1、第四节金属的电化学腐蚀与防护课后提能 层级练1钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A2H2e=H2BFe22e=FeC2H2OO24e=4OHDFe3e=Fe2解析：选C钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2OO24e=4OH。2下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块解析：选A水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了外加电流，A正确；金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法，B错误；汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法，C错误
2、；地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法，D错误。3下列有关金属的保护方法的说法中正确的是()A常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法解析：选B涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护，A错误；镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀，B正确；应是牺牲阳极的阴极保护法，C错误；应是用沥青作涂层的涂层保护法，D错误。4以下现象与电化学腐蚀无
3、关的是()A镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B纯铁不容易生锈C镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D输送氯气的钢管易被氯气腐蚀解析：选DA项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀，而镀锌铁器表面破损时形成原电池，Fe作正极，被保护；B项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀；C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心；D项中铁和Cl2直接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。5下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由
4、于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极解析：选C铁棒越靠近海水液面处腐蚀越严重，因为该处O2浓度最大，A错误；铁棒作为电解池的阴极被保护，B错误；镁块相当于原电池的负极，D错误。6为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置，下列有关说法中错误的是()A正极的电极反应方程式为O22H2O4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快解析：选D铁是负极，失电子被氧化成Fe2，在正极氧气得电子发生还原反应生成OH，反应式为O22
5、H2O4e=4OH，A项正确；将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，D项错误；向自来水中加入NaCl(s)，可使电解质溶液的导电能力增强，加快腐蚀速率，C项正确；若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe被保护，难以看到铁生锈，B项正确。7潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和空气的作用下会被腐蚀。(1)若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：正极：_，负极：_。(2)为有效地保护潜艇，下列措施中最好的是_。A采用纯铁制造潜艇外壳B采用耐腐蚀的合金制造潜艇外壳C在潜艇外壳上涂一层油D在潜艇外壳上装一定数量的锌块答案：(1)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2
6、(2)D8回答下列问题：(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化学腐蚀称为_。图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在_处(填字母)。(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：(3)如图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_。解析：(1)金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，腐蚀得越严重。锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护。(2)要
7、用石墨通过电化学腐蚀保护铜，只能用电解池原理，碳接电源正极，铜接电源负极。(3)当电解质溶液相同时，同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。答案：(1)吸氧腐蚀BC(2)(3)1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Fe2O3xH2O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H2SO4中A只有B只有C D解析：选A镀层破损后，白铁形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失电子，从而保护了铁，而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀，所以在镀层破损后，马口铁比
8、白铁更易被腐蚀，说法错误；钢铁无论发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，铁都是失电子变成Fe2，吸氧腐蚀更普遍，O2得电子变成OH，与Fe2结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中很易被氧化成Fe(OH)3，因此铁锈的成分常用Fe2O3xH2O表示，说法正确；锌和铁构成原电池时，锌比铁活泼，应该是锌作负极，说法不正确；说法正确，故A正确。2铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()A正极的电极反应式为2H2e=H2B此过程中还涉及反应：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此过程中铜并不被腐蚀D此过程中电子从Fe移向Cu解析：选A该图表示为吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电
9、极反应式为Fe2e=Fe2，铜板为正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，当形成Fe(OH)2后，还有4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3这个反应，故A项错误，B、C、D项正确。3如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()Aa中铁钉附近呈现红色Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生解析：选Ba中铁比铜活泼，铁作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH，因此A、C不
10、正确；b中铝比铁活泼，铝作负极，发生氧化反应，铁作正极，发生还原反应，电极反应式分别为负极：4Al12e=4Al3，正极：3O26H2O12e=12OH，因此B正确，D不正确。4根据图示判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大解析：选D装置中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；Fe作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH；由于正极有OH生成，因此溶液的pH增大。装置中，Fe
11、作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2；由于正极不断消耗H，所以溶液的pH逐渐增大，A、B项错误，D项正确；盐桥中的阳离子移向原电池的正极，C项错误。5下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，铁钉易被腐蚀B图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：选B图a中铁钉与溶液不接触，不能形成原电池，因此不易被腐蚀，A错误；图b中开关置于M时，Cu-Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu-Zn合金作正极，腐蚀
12、速率减小，B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，C错误；NH水解使溶液显酸性，Zn在酸性条件下被腐蚀，主要由Zn的还原作用引起，而不是MnO2的氧化作用引起的，D错误。6将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应式为O22H2O4e=4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(O
13、H)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应式为Cu2e=Cu2解析：选B液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极反应：O22H2O4e=4OH。液滴下的Fe发生负极反应：Fe2e=Fe2，为腐蚀区(a)，B选项正确；阴离子应移向负极，即Cl由b区向a区迁移，A选项错误；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C选项错误；铜螺丝钉在铁板上，Cu不如铁活泼，作正极，负极反应为Fe2e=Fe2，D选项错误。7钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。(1)生产中可用盐酸来除铁锈，现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后
14、，发生的化合反应的化学方程式为_。(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图所示：请回答：A电极对应的金属是_(写元素符号)，B电极的电极反应是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。解析：(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，Fe2O3和盐酸反应生成Fe3，2FeCl3Fe=3FeCl2。(2)B项是牺牲阳极(Zn)的阴极(Fe)保护法，D是外加电流的阴极(Fe)保护法。(3)电镀的特点
15、是：待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，则A为阳极应是铜，B为阴极，电极反应为Cu22e=Cu。两极质量差为5.12 g，则每极变化质量为2.56 g，转移电子的物质的量为20.08 mol。镀层破损后易形成原电池，铁比铜活泼，铁作负极更易被腐蚀。答案：(1)2FeCl3Fe=3FeCl2(2)BD(3)CuCu22e=Cu0.08铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可)8如图所示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
16、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)。解析：铁粉、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C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。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9某
17、研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的炭粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，炭粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图2中0t1时压强变大
18、的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_。解析：(1)探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证炭粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验中铁粉为2.0 g；对比实验和可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而炭粉的质量不同，显然探究的是炭粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。(2)当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；炭粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH。(3)Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。答案：(1)2.0炭粉含量的影响(2)吸氧还原2H2OO24e=4OH(3)反应放热，温度升高