1、化学选修4(人教版)第四节金属的电化学腐蚀与防护日常生活中经常看到铁制品生锈，铝制品表面出现白斑，铜制品表面产生铜绿，一些美观的金属制品使用一段时间后表面失去光泽，这些都属于金属的腐蚀。原本银光闪闪的铁变得锈迹斑斑，铁锈的主要成分是三氧化二铁，金属为什么会生锈呢？怎样才能防止金属生锈呢？水平测试1埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀的速度最慢的是()A在含铁元素较多的酸性土壤中B在潮湿、疏松、透气的土壤中C在干燥、致密、不透气的土壤中D在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中解析：本题的铸铁管道被腐蚀需具备活动性不同的电极和电解质溶液。A项是酸性土壤，腐蚀速率快；B项是潮湿环境中，O2、H2
2、O都有，则铁易发生吸氧腐蚀；C项是缺O2又缺H2O环境中，故Fe腐蚀速率最慢；D项是碳粒多且潮湿透气(有O2、H2O)，因而铸铁易被腐蚀。答案：C2(2014珠海金鼎中学高二期末考)下列现象与电化学腐蚀无关的是()A镀锡铁不易生锈B生铁比纯铁容易生锈B铁质器件附件铜质配件，在接触处易生生锈D银质物品久置表面变暗解析：银被空气中少量的H2S气体侵蚀而变暗，选项D符合要求，其它选项显然不合。答案：D3电化学在日常生活中有广泛的应用，下列说法或做法正确的是 ()A2013年56月，广东多地出现暴雨，铁门因被洪水浸泡而生锈，铁门生锈是因为发生化学腐蚀B白铁皮(铁镀锌)表面有划损时，不能阻止铁被腐蚀C钢
3、管与电源正极连接，钢管可被保护D不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接解析：洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀，A项错；白铁表面有划损时，先腐蚀的是表面的锌，能阻止铁被腐蚀，B项错；钢管与电源正极连接，作电解池的阳极，被氧化而腐蚀， C项错；铁和铜是两种活泼性不同的金属，易形成原电池，会加速铁制自来水管的腐蚀，故D项正确。答案：D4铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为：4Fe3O2xH2O=2Fe2O3xH2O。右图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()A BC D解析：此处铁生锈属于吸氧腐蚀。处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈腐速率较慢；处已与电解质
4、溶液接触，但处含O2较少，所以处腐蚀最快。答案：C5(2014潮南区东山中学高二期末考)下列防止钢铁锈蚀的措施中，不合理的是()A在自行车的钢圈表面镀镍B在地下钢铁管道上连接铜块C改变金属内部结构制成不锈钢D健身器材刷油漆或包上一层塑料层解析：应该在地下钢铁管道上连接镁块，金属镁比铁活泼，属于牺牲阳极的阴极保护法，显然B不合理，其它选项明显合理，故答案为B。答案：B6如下图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀。电极反应：负极_，正极_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀。
5、电极反应：负极_，正极_。解析：根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原电池。铁钉实际上含有杂质碳，在这种情况下具备形成原电池的条件，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及实验结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，由气体被吸收所致，则铁钉发生了吸氧腐蚀，电解质溶液为弱酸性或中性，电极反应式为2Fe4e=2Fe2，O24e2H2O=4OH；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，由试管内产生了新气体所致，即铁钉发生了析氢腐蚀，电解质溶液为较强的酸，电极反应式为Fe2e=Fe2，2H2e=H2。答案：(1)电化学(2)弱酸性或中吸氧
6、2Fe4e=2Fe2O24e2H2O=4OH(3)酸析氢Fe2e=Fe22H2e=H2能力提升7某课外活动小组，将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞溶液，按下图装置进行实验，数分钟后观察，下列现象不可能出现的是()A乙中导气管中产生气泡B乙中导气管里形成一段水柱C金属片剪口处溶液变红D锌被腐蚀解析：在食盐水中锌、铁形成原电池，发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气，甲中压强变小，乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱；在金属剪口处形成ZnFe原电池，正极发生反应2H2OO24e=4OH，溶液呈碱性，溶液变红，Zn比铁活泼，Zn作负极，2Zn4e=2Zn2而被腐蚀。答案：A8
7、下图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：生铁块中的碳是原电池的正极，A正确；a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错、D项正确。两试管中铁都是原电池的负极，电极反应式是：Fe2e=Fe2，C正确。答案：B9A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量
8、浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)A中反应的离子方程式是_。(2)B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是_，总反应离子方程式是_，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。答案：(1)Fe2H=Fe2H2(2)2H2e=H2增大(3)ZnZn2H=Zn2H2BAC10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空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月铁丝表面已
9、变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温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严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_；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)。解析：解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6
10、发生了电化学腐蚀，其中负极反应是2Fe4e=2Fe2，正极反应是O22H2O4e=4OH。解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验2、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止其腐蚀。答案：(1)3、4、5、6Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层；牺牲阳极的阴极保护法等