1、4.4 课后作业一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()金属的腐蚀全部是氧化还原反应金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A BC D【答案】C【解析】钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。2普通铜器时间稍久容量出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3。但有三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉而不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是()A它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金B环境污染日趋严重，它们表面的铜
2、绿被酸雨溶解洗去C铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化D它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金【答案】D【解析】本题考查合金的性质，合金的性能优于成分金属，不易生锈，另外锌、锡对铜也有保护作用。3(双选)铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 molL1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【答案】BD【解析】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
3、=4OH。4下列说法正确的是()A铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀【答案】C【解析】铅蓄电池放电时铅电极作负极，负极发生氧化反应，A错误；电解饱和食盐水的方程式为2NaCl2H2OH22NaOHCl2，H2和NaOH为阴极产物，B错误；食盐水是中性溶液，该条件下发生铁的吸氧腐蚀，D错误。5钢铁在腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()Fe由2价转化为3价O2被还原产生H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3xH2O杂质C被氧化除去A BC D【答案】B【解析】钢铁的腐蚀过程：铁作负极，
4、发生反应为Fe2e=Fe2，杂质C作正极，若发生析氢腐蚀，正极反应为2H2e=H2，若发生吸氧腐蚀，正极反应为O24e2H2O=4OH。随之Fe22OH=Fe(OH)2,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3失水可形成Fe2O3xH2O。6下列说法中，正确的是()镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3nH2O锌和铁构成原电池时，铁作负极铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀硫酸中A只有 B只有C D【答案】A7下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是()A若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B若X为锌棒，开关
5、K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2【答案】D8.如图是用铁铆钉固定两个铜质零件的示意图，若将该零件置于潮湿空气中，下列说法正确的是()A发生电化学腐蚀，铜为负极，铜极产生H2B铜易被腐蚀，铜极上发生还原反应，吸收O2C铁易被腐蚀，铁发生氧化反应：Fe2e=Fe2D发生化学腐蚀：FeCu2=CuFe2【答案】C【解析】在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，铁比铜活泼，铁作负极，负极发生氧化反应：Fe2e=Fe2，铁被腐蚀，铜作正极，正极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，综上分析，C正
6、确。9下列叙述不正确的是()A锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率B镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀C钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3nH2OD钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反应【答案】B【解析】A项中Zn与置换出的Cu一起构成原电池，加快反应速率；B项中白铁镀层破损后Zn先被腐蚀，而马口铁镀层破损后Fe先被腐蚀，故B项错；C、D项正确。10下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()【答案】B【解析】A中，烧杯底端的海水中含氧量比较少，故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小，A项错误；B中，当开关置于N时，左边的锌与合金形成了原电池，并且合
7、金作正极，合金的腐蚀速率减小，B项正确；C中，接通开关后，形成原电池，生成氢气的速率增大，但是氢气是在Pt电极上放出的，C项错误；D中，干电池的自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，D项错误。11如图所示，将Fe片和Al片放在盛有NaCl溶液(其中滴入酚酞)的表面皿中，先观察到变红色的区域为()A和 B和C和 D和【答案】D【解析】左图为原电池，铁为正极，发生吸氧腐蚀，正极反应为O22H2O4e=4OH，呈碱性；右图为电解池，铝为阴极，阴极反应为2H2e=H2，生成氢气的同时，破坏了水的电离平衡生成了氢氧化钠。12下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁
8、遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe=Fe33e【答案】B【解析】对钢铁制品进行电化学防护时，需接电源的负极，接正极会加快腐蚀，A项错误；铁钝化的两个前提是常温、浓硝酸或浓硫酸，钝化的结果是表面形成致密氧化膜，B项正确；钢管与铜管堆放在一起，当形成原电池时，钢管作负极，腐蚀加快，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，Fe只能失去2个电子生成Fe2：Fe2e=Fe2，D项错误。二、非选择题(本题包括4小题，共40分)13(10分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是
9、吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。A铜 B钠C锌 D石墨(3)如图乙方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极上。【答案】(1)负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上铁失电子，正极上O2得电子；(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属，如锌，可使锌失电子而保护铁；(3)属于外加电流的阴极保护法。14(10分)金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。(1)请写出有关电极反应式：铁棒上电极反应式：_
10、。碳棒上电极反应式：_。(2)该图所表示的是_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_棒。【答案】(1)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)吸氧(3)析氢锌(或其他比Fe活泼的金属)【解析】电解质是氯化钠，溶液呈中性。发生吸氧腐蚀，负极反应是2Fe4e=2Fe2，正极反应是O22H2O4e=4OH。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，此时发生析氢腐蚀；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，此时构成的原电池中铁棒作正极，负极是比铁
11、活泼的金属，因此可将碳棒改为锌棒。15(10分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。(3)利用图示装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_【答案】(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法【解析】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应
12、生成Fe3，Fe3会与Fe反应生成Fe2。(2)电镀时若用石墨作阳极，则电解过程中电解液中Cu2浓度不断减小，导致铁表面不能镀上均匀的铜。(3)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。16(10分)下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。【答案】(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2OO24e=4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中【解析】Fe炭粉食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于炭的含量少，故不如乙中Fe腐蚀得快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。