銹；c中鐵釘不生銹。通過上述實驗現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是_；鐵釘發(fā)生電化學腐蝕的正極電極反應式為_；實驗b所用的水要經(jīng)過_處理；植物油的作用是_；實驗c中堿石灰的作用是_。(2)乙同學為了達到同樣目的，設(shè)計了實驗d(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時間后，試管中的液面升高，其原因是_，該實驗_(填“能”或“不能”)說明水對鐵釘生銹產(chǎn)生影響。21.如圖所示，試管中放一鐵釘，溶液為氯化鈉溶液，數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象有_。說明鐵釘發(fā)生了_腐蝕，其中正極的電極反應式為_，溶液中發(fā)生反應的化學方程式為_。22.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(菜的殘液中含nacl)，第二天鐵鍋便出現(xiàn)紅棕色銹斑(fe2o3xh2o)。請完成下列問題：(1)該腐蝕屬于_(填“化學”或“電化學”)腐蝕。(2)正極的電極反應式是_。(3)用電極反應、離子反應、化學反應方程式表示鐵銹的形成過程_。23.鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組，為研究鐵生銹的條件，設(shè)計了以下快速、易行的方法：首先檢查制氧裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象：直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；燒杯中潮濕的鐵絲表面依然光亮。試回答以下問題：(1)由于與金屬接觸的介質(zhì)不同。金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于_。能表示其原理的反應方程式為_。(2)儀器a的名稱為_，其中裝的藥品可以是_，其作用是_。(3)由實驗可知，該類鐵生銹的條件為_，決定鐵生銹快慢的一個重要因素是_。24.鎂、鋁、鐵是重要的金屬，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。(1)在潮濕的空氣里，鋼鐵表面有一層水膜，很容易發(fā)生電化學腐蝕，其中正極的電極反應式為_。(2)鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能，鋁制品在日常生活中被廣泛應用。在海洋工程上，通常用鋁合金(alzncd)保護海底鋼鐵設(shè)施，其原理如圖所示：其中負極發(fā)生的電極反應為_；在實際應用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護作用，其原因是_。25.如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗：回答以下問題：(1)上述實驗中發(fā)生了電化學腐蝕的是(填實驗序號)_；在電化學腐蝕中，負極反應是_；正極反應是_。(2)由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是_。26.我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進行修復和防護具有重要意義。(1)某青銅器中sn、pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g，則該青銅器中sn和pb原子的數(shù)目之比為_。(2)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀ag2o涂在被腐蝕部位，ag2o與有害組分cucl發(fā)生復分解反應，該化學方程式為_。(3)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。腐蝕過程中，負極是_(填“a”或“b”或“c”)；環(huán)境中的cl擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極反應產(chǎn)物作用生成多孔粉銅銹cu2(oh)3cl，其離子方程式為_；若生成4.29gcu2(oh)3cl，則理論上耗氧體積為_l(標準狀況)。27.鐵制品在經(jīng)常下酸雨的地區(qū)電化學腐蝕嚴重。寫出此電化學腐蝕的電極反應式：正極：_，負極：_。答案解析1.b【解析】量筒內(nèi)的空氣、溶有o2的食鹽水和鐵球(鐵碳合金)組成原電池，發(fā)生了吸氧腐蝕，其負極反應是2fe4e=2fe2，正極反應是o22h2o4e=4oh；fe2與oh結(jié)合成fe(oh)2，再被氧化成fe(oh)3，fe(oh)3脫水生成fe2o3xh2o，而在鐵球表面出現(xiàn)紅棕色銹斑；由于量筒中的o2被吸收，所以量筒內(nèi)的水位會上升。2.c【解析】鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應為2h2oo24e=4oh，c正確。3.a【解析】在鐵的吸氧腐蝕過程中，fe是負極，發(fā)生的反應為fe2e=fe2，a正確；o2在正極，發(fā)生的反應為2h2oo24e=4oh，b錯誤；原電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，c錯誤；鋼柱在空氣與水交界處，o2濃度比在水下部分大，更容易腐蝕，d錯誤。4.a【解析】在鐵的吸氧腐蝕過程中，fe是負極，發(fā)生的反應為fe2e=fe2，正極為c，雜質(zhì)c只導電充當正極，不參與氧化還原反應。o2在正極發(fā)生的反應為2h2oo24e=4oh，兩極的產(chǎn)物反應生成fe(oh)2，繼續(xù)被氧化為fe(oh)3，fe(oh)3失水形成fe2o3xh2o，a正確。5.d【解析】鋼鐵腐蝕中鐵作負極、碳作正極，b、c錯誤；n(fe)0.02 mol，負極電極反應式為fe2e=fe2，生成fe2與正極生成的oh結(jié)合生成fe(oh)2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，總反應可寫作：4fe3o26h2o=4fe(oh)3，消耗n(o2)0.015 mol，d正確；脫氧過程化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽琣錯誤。6.c【解析】鐵的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕，后者是鐵腐蝕的主要原因。電化學腐蝕中最常見的是在中性和弱酸性條件下的吸氧腐蝕，圖中處接觸空氣最多，最符合吸氧腐蝕發(fā)生的條件，所以腐蝕最快。處不存在電解質(zhì)溶液，只能發(fā)生化學腐蝕，處接觸溶液中含氧量少，吸氧腐蝕機會也少。7.d【解析】如果鐵發(fā)生吸氧腐蝕，則鐵是負極，失電子被氧化成fe2，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式：2h2oo24e=4oh。將氧氣吹向石墨電極形成原電池反應，加快腐蝕速率，a正確，d錯誤；向自來水中加入nacl(s)，可使電解質(zhì)溶液的導電能力增強，加快腐蝕速率，c正確；若將石墨電極換成mg電極，mg比fe活潑，負極為mg，fe被保護，難以看到鐵生銹，b正確。8.b【解析】b環(huán)是因液滴吸收氧氣構(gòu)成的原電池反應形成，b處應是正極，發(fā)生還原反應：o22h2o4e=4oh，而a處鐵被氧化而腐蝕，反應為fe2e=fe2，b正確，c錯誤；為保持電荷守恒，液滴中的cl由b區(qū)向a區(qū)遷移，a錯誤；改用銅釘時，鐵的金屬活動性強于銅的，在兩者構(gòu)成的原電池中，銅是正極，鐵是負極，d錯誤。9.d【解析】生石灰的作用是吸水，是常用干燥劑；鐵粉、氯化鈉、碳粉構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，正極吸收氧氣生成氫氧根離子，a、b、c正確、d錯誤。10.d【解析】該裝置是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為原電池，a錯誤；活性炭作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式：o22h2o4e=4oh，b錯誤；鋁作負極，電子從負極鋁經(jīng)導線流向活性炭，不經(jīng)過濾紙，濾紙內(nèi)依靠離子的移動構(gòu)成電流回路，c錯誤；負極電極反應式：al3e=al3，正極反應式：o22h2o4e=4oh，總反應方程式：4al3o26h2o=4al(oh)3，d正確。11.b【解析】兩者都能形成原電池，發(fā)生類似鐵的吸氧腐蝕。a中鐵釘是負極，發(fā)生的反應為fe2e=fe2，銅絲是正極發(fā)生還原反應，發(fā)生的反應為2h2oo24e=4oh，正極附近顯堿性，呈紅色，a、c錯誤；b中鋁條是負極發(fā)生氧化反應，不會有氣泡生成，鐵釘是正極發(fā)生還原反應，d錯誤，b正確。12.d【解析】鐵銹的主要成分是fe2o3，a錯誤；電化學腐蝕首先得到fe(oh)3，分解得到fe2o3，有分解反應，b錯誤；負極的反應為fe2e=fe2，c錯誤。13.c【解析】由題可知是船體漏水導致事故，a錯誤；銅活動性弱，在潮濕的環(huán)境中與空氣的反應也很慢，b錯誤；銅與鐵(船體)、水膜(溶解有o2)形成原電池時，鐵作負極，鐵腐蝕速率被加快，c正確，d錯誤。14.c【解析】生鐵片中的碳是原電池的正極，a錯誤；雨水酸性較強，開始時鐵片發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導管內(nèi)液面下降，一段時間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，導管內(nèi)液面回升，b錯誤；墨水回升時，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極為正極，電極反應式為o22h2o4e=4oh，c正確；鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，具支試管中溶液ph均增大，d錯誤。15.b【解析】鋼鐵的腐蝕實質(zhì)是鐵的氧化反應，鐵總是負極。析氫腐蝕中鐵是負極，負極反應式：fe2e=fe2，a錯誤；碳是正極，正極反應式：2h2e=h2，溶液中氫離子濃度降低，b正確，c錯誤；析氫腐蝕在酸性較強溶液中才會發(fā)生，弱酸性或中性發(fā)生吸氧腐蝕，d錯誤。16.b【解析】鍍鋅鐵發(fā)生電化學腐蝕，活潑性強的鋅作負極：zn2e=zn2，有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移，有0.1 mol zn溶解，在正極上：2h2e=h2，生成0.1 mol h2，b正確。17.b【解析】cu活動性較弱，不能置換酸中的氫，所以銅制品不會發(fā)生析氫腐蝕，只有b錯誤。在濃硝酸溶液中，雖然酸性較強，但常溫下fe會被氧化而產(chǎn)生致密氧化膜，c正確。18.cd【解析】鋼鐵發(fā)生析氫銹蝕時，鐵原子失電子生成fe2，d錯誤。強酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，弱酸性或中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，所以酸性條件下鋼鐵不一定發(fā)生析氫腐蝕，c錯誤；地窖中co2含量較高，水膜電解質(zhì)溶液酸性較強，生鐵容易析氫腐蝕，酸雨環(huán)境也是如此，a、b正確。19.ac【解析】cu比fe還原性弱，形成原電池時fe作負極被腐蝕，cu作正極，受到保護，a錯誤；負極反應式為fe2e=fe2，正極反應式為o22h2o4e=4oh，電子從fe流向cu，b正確，c錯誤；此時生成的fe(oh)2繼續(xù)被o2氧化，生成fe(oh)3，進而形成鐵銹，d正確。20.(1)有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)o24e2h2o=4oh煮沸(或“除去氧氣”)隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”)吸收水蒸氣(或“干燥”、“保持試管內(nèi)干燥環(huán)境”)(2)鐵的腐蝕要吸收氧氣(或“參與反應”、“消耗了氧氣”)使氣體體積減小不能【解析】鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕。b試管用植物油防止氧氣與鐵接觸，則說明o2是影響生銹的一個重要因素。c中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的另一個重要因素。d中既有空氣又有水分存在，不能確定是那種因素對鐵釘生銹產(chǎn)生的影響。21.u形管的a端比b端液面高，試管內(nèi)有紅褐色物質(zhì)生成吸氧2h2oo24e=4oh4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3【解析】圖示條件中鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，鐵釘腐蝕時吸收試管中的o2，使壓強減小，左邊液面上升，腐蝕時負極：2fe4e=2fe2，正極：o24e2h2o=4oh。fe22oh=fe(oh)2,4fe(oh)2o24h2o=4fe(oh)3。22.(1)電化學(2)2h2oo24e=4oh(3)負極：fe2e=fe2，正極：2h2oo24e=4oh；離子反應式：fe22oh=fe(oh)2；化學方程式：4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，2fe(oh)3=fe2o3xh2o(3x)h2o【解析】鐵鍋中含雜質(zhì)碳，在nacl殘液中與fe形成了原電池，通常條件下水膜酸性不強，以吸氧腐蝕為主，fe失去電子生成了fe2，o2得電子生成了oh，兩者生成fe(oh)2，后被氧化成fe(oh)3，最后轉(zhuǎn)化為鐵銹斑。23.(1)電化學腐蝕負極：2fe4e=2fe2，正極：2h2oo24e=4oh(2)球形干燥管堿石灰(或無水cacl2)干燥o2(3)與o2接觸，與水接觸氧氣濃度【解析】鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的前提，而沒有涉及潮濕程度對生銹快慢的影響，直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明o2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。24.(1)2h2oo24e=4oh(2)al3e=al3因為鋁在常溫下與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，使鋁的表面生成了一層致密的氧化鋁薄膜從而阻止了內(nèi)部的鋁進一步氧化，在海洋工程上，通常用鋁合金(alzncd)保護海底鋼鐵設(shè)施，純鋁不易被腐蝕，起不到保護海底鋼鐵設(shè)施作用，所以不選用純鋁【解析】(1)在中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負極電極反應式：fe2e=fe2，發(fā)生氧化反應；正極電極反應式：2h2oo24e=4oh，氧氣得電子發(fā)生還原反應。(2)在鋁合金(alzncd)保護海底鋼鐵設(shè)施中，鋁和鋅較鐵活潑，都可為原電池的負極，被氧化生成al3和zn2，純鋁易被氧氣鈍化生成致密氧化鋁，起不到保護海底鋼鐵設(shè)施作用，所以用鋁