2019-2020學(xué)年第二學(xué)期人教版化學(xué)選修4課時(shí)跟蹤檢測：4.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)【答案+解析】

金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1．下列有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的說法正確的是()A．銅既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕B．鐵只能發(fā)生析氫腐蝕C．銅只能發(fā)生吸氧腐蝕D．析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍解析：選C在金屬活動性順序中，銅排在氫之后，銅不能將氫氣置換出來，所以不能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；鐵既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕，故B錯(cuò)誤；吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍，故D錯(cuò)誤。2．我國某大城市今年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門測定，該城市整個(gè)夏季酸雨的pH平均值為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對此條件下鐵的腐蝕的敘述不正確的是()A．此腐蝕過程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕B．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－C．在電化學(xué)腐蝕過程中有氫氣產(chǎn)生D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋解析：選B在鐵制品的腐蝕中，金屬鐵可以和溶液中的氫離子直接發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵制品中含有鐵和碳，再加之電解質(zhì)環(huán)境，具備了原電池的構(gòu)成條件，也會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故A正確；發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，碳作正極，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，故B錯(cuò)誤，C正確；發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，故D正確。3．下列說法正確的是()A．鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以合金都不耐腐蝕B．原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，故不能用原電池原理來減緩金屬的腐蝕C．鋼鐵電化學(xué)腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于水膜的酸性不同，引起的正極反應(yīng)不同D．無論哪種類型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬被還原解析：選C鋼鐵中因含雜質(zhì)，容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，但并不是所有合金都不耐腐蝕，如不銹鋼，故A錯(cuò)誤；當(dāng)金屬作正極時(shí)，可以避免腐蝕，故B錯(cuò)誤；鋼鐵電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，主要區(qū)別在于水膜的酸性不同，故C正確；金屬被腐蝕，化合價(jià)升高，被氧化，故D錯(cuò)誤。4．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()A．2H＋＋2e－===H2B．Fe2＋＋2e－===FeC．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Fe3＋＋e－===Fe2＋解析：選C鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上O2得電子結(jié)合H2O生成OH－，電極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。5．下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B．金屬護(hù)欄表面涂漆C．汽車底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊解析：選A水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極，鋼閘門為陰極，從而得以保護(hù)，A項(xiàng)正確；金屬護(hù)欄表面涂漆的原理是隔絕金屬護(hù)欄與空氣接觸，從而減緩金屬護(hù)欄的腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；汽車底盤噴涂高分子膜的原理也是隔絕與空氣的接觸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；地下鋼管連接鎂塊，形成了原電池，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．下列說法中，不正確的是()AB鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性，發(fā)生鋼鐵表面水膜的酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐吸氧腐蝕蝕CD將鋅板換成銅板對鋼閘門保護(hù)效果更好鋼閘門作為陰極而受到保護(hù)解析：選C鋼鐵是鐵碳合金，當(dāng)表面水膜為弱酸性或中性溶液時(shí)，易發(fā)生吸氧腐蝕，故A正確；鋼鐵是鐵碳合金，當(dāng)表面水膜為酸性較強(qiáng)溶液時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕，故B正確；ZnFe原電池，F(xiàn)e為正極，可減緩腐蝕，如果換成FeCu原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，可加快鋼閘門的腐蝕，故C錯(cuò)誤；通過連接外接電源的負(fù)極保護(hù)鋼閘門不受腐蝕，這是外接電流的陰極保護(hù)法，故D正確。7.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑解析：選DA．由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化為Fe2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，比沒有形成原電池時(shí)的速率快，正確。B.d為石墨，由于海水呈弱堿性，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確。C.若d為鋅塊，則由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，正確。D.d為鋅塊，由于海水呈弱堿性，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯(cuò)誤。8．下圖是研究鐵釘腐蝕的裝置圖，下列說法不正確的是()A．鐵釘在兩處的腐蝕速率：a<bB．a(chǎn)、b兩處鐵釘中碳均為正極C．a(chǎn)、b兩處鐵釘中的鐵均失電子被氧化D．a(chǎn)、b兩處的正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋4H＋===2H2O解析：選DA項(xiàng)，b中的氫離子濃度越大，腐蝕速率b>a，正確；B項(xiàng)，a、b中都發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵釘中的碳作正極，鐵作負(fù)極，正確；C項(xiàng)，a、b中都發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，a中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，錯(cuò)誤。9．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷的濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋解析：選B用電解原理保護(hù)金屬時(shí)，金屬應(yīng)作陰極，應(yīng)該與電源負(fù)極連接，故A錯(cuò)誤；常溫下，鐵和濃硝酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，所以可以保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕，故B正確；鋼管、銅管和潮濕的空氣能構(gòu)成原電池，鐵因作原電池負(fù)極而容易被腐蝕，故C錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式是Fe－2e－===Fe2＋，故D錯(cuò)誤。10．家用鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是()A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3B．2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Fe－3e－===Fe3＋解析：選D鐵鍋發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正極，發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，F(xiàn)e2＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，總反應(yīng)為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2；Fe(OH)2在空氣中被氧化為Fe(OH)3,4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；但Fe被氧化不能生成Fe3＋，則Fe－3e－===Fe3＋不能發(fā)生。11.利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)，U形管兩邊液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說法不正確的是()A．左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，左邊液面高于右邊液面C．a(chǎn)、b兩處具有相同的負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋D．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小解析：選D左側(cè)電解質(zhì)溶液呈中性，因此發(fā)生吸氧腐蝕，右側(cè)電解質(zhì)溶液顯酸性，因此發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；左側(cè)發(fā)生吸氧腐蝕，氣體壓強(qiáng)減小，右側(cè)發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氣體，氣體壓強(qiáng)增大，因此左側(cè)的液面高于右側(cè)，故B正確；吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋，故C正確；a處正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，溶液中c(OH－)增大，pH增大，b處消耗H＋，c(H＋)減小，pH增大，故D錯(cuò)誤。12.支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整解析：選C依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護(hù)，鐵不容易失去電子，故鋼管樁表面腐蝕電流(指鐵失去電子形成的電流)，接近于0，A項(xiàng)正確；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向陰極，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵作陽極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽極不被損耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)海水對鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強(qiáng)度，D項(xiàng)正確。13．在日常生活中，我們經(jīng)常看到鐵制品生銹、鋁制品表面出現(xiàn)白斑等眾多的金屬腐蝕現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^下列裝置所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。下列說法正確的是()A．按圖Ⅰ裝置實(shí)驗(yàn)，為了更快更清晰地觀察到液柱上升，可用酒精燈加熱具支試管B．圖Ⅱ是圖Ⅰ所示裝置的原理示意圖，圖Ⅱ的正極材料是鐵C．鋁制品表面出現(xiàn)白斑可以通過圖Ⅲ裝置進(jìn)行探究，Cl－由活性炭區(qū)向鋁箔表面區(qū)遷移，并發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑D．圖Ⅲ裝置的總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑解析：選D如果加熱具支試管則管內(nèi)氣體受熱膨脹，不能更快更清晰地觀察到液柱上升，故A錯(cuò)誤；鐵作負(fù)極，故B錯(cuò)誤；負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應(yīng)式為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3進(jìn)一步脫水形成白斑，故C錯(cuò)誤，D正確。14．結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B．Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－===Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有藍(lán)色沉淀解析：選A兩個(gè)裝置均為原電池，負(fù)極都是活潑金屬，根據(jù)原電池原理可知，原電池的正極金屬受到保護(hù)，A項(xiàng)正確；Ⅰ中負(fù)極為活潑金屬Zn，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅱ中是酸性溶液，電極反應(yīng)中不能有OH－生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅰ中無Fe2＋生成，不能生成鐵氰化亞鐵沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。15．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，CuZn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：選B圖a中，鐵棒發(fā)生電化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖b中開關(guān)置于M時(shí)，CuZn合金作負(fù)極，由M改置于N時(shí)，CuZn合金作正極，腐蝕速率減小，選項(xiàng)B正確；圖c中接通開關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖d中Zn‐MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的氧化反應(yīng)引起的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。16.利用如圖裝置，能完成很多電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)此裝置的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法B．若X為碳棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為外加電流的陰極保護(hù)法C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于M處時(shí)，鐵電極上的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===CuD．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處時(shí)溶液中各離子濃度都不會發(fā)生變化解析：選C鋅的活潑性比鐵強(qiáng)，K置于M處形成原電池，可減緩鐵的腐蝕，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故A正確；K置于N處形成電解池，鐵與電源的負(fù)極相連，鐵作陰極可減緩鐵的腐蝕，是外加電流的陰極保護(hù)法，故B正確；K置于M處形成原電池，鐵比銅活潑，作原電池的負(fù)極，鐵電極上的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，故C錯(cuò)誤；K置于N處，能實(shí)現(xiàn)在鐵棒上鍍銅，鐵棒質(zhì)量將增加，但溶液中各離子濃度都不發(fā)生變化，故D正確。17．下圖所示的是某研究性學(xué)習(xí)小組探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖。試分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問題：（1）若起始時(shí)甲、乙、丙三套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過一段時(shí)間后液面最高的是，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序?yàn)椋ㄓ眉?、乙、丙填寫）。?）通過甲、乙裝置的對比說明鋼鐵中碳的含量越（3）乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為（填“高”或“低”）越易腐蝕。。（4）針對乙、丙裝置研究的結(jié)果分析，可采用何種防護(hù)措施來減緩金屬的腐蝕：（寫出一點(diǎn)即可）。解析：Fe粉、C粉、食鹽水構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，故乙中液面最高；甲中Fe粉中的少量碳也能發(fā)生吸氧腐蝕，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蝕的快，丙中乙醇為非電解質(zhì)，F(xiàn)e粉、炭粉形不成原電池，F(xiàn)e受到保護(hù)，故可把鋼鐵放在油脂或有機(jī)溶劑中進(jìn)行保護(hù)。答案：(1)乙乙>甲>丙(2)高(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－(4)將金屬放在油脂或有機(jī)溶劑中18．裝置甲、乙、丙的燒杯中都盛有稀硫酸。(1)裝置丙中的Fe電極上的電極反應(yīng)式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置乙中被腐蝕的金屬是__________(填元素符號)，比較裝置甲、乙、丙中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是__________________。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖丁。請回答：A電極對應(yīng)的金屬是__________(填元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式______________。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因：___________________。(4)如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。①該電化學(xué)腐蝕的類型為__________腐蝕。②圖中A、B、C三點(diǎn)附近的區(qū)域內(nèi)，腐蝕最嚴(yán)重的是________(填字母)。解析：(1)裝置丙構(gòu)成了原電池，由于金屬活動性：Zn>Fe，所以Fe為正極，在正極Fe上H＋得電子生成H2，電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－===H2↑。(2)裝置乙構(gòu)成了原電池，由于金屬活動性Fe>Sn，所以裝置乙中被腐蝕的金屬是活動性較強(qiáng)的Fe。裝置甲是Fe與稀硫酸直接發(fā)生反應(yīng)，裝置乙構(gòu)成原電池，首先被腐蝕的是Fe，腐蝕速率比甲快；裝置丙構(gòu)成原電池，首先被腐蝕的是Zn，F(xiàn)e得到了保護(hù)，所以裝置甲、乙、丙中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是乙>甲>丙。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。A電極是陽極，為鍍層金屬銅，B電極是鍍件鐵，B電極對應(yīng)的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－===Cu。當(dāng)鍍層破損后，由于金屬活動性：Zn>Fe>Cu，所以鍍銅鐵中鐵為負(fù)極，首先被腐蝕；而鍍鋅鐵中鐵為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到了保護(hù)，因此鍍銅鐵更容易被腐蝕。(4)①鋼鐵在海水中發(fā)生的是吸氧腐蝕；②在海水中B點(diǎn)的氧氣濃度大，發(fā)生的吸氧腐蝕速率最快，腐蝕最嚴(yán)重。答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Fe乙>甲>丙(3)銅Cu2＋＋2e－===Cu鍍層破損后，鍍銅鐵形成的原電池中鐵作負(fù)極被腐蝕，鍍鋅鐵形成的原電池中鐵作正極被保護(hù)(4)①吸氧②B19.Ⅰ.金屬材料在使用的過程中，由于長期暴露在空氣中，會因?yàn)檠趸饾u腐蝕。其中電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的主要形式。如圖是鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的簡單圖示。鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，可以形成原電池，回答下列問題。(1)該原電池的負(fù)極為____________(填元素名稱)，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為__________；(2)正極得到電子的物質(zhì)是________，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________。Ⅱ.銅是人類最早使用的金屬，它與人類生產(chǎn)、生活關(guān)系密切，請運(yùn)用所學(xué)知識解釋下列與銅有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象。(1)如圖甲，在硫酸