高考化學(xué) 教材回歸練習(xí) 必修 93金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

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1、 世紀(jì)金榜 圓您夢想 9-3金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 一、選擇題 1.下列敘述中不正確的是(  ) A.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 B.鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕 C.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板,鐵板易被腐蝕 D.原電池外電路電子由負(fù)極流入正極 解析:A項,不純的金屬在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,所以電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍,A項正確;B項,鋼鐵在干燥的空氣中,不易腐蝕,B項正確;C項,鋁和鐵形成原電池,鋁作負(fù)極易被腐蝕,C項錯誤;D項,原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),失去的電子通

2、過導(dǎo)線流向正極。 答案:C 2.下列反應(yīng)一定屬于氧化反應(yīng)的是(  ) A.金屬的腐蝕       B.原電池的正極反應(yīng) C.放熱反應(yīng) D.電鍍池鍍件一極的反應(yīng) 解析:金屬腐蝕的本質(zhì)就是被氧化的過程,A正確;B、D發(fā)生的均為還原反應(yīng);C項放熱反應(yīng)與是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)無直接關(guān)系。 答案:A 3.(2011·北京西城區(qū)期末考試)下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是(  ) A.生鐵比純鐵易生銹 B.純銀飾品久置表面變暗 C.黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠 D.與銅管連接的鐵管易生銹 解析:B項,純銀不符合構(gòu)成原電池的條件,故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。 答案:B

3、4.相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是(  ) 解析:A、B、D均可構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕,C中銅鍍層把鐵完全覆蓋,構(gòu)不成原電池,不易被腐蝕。 答案:C 5.(2012·陜西省長安一中高三質(zhì)檢(二))某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是(  ) A.鉛筆端作陽極,發(fā)生還原反應(yīng) B.鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng) C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 D.a(chǎn)極是負(fù)極,b極是正極 解析:出現(xiàn)紅色字跡,說明筆尖生成氫氧根離子,所以鉛筆端是陰極,鉑片

4、端是陽極,A、B項錯誤;鉛筆端產(chǎn)生氫氣,不是氯氣,C項錯誤;a極是負(fù)極,D項正確。 答案:D (2012·濰坊模擬)下面兩套實驗裝置,都涉及金屬的腐蝕反應(yīng),假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。請同學(xué)們仔細(xì)觀察,完成6~7題。 6.下列敘述正確的是(  ) A.裝置Ⅰ在反應(yīng)過程中自始至終只生成紅棕色氣體 B.裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C.裝置Ⅱ在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣 D.裝置Ⅰ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中的金屬陽離子只有Cu2+ 解析:裝置Ⅰ形成原電池,銅作負(fù)極、鐵作正極,反應(yīng)的實質(zhì)是銅與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),開始生成二氧化氮,硝酸變稀后生成一氧化氮;濃硝酸變稀后,鐵和銅兩個電

5、極轉(zhuǎn)換,溶液中會有亞鐵離子生成;裝置Ⅱ開始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕,鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹,氧氣消耗后壓強變小液面左移,接觸后發(fā)生析氫腐蝕,有氫氣放出。 答案:C 7.下列與反應(yīng)原理相關(guān)的敘述不正確的是(  ) A.裝置Ⅰ中不可能發(fā)生如下反應(yīng):Fe+2Fe3+===3Fe2+ B.裝置Ⅱ在反應(yīng)結(jié)束時溶液中存在Fe2+ C.裝置Ⅰ的溶液若換為稀硝酸,則腐蝕過程與原裝置不同 D.裝置Ⅱ中的鐵絲能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 解析:濃硝酸變稀,稀硝酸與鈍化生成的氧化物反應(yīng)有鐵離子生成,鐵單質(zhì)與鐵離子發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+===3Fe2+,溶液中最終只含有Fe2+;稀硝酸存在時,鐵作

6、負(fù)極,銅作正極,鐵被腐蝕過程發(fā)生變化;裝置Ⅱ開始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕,鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹,氧氣消耗后壓強變小液面左移,接觸后發(fā)生析氫腐蝕。 答案:A 8.如圖所示裝置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液,放置一定時間后,裝置中的四塊相同鋅片,腐蝕速率由快到慢的正確順序是(  ) A.③①④② B.①②④③ C.①②③④ D.②①④③ 解析:①為原電池,活潑金屬Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),腐蝕速率比④快,②③為電解池,②中的Zn作陽極,失電子,被腐蝕。③中Zn作陰極,被保護(hù),比④中的Zn腐蝕更慢,故由快到慢的順序是②①④③。 答案:D

7、9.(2012·西安中學(xué)高三第三次月考)關(guān)于下列各裝置圖的敘述中,不正確的是(  ) A.用甲裝置精煉銅,則a極為粗銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B.乙裝置的總反應(yīng)是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ C.丙裝置中鋼閘門應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連 D.丁裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 解析:本題綜合考查電化學(xué)知識。難度中等。 在原電池中,較活潑的金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),不活潑的金屬作正極,不參與反應(yīng),B錯誤。 答案:B 10.(2011·東北高三聯(lián)考)按如圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作,其中不正確的是(  ) A.鐵腐蝕的速度由大到小的順序是:只接通K1>只閉合K3>

8、都斷開>只閉合K2 B.只接通K1,一段時間后,U形管中出現(xiàn)白色沉淀 C.只接通K2,U形管左、右兩端液面均下降 D.先只接通K1,一段時間后,漏斗液面上升,然后再只接通K2,漏斗液面下降 解析:只閉合K1,鐵作陽極,電解氯化鈉溶液,鐵失電子生成Fe2+,H2O在陰極得電子生成H2和OH-,F(xiàn)e2+和OH-擴散到U形管底部相遇生成白色氫氧化亞鐵沉淀,B項正確。只接通K2,鐵作陰極,不能失電子,陰極生成氫氣,石墨電極上生成氯氣。C項正確,綜上分析只接通K1鐵腐蝕速率最快;只閉合K3,形成原電池,鐵腐蝕的速率次之;都斷開時鐵自然腐蝕;而只接通K2時鐵作陰極被保護(hù),腐蝕速率最慢,故A項正確。

9、 答案:D 11.(2012·長沙市高考模擬考試(一))下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)反應(yīng)中,正確的是(  ) A.Na與水反應(yīng)的化學(xué)方程式: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ B.鋼鐵腐蝕時可能發(fā)生的負(fù)極反應(yīng): 4OH--4e-===2H2O+O2↑ C.NH4HCO3溶液與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式: NH+OH-===NH3↑+H2O D.表示中和熱的熱化學(xué)方程式: HCl+NaOH===NaCl+H2O ΔH=-57.3kJ/mol 解析:本題考查化學(xué)用語。難度中等。 B中負(fù)極為Fe,失電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+,錯誤;C中HCO也與

10、OH-反應(yīng),錯誤;D中熱化學(xué)方程式缺少了物質(zhì)的狀態(tài),錯誤。 答案:A 12.用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度為13的CuSO4和NaCl的混合溶液,可能發(fā)生的反應(yīng)有(  ) ①2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ ②Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ ③2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ ④2H2O2H2↑+O2↑ A.①②③  B.①②④  C.②③④  D.②④ 解析:設(shè)CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量分別為1 mol和3 mol,根據(jù)離子的放電順序和電子守恒可知電解過程應(yīng)分為如下階段。 (1)電解CuCl2溶液 陽極:2Cl--2e-===Cl2↑ 2 mo

11、l 2 mol 陰極:Cu2++2e-===Cu 1 mol 2 mol 總反應(yīng)式:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ (2)電解NaCl溶液 陽極:2Cl--2e-===Cl2↑ 1 mol 1 mol 陰極:2H++2e-===H2↑ 1 mol 1 mol 總反應(yīng)式:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- (3)電解Na2SO4溶液 陽極:4OH--4e-===2H2O+O2↑ 陰極:4H++4e-===2H2↑ 總反應(yīng)式:2H2O2H2↑+O2↑。 答案:C 13.(2012·北京市海淀區(qū)高三第一次模擬)下列有關(guān)金屬的腐蝕與防護(hù)的說法中不正確的是(  

12、) A.溫度越高,金屬腐蝕速率越快 B.在鐵管外壁上鍍鋅可防止其被腐蝕 C.金屬被腐蝕的本質(zhì)是金屬發(fā)生了氧化反應(yīng) D.將鋼閘門與直流電源的正極相連可防止其被腐蝕 解析:本題考查的是金屬的腐蝕與防護(hù)。溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率就越快,A正確;Zn比Fe活潑,在鐵管外壁上鍍鋅可防止其被腐蝕,B正確;金屬被腐蝕的本質(zhì)是金屬失電子,發(fā)生了氧化反應(yīng),C正確;鋼閘門防止其被腐蝕,應(yīng)該接到電源的負(fù)極上,D錯。 答案:D 14.(2011·上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是(  ) A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片 B.用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片 C.用氫氧化鈉

13、溶液吸收陰極產(chǎn)物 D.用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物 解析:銅片作陰極:Cu2++2e-===Cu。 答案:B 15.(2012·江蘇單科)下列有關(guān)說法正確的是(  ) A.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的ΔH<0 B.鍍銅鐵制品鍍層受損后,鐵制品比受損前更容易生銹 C.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0,其他條件不變時升高溫度,反應(yīng)速率v(H2)和H2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大 D.水的離子積常數(shù)KW隨著溫度的升高而增大,說明水的電離是放熱反應(yīng) 解析:A項,該反應(yīng)的ΔS>0,室溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的ΔH>0;B

14、項,鍍層受損后,鐵、銅在潮濕的環(huán)境中形成原電池,鐵作負(fù)極被腐蝕;C項,正反應(yīng)的ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動,H2的平衡轉(zhuǎn)化率減??;D項,溫度升高,KW增大,平衡正向移動,說明水的電離是吸熱反應(yīng)。 答案:B 二、非選擇題 16.鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________。 (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用

15、________。(填序號) A.銅 B.鈉 C.鋅 D.石墨 (3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極。 (4)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?,F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中,當(dāng)鐵銹被除盡后,溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式____________ __________________________________________________。 (5)在實際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖: ①A電極對應(yīng)的金屬________(寫元素名稱),B電極的電極反應(yīng)是___________________

16、_。 ②若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量,二者質(zhì)量差為5.12 g,則電鍍時電路中通過的電子為________mol。 ③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____________________________________________________________________________________________________________________。 解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時,負(fù)極上Fe失去電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如Zn,就可由Zn失去電子,Zn被溶解,而

17、Fe被保護(hù),屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的保護(hù)法,需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極上。(4)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物,與鹽酸反應(yīng)后生成了三價鐵離子,而后鐵與三價鐵離子會化合生成亞鐵離子。(5)為在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽極,當(dāng)析出1 mol銅時,兩電極的質(zhì)量差為64+64=128(g),轉(zhuǎn)移2 mol電子,當(dāng)質(zhì)量差為5.12g,電路中通過的電子為0.08 mol。 答案:(1)負(fù)極:2Fe-4e-===2Fe2+ 正極:O2+2H2O+4e-===4OH- (2)C (3)負(fù) (4)2FeCl3+Fe===3FeCl2 (5)①銅 Cu2++2e-===C

18、u?、?.08 ③鐵比銅活潑,鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負(fù)極,加速鐵的腐蝕(其他答案合理也可) 17.請你參與某學(xué)習(xí)小組的探究活動,并回答相關(guān)問題: 發(fā)現(xiàn)問題:甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)盛水的鐵鍋在與水面接觸的部位最易生銹;乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己的銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色的銅銹;丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)蘋果切開不久,果肉上會產(chǎn)生一層咖啡色物質(zhì),好像生了“銹”一般。 提出問題:這三種物質(zhì)“生銹”的原因是什么? 收集證據(jù): (1)回憶已有知識:鐵生銹的條件是________。 (2)查閱有關(guān)資料:“銅銹”主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗稱銅綠);蘋果“生銹”是果肉里的物質(zhì)(酚和酶)與空氣中的氧氣發(fā)生了一

19、系列的反應(yīng),生成咖啡色的物質(zhì)。 (3)實驗探究:將四小塊銅片分別按下圖所示放置一個月,觀察現(xiàn)象如下: 裝置 現(xiàn)象 銅片不生銹 銅片不生銹 銅片不生銹 銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴(yán)重 實驗結(jié)論: ①據(jù)A裝置推知,銅生銹需要_____________________________。 ②據(jù)B裝置推知,銅生銹需要____________________________。 ③據(jù)C裝置推知,銅生銹需要____________________________。 ④據(jù)D裝置推知,銅生銹主要是發(fā)生了________腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)。負(fù)極反應(yīng)為________。

20、反思與應(yīng)用: ⑤寫出一種防止鐵或銅生銹的具體方法_______________。 解析:(1)回憶已有知識或結(jié)合實驗結(jié)論可得出鐵生銹的條件為與O2和H2O同時接觸。 (3)通過A、B、C、D四套裝置比較看出,A證明無H2O,銅片不生銹,B證明無CO2,銅片不生銹,C證明無O2銅片不生銹,而據(jù)D現(xiàn)象可知,銅發(fā)生了吸氧腐蝕,負(fù)極Cu失去電子。據(jù)實驗結(jié)論不難想出⑤的做法與方案。 答案:(1)鐵與氧氣、水同時接觸 (3)①H2O?、贑O2?、跲2 ④吸氧 Cu-2e-===Cu2+ ⑤保持金屬制品表面的潔凈和干燥(或金屬制品表面涂上保護(hù)膜)(答案合理即可) 18.(2013·浙江省名校

21、新高考研究聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考)某化學(xué)興趣小組對電化學(xué)問題進(jìn)行了實驗探究。 Ⅰ.利用右圖裝置探究金屬的防護(hù)措施,實驗現(xiàn)象是鋅電極不斷溶解,鐵電極表面有氣泡產(chǎn)生。 (1)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式____________。 (2)某學(xué)生認(rèn)為,鐵電極可能參與反應(yīng),并對產(chǎn)物作出假設(shè): 假設(shè)1:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+ 假設(shè)2:鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe3+ 假設(shè)3:____________________________________。 (3)為了探究假設(shè)1、2,他采取如下操作: ①取0.01 mol/L FeCl3溶液2 mol于試管中,加入過量鐵粉;②取操作①試管的上層清夜加

22、入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀;③取少量正極附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,未見藍(lán)色沉淀生成;④取少量正極附近溶液加入2滴KSCN溶液,未見溶液變紅; 據(jù)②、③、④現(xiàn)象得出的結(jié)論是______________________。 (4)該實驗原理可應(yīng)用于防護(hù)鋼鐵腐蝕,請再舉一例防護(hù)鋼鐵腐蝕的措施__________________________。 Ⅱ.利用右圖裝置作電解50 mL 0.5 mol/L的CuCl2溶液實驗。 實驗記錄: A.陽極上有黃綠色氣體產(chǎn)生,該氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埾茸兯{(lán)后褪色(提示:Cl2氧化性大于IO); B.電解一段時間

23、以后,陰極表面除有銅吸附外,還出現(xiàn)了少量氣泡和淺藍(lán)色固體。 (1)分析實驗記錄A中試紙顏色變化,用離子方程式解釋:________________________________________________________; ②__________________________________________________。 (2)分析實驗記錄B中淺藍(lán)色固體可能是__________________(寫化學(xué)式),試分析生成該物質(zhì)的原因____________________。 答案:Ⅰ.(1)Zn-2e-=Zn2+;(2)鐵參與反應(yīng),被氧化生成Fe2+和Fe3+; (3)正極

24、附近溶液不含F(xiàn)e2+和Fe3+;(4)油漆(其他合理答案均可) Ⅱ.(1)2I-+Cl2===I2+2Cl-;5Cl2+I(xiàn)2+6H2O===10Cl-+2IO+12H+; (2)Cu(OH)2,電解較長時間后,Cu2+濃度下降,H+開始放電,溶液pH增大,Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2 19.對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長其使用壽命。 (1)以下為鋁材表面處理的一種方法: ①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時常有氣泡冒出,原因是____________________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的________。

25、 a.NH3   b.CO2     c.NaOH   d.HNO3 ②以鋁材為陽極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽極電極反應(yīng)式為______________________。取少量廢電解液,加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,產(chǎn)生沉淀的原因是________。 (2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是________。 (3)利用右圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅,開關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為________________。 解析:本題以金屬鋁和電化學(xué)知識為

26、載體,意在考查學(xué)生解決實際問題的能力。 (1)①題中指出在堿洗時有氣泡產(chǎn)生,則只有金屬鋁和堿反應(yīng)才符合條件,故堿洗過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-===2AlO+H2O、2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。堿洗后溶液中含有大量AlO,故最好通入CO2氣體使AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀以回收鋁。 ②活潑金屬作陽極,陽極材料本身失電子被氧化,其氧化產(chǎn)物為Al2O3,由此可得陽極反應(yīng)式為2Al+3H2O===Al2O3+6H++6e-。加入NaHCO3溶液后,Al3+與HCO發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng),離子方程式可表示為Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO

27、2↑。 (2)電鍍時若用石墨作陽極,則電解過程中電解液中Cu2+濃度不斷減小,導(dǎo)致鐵表面不能鍍上均勻的銅。 (3)若X為碳棒,則只能用外加電源的陰極保護(hù)法,此時開關(guān)K應(yīng)置于N處,若X為Zn,K置于M處,其保護(hù)原理稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法。 答案:(1)①2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(或:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑) b ②2Al+3H2O===Al2O3+6H++6e- HCO與H+反應(yīng)使H+的濃度減小,產(chǎn)生Al(OH)3沉淀 (2)補充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+濃度恒定 (3)N 犧牲陽極的陰極保護(hù)法(或:犧牲陽極保護(hù)法) 第11頁(共11頁) 山東世紀(jì)金榜科教文化股份有限公司

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