2024高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第4節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGE5-金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1．下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是()A．金屬被腐蝕的本質(zhì)是M＋nH2O=M(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，首先是鍍層被氧化C．金屬在一般狀況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D．常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕答案C解析金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化為金屬陽離子：M－ne－=Mn＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；馬口鐵的鍍層破損后，Sn、Fe形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，則鐵先被腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．為探討金屬腐蝕的條件和速率，某課外愛好活動(dòng)小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如下圖所示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間，下列對試驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是()A．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面肯定會(huì)下降B．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面比裝置Ⅱ的低C．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)峻D．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕答案B解析裝置Ⅰ中的鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，發(fā)生析氫腐蝕，使左側(cè)液面下降；裝置Ⅱ中的鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加快鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性、無揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒有被腐蝕。金屬的腐蝕(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大。(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際狀況中以吸氧腐蝕為主。(3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極均是Fe失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋。(4)一般狀況下，只有在金屬活動(dòng)性依次中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。3．銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如右圖所示，下列有關(guān)說法中，不正確的是()A．正極的電極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑B．此過程中還涉及的反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe流向Cu答案A解析吸氧腐蝕的電極反應(yīng)：負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液中發(fā)生反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，F(xiàn)e(OH)2接著被氧化：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水形成鐵銹。4．下列金屬防護(hù)屬于電化學(xué)愛護(hù)的是()A．涂油漆B．外加電流的陰極愛護(hù)法C．在金屬表面覆蓋一層愛護(hù)層D．變更金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)答案B解析運(yùn)用電化學(xué)學(xué)問，可采納犧牲陽極的陰極愛護(hù)法或外加電流的陰極愛護(hù)法對金屬進(jìn)行愛護(hù)，前者利用了原電池原理，后者利用了電解池原理。5．下列有關(guān)說法不正確的是()A．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕B．鐵表面鍍鋅時(shí)，鋅作陽極C．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕D．在自然界中，青銅中的錫可對銅起愛護(hù)作用答案A解析鋼管與銅管在潮濕的空氣中形成原電池，鋼管作負(fù)極，受到腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽極，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)屬于犧牲陽極的陰極愛護(hù)法，正確；D項(xiàng)，錫比銅活潑，可形成原電池愛護(hù)銅，故正確。6．下列有關(guān)金屬的愛護(hù)方法的說法中正確的是()A．常運(yùn)用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕仍很慢C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極愛護(hù)法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)愛護(hù)法答案B解析A項(xiàng)中搪瓷層破損后，鐵干脆暴露在空氣中，因而易生銹；B項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的金屬性比鐵強(qiáng)，和鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，愛護(hù)鐵不被腐蝕；C項(xiàng)應(yīng)是犧牲陽極的陰極愛護(hù)法；D項(xiàng)中應(yīng)是用瀝青作涂層的涂層愛護(hù)法。7．探討電化學(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↑答案D解析d為石墨，則鐵片作負(fù)極，鐵片腐蝕加快，A項(xiàng)正確；d為石墨，則鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，石墨作正極，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，B項(xiàng)正確；d為鋅塊，鋅比鐵活潑，鋅塊作負(fù)極，鐵片作正極被愛護(hù)起來，不易被腐蝕，C項(xiàng)正確；d為鋅塊，鐵片上的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。金屬防護(hù)方法(1)變更金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)如把鉻、鎳等加入一般鋼里制成不銹鋼，就大大增加了鋼鐵對各種侵蝕的反抗力。(2)在金屬表面覆蓋愛護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的愛護(hù)層，從而使金屬制品與四周物質(zhì)(外界空氣、水、電解質(zhì)溶液等)隔離，這是一種普遍采納的防護(hù)方法。①非金屬愛護(hù)層：如噴油漆、涂油脂。②金屬愛護(hù)層：如銅制品上鍍鎳、銀、金等。(3)電化學(xué)防護(hù)法犧牲陽極的陰極愛護(hù)法外加電流的陰極愛護(hù)法依據(jù)原電池原理電解原理原理形成原電池時(shí)，被愛護(hù)金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到愛護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕。負(fù)極(陽極)要定期予以更換將被愛護(hù)的金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被愛護(hù)金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到愛護(hù)8．依據(jù)如圖裝置推斷，以下敘述正確的是()A．鐵電極作正極B．該裝置可以減緩鐵的腐蝕C．鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－3e－=Fe3＋D．碳電極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案D解析鐵和碳電極通過導(dǎo)線連接并插入盛有3%NaCl溶液的燒杯中，形成原電池，由于NaCl溶液呈中性，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵電極為負(fù)極而加速腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，故A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)誤。碳電極作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，D項(xiàng)正確。9．全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產(chǎn)量的非常之一。一種鋼鐵銹蝕原理示意圖如下所示，下列說法不正確的是()A．缺氧區(qū)：Fe－2e－=Fe2＋B．富氧區(qū)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．Fe失去的電子通過電解質(zhì)溶液傳遞給O2D．隔絕氧氣或電解質(zhì)溶液均可有效防止鐵生銹答案C解析由圖可知，F(xiàn)e失去的電子通過金屬導(dǎo)體傳給了富氧區(qū)的氧氣，而且電子不能通過電解質(zhì)溶液，故C錯(cuò)誤。10．鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某試驗(yàn)小組為探討鐵生銹的條件，設(shè)計(jì)了如下圖所示的快速、易行的方法：首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3min左右，視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象：①直形管中潮濕的鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；②直形管中干燥的鐵絲表面依舊光亮，沒有發(fā)生銹蝕；③燒杯中潮濕的鐵絲表面變暗，銹蝕不明顯。試回答以下問題：(1)按接觸的介質(zhì)不同，可將金屬腐蝕分成不同類型，本試驗(yàn)中鐵生銹屬于______________。能表示其原理的反應(yīng)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)由試驗(yàn)可知，該類鐵生銹的條件為________________________。確定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是________。答案(1)電化學(xué)腐蝕2Fe＋