2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第2課時(shí)學(xué)案魯科版.doc

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2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池第2課時(shí)學(xué)案魯科版 [課標(biāo)要求] 1．知道金屬腐蝕的兩種類型(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)。 2．能夠解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害。 3．知道防止金屬腐蝕的常用方法。 1．金屬腐蝕就是金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞。 2．電化學(xué)腐蝕根據(jù)水膜酸度不同主要有吸氧腐蝕和析氫腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍。 3．吸氧腐蝕負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－===4OH－；析氫腐蝕負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)2H＋＋2e－===H2↑。 4．金屬防護(hù)的常用方法有覆蓋保護(hù)層、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法和陰極電保護(hù)法。 1．金屬的腐蝕 (1)概念 金屬的腐蝕是指金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞。 (2)實(shí)質(zhì) 金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失電子被氧化的過(guò)程，用反應(yīng)方程式表示(M代表金屬元素)為 M－ne－===Mn＋。 (3)金屬腐蝕的分類 由于金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同，一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，其中電化學(xué)腐蝕更為普遍，危害更大。 2．金屬的電化學(xué)腐蝕 (1)概念 兩種金屬相接觸且又同時(shí)暴露在潮濕空氣里或與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于形成原電池而發(fā)生的腐蝕。 (2)實(shí)質(zhì) 被腐蝕的金屬成為原電池的負(fù)極而被氧化。 (3)原理(以鉚有鐵釘?shù)你~板為例) ①吸氧腐蝕的原理 負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋， 正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－， 電池反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。 ②析氫腐蝕的原理 負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋， 正極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑。 電池反應(yīng)：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 實(shí)驗(yàn)1：將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱和鐵釘?shù)淖兓?，如圖1。 實(shí)驗(yàn)2：向100 mL燒杯中加入約50 mL稀醋酸后，插入兩個(gè)玻璃筒(無(wú)底)；將一個(gè)無(wú)銹鐵釘和一個(gè)碳棒分別用導(dǎo)線與電流計(jì)連接后，再分別插入兩個(gè)玻璃筒中，如圖2。 [問(wèn)題思考] 1．圖1實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管中水柱和鐵釘有什么變化？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？ 提示：導(dǎo)管中的水面上升，鐵釘表面生銹；產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)，負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，由于盛鐵釘?shù)木咧г嚬苤胁粩嘞腛2而使具支試管中壓強(qiáng)減小，從而引起水的倒吸。 2．圖2實(shí)驗(yàn)碳棒表面有什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？ 提示：碳棒表面有氣泡產(chǎn)生；原因是發(fā)生了析氫腐蝕，電極反應(yīng)，負(fù)極：Fe－2e－=== Fe2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑。 3．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么？ 提示：相同點(diǎn)都是造成金屬被氧化腐蝕。不同點(diǎn)是化學(xué)腐蝕是金屬和氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無(wú)電流產(chǎn)生；電化學(xué)腐蝕是發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生。 1．金屬化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕(主要) 吸氧腐蝕(主要) 析氫腐蝕 條件 金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 水膜中溶有O2，呈弱酸性或中性 水膜酸性較強(qiáng) 本質(zhì) 金屬被氧化而腐蝕 較活潑金屬被氧化而腐蝕 區(qū)別 無(wú)電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 反 應(yīng) 式 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3 xH2O)，反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 ===Fe2O3xH2O＋(3－x)H2O 聯(lián)系 兩種腐蝕往往同時(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．金屬腐蝕快慢的判斷方法 (1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋弘娊庠硪鸬母g>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>應(yīng)用原電池原理防護(hù)的腐蝕>應(yīng)用電解池原理防護(hù)的腐蝕。 (2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕>非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 (3)對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。 (4)對(duì)于同一種電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快(鈍化除外)。 (5)純度越高的金屬，腐蝕的速率越慢(純金屬幾乎不被腐蝕)。 (6)不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。 3．注意問(wèn)題 (1)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)際情況中以吸氧腐蝕 為主。 (2)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＋。 (3)一般情況下，只有在金屬活動(dòng)性順序中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。 1．下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法中正確的是(　　) A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程 B．化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程 C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹 D．金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同，但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生 解析：選D　金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水或其他腐蝕性物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，A錯(cuò)誤；化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程，不需要外加電流，B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負(fù)極吸收氧氣，C錯(cuò)誤。 2．銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．正極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ B．此過(guò)程中還涉及反應(yīng)： 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過(guò)程中銅并不被腐蝕 D．此過(guò)程中電子從Fe移向Cu 解析：選A　該圖表示吸氧腐蝕，其中鐵鉚釘為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，銅板做正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，當(dāng)形成Fe(OH)2后，還發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 3．下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是(　　) A．④＞②＞①＞③　　　　B．②＞①＞③＞④ C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞① 解析：選A　鐵在海水中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，當(dāng)鐵與比它活潑性差的Sn相連時(shí)，F(xiàn)e被腐蝕的速率增大[比①大]，與活潑性比其強(qiáng)的鋅相連時(shí)，鋅作負(fù)極，被腐蝕，鐵被保護(hù)，其腐蝕的速率要比①??；④為電解裝置，F(xiàn)e為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵腐蝕的速率最快。 1．防護(hù)本質(zhì) 阻止金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，基本思路是防止金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，防止金屬做原電池的負(fù)極。 2．防護(hù)方法 (1)加防護(hù)層：如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍等。 (2)電化學(xué)防護(hù)法 電化學(xué) 防護(hù) 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法 陰極電保護(hù)法 原理 原電池原理 電解原理 措施 被保護(hù)的金屬作正極(陰極)，以一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極(陽(yáng)極) 被保護(hù)的金屬作陰極，惰性電極作輔助陽(yáng)極，連上直流電源 應(yīng)用 如鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鐵塔、鐵管道裝上若干鋅塊，可保護(hù)鋼鐵設(shè)備 如鋼閘門(mén)、輸送酸性溶液的鐵管道等 示意圖 (3)其他方法 還可運(yùn)用電化學(xué)方法將被保護(hù)金屬接到外加電源的正極上，并使電壓維持在該金屬發(fā)生鈍化作用的范圍內(nèi)使金屬表面鈍化，從而使內(nèi)部金屬得到保護(hù)。 1．下列防腐措施中，屬于電化學(xué)保護(hù)法的是(　　) A．用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜 B．在金屬中加入一些鉻或鎳制成金屬合金 C．在輪船的船殼水線以下部分，裝上一定數(shù)量的鋅錠 D．金屬表面噴漆 解析：選C　C項(xiàng)中的方法是犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，運(yùn)用了原電池原理，屬于電化學(xué)保護(hù)法。 2．相同材料的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是(　　) 解析：選C　在A中，食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕；在D中，酸雨提供電解質(zhì)溶液，易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 [三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法中正確的是(　　) ①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)?、诮饘俚母g可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，只有電化學(xué)腐蝕才是氧化還原反應(yīng)?、垡?yàn)槎趸计毡榇嬖冢凿撹F的電化學(xué)腐蝕以析氫腐蝕為主?、軣o(wú)論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化 A．①②　　　　　　　　　 B．②③ C．①④ D．①③④ 解析：選C　金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是M－ne－===Mn＋，金屬總是被氧化，金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)，①、④正確，②錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主，③錯(cuò)誤。綜上所述，C項(xiàng)正確。 2．下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是(　　) A．輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊 B．鋁片不用特殊方法保護(hù) C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量硫酸銅溶液后反應(yīng)速率增大 D．鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用 解析：選B　選項(xiàng)A是通過(guò)構(gòu)成ZnFe原電池，在船殼上加鋅塊作原電池的負(fù)極，從而保護(hù)正極鐵不受腐蝕。選項(xiàng)B可形成氧化膜保護(hù)鋁。選項(xiàng)C中由于發(fā)生Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池，從而增大了反應(yīng)速率。選項(xiàng)D中一旦金屬鍍層受損后，分別形成ZnFe原電池和FeSn原電池，前者Zn被腐蝕從而保護(hù)了鐵，而后者Fe首先被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用。 3.如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是(　　) A．生鐵塊中的碳是原電池的正極 B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋? C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe－2e－===Fe2＋ D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 解析：選B　a、b中生鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，碳作正極，鐵作負(fù)極；a中NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，O2被消耗，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低，b試管中盛裝NH4Cl溶液，呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，故紅墨水柱兩邊的液面應(yīng)左高右低。 4．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù) B．鐵遇冷濃硝酸表面被鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋ 解析：選B　鋼管與電源正極連接，鋼管作陽(yáng)極，被腐蝕，A錯(cuò)；鋼管與銅管露天堆放在一起，可形成原電池，鋼管作負(fù)極被腐蝕，C錯(cuò)；鐵被腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=== Fe2＋，D錯(cuò)。 5.如圖所示，水槽中的試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察。 (1)鐵釘逐漸生銹，鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)。 (2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________，發(fā)生__________腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應(yīng)：負(fù)極為_(kāi)_________________，正極為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈__________，發(fā)生________腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)，電極反應(yīng)：負(fù)極為_(kāi)_________________，正極為_(kāi)_______________________________。 (4)若水槽中液體甲為水，液體乙為海水，則鐵釘在________(填“甲”或“乙”)溶液中腐蝕的速率快。 解析：鐵釘是鐵合金，主要由鐵和碳組成，接觸電解質(zhì)溶液，可構(gòu)成原電池，此時(shí)發(fā)生的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。試管內(nèi)液面上升，說(shuō)明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小，氣體被吸收，發(fā)生的是吸氧腐蝕，據(jù)此可寫(xiě)出電極反應(yīng)；試管內(nèi)液面下降，說(shuō)明試管內(nèi)壓強(qiáng)增大，生成氣體，發(fā)生的是析氫腐蝕，據(jù)此可寫(xiě)出電極反應(yīng)。對(duì)于同一金屬來(lái)說(shuō)，在電解質(zhì)溶液中腐蝕的速率大于在水中腐蝕的速率。 答案：(1)電化學(xué)　(2)堿性、弱酸性或中性　吸氧 Fe－2e－===Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)較強(qiáng)的酸性　析氫　Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑　(4)乙 1．下列敘述不正確的是(　　) 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被腐蝕 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：選C　不純的金屬在潮濕的空氣中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，A正確；干燥的空氣中，不易發(fā)生原電池反應(yīng)，鋼鐵不易被腐蝕，B正確；鋁和鐵形成原電池，鐵作正極被保護(hù)，C錯(cuò)誤；原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子時(shí)通過(guò)導(dǎo)線流向正極，D正確。 2．下列關(guān)于金屬防護(hù)的方法不正確的是(　　) A．對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹 B．對(duì)某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用刷油漆的方法來(lái)防銹 C．用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身 D．在自行車的鋼圈上鍍上一層鉻來(lái)防銹 解析：選B　某些工具的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位不易刷油漆，應(yīng)涂油脂防銹，B不正確。 3．下列各裝置中Fe的腐蝕速度最慢的是(　　) 解析：選A　A選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為正極被保護(hù)；B選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極被腐蝕；C選項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生析氫腐蝕，F(xiàn)e腐蝕較B快；D選項(xiàng)構(gòu)成電解池，F(xiàn)e為陽(yáng)極，腐蝕最快。 4．埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下，腐蝕最慢的是(　　) A．在含鐵元素較多的酸性土壤中 B．在潮濕疏松透氣的土壤中 C．在干燥密不透氣的土壤中 D．在含碳粒較多，潮濕的透氣土壤中 解析：選C　鐵在酸性、潮濕的空氣環(huán)境下腐蝕速率較快，鐵在含碳粒較多，潮濕透氣土壤中，易構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，加快腐蝕速率。 5．如圖所示為鋼鐵的兩種電化學(xué)腐蝕： 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．碳表面發(fā)生氧化反應(yīng) B．鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO C．生活中鋼鐵制品的腐蝕以圖①所示為主 D．圖②中，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：選D　圖①中有H2產(chǎn)生，為析氫腐蝕；圖②中吸收氧氣，為吸氧腐蝕。無(wú)論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，均為鋼鐵里的鐵和少量的碳與鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液薄膜構(gòu)成的原電池所造成的電化學(xué)腐蝕，碳均作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為水合氧化鐵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；生活中鋼鐵的腐蝕以吸氧腐蝕為主，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極為O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D項(xiàng)正確。 6．下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱 B．用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹 C．在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽(yáng)極，銅鹽為電鍍液 D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕 解析：選C　A、B選項(xiàng)，都是原電池原理，鐵做負(fù)極，使鐵更易腐蝕；D是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。 7．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是(　　) A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重 B．圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu－Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大 D．圖d中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 解析：選B　圖a中，鐵棒發(fā)生電化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖b中開(kāi)關(guān)置于M時(shí)，Cu－Zn合金作負(fù)極，由M改置于N時(shí)，Cu－Zn合金作正極，腐蝕速率減小，選項(xiàng)B正確；圖c中接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt極上放出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖d中Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由Zn的氧化反應(yīng)引起的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7．下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是(　　) A．水中的鋼閘門(mén)連接電源的負(fù)極 B．金屬護(hù)欄表面涂漆 C．汽車底盤(pán)噴涂高分子膜 D．地下鋼管連接鎂塊 解析：選A　水中的鋼閘門(mén)連接電源的負(fù)極，為陰極，從而得以保護(hù)，A正確；金屬護(hù)欄表面涂漆是隔絕金屬護(hù)欄與空氣接觸，減緩金屬護(hù)欄的腐蝕速率，B錯(cuò)；汽車底盤(pán)噴涂高分子膜也是隔絕與空氣接觸，C錯(cuò)誤；地下鋼管連接鎂塊，構(gòu)成了原電池，屬于犧牲陽(yáng)極的保護(hù)法，D錯(cuò)。 9．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(guò)程中的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)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(mén)上的固體材料R可以采用________(填寫(xiě)字母序號(hào))。 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(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的________極。 解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門(mén)上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，則鋅會(huì)失去電子而溶解，F(xiàn)e被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門(mén)連接在電源的負(fù)極。 答案：(1)負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋， 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C　(3)負(fù) 10．某研究小組對(duì)鐵生銹進(jìn)行研究。 (1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了A、B、C一組實(shí)驗(yàn)(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：A中鐵釘生銹；B中鐵釘不生銹；C中鐵釘不生銹。 ①通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是__________________________。 ②由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于________________________，正極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________。 ③實(shí)驗(yàn)B所用的水要經(jīng)過(guò)________處理；植物油的作用是________________________。 ④實(shí)驗(yàn)C中堿石灰的作用是__________________。 (2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)D(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間后，試管中的液面升高，其原因是__________________________，該實(shí)驗(yàn)________(填“能”或“不能”)說(shuō)明水對(duì)鐵絲生銹產(chǎn)生影響。 解析：鐵內(nèi)部一般含有碳，在鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)作正極，如果再有電解質(zhì)溶液和氧氣即可發(fā)生腐蝕；A中的鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕，所以正極上反應(yīng)的物質(zhì)是氧氣得到電子；水中往往溶有一定量的氧氣，所以做實(shí)驗(yàn)前要先將水煮沸。 答案：(1)①有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣) ②吸氧腐蝕　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ③煮沸(或“除去氧氣”) 　隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”) ?、芪账魵?或“干燥”“保持試管內(nèi)干燥環(huán)境”) (2)鐵的腐蝕要吸收氧氣(或“氧氣參與反應(yīng)”“消耗了氧氣”)使氣體體積減小　 不能 1．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是(　　) ①純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗　②當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用　③在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極保護(hù)法?、芸蓪⒌叵螺斢凸芘c外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕 A．①②③　　　　　　　　 B．②④ C．①③ D．①②③④ 解析：選C　①純銀器在空氣中不能形成原電池，主要發(fā)生化學(xué)腐蝕；②當(dāng)鍍層破損時(shí)，Sn－Fe可形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，腐蝕速率加快，不再起到保護(hù)作用；③Zn作負(fù)極(陽(yáng)極)，F(xiàn)e作正極(陰極)，從而保護(hù)Fe；④利用外加電流陰極保護(hù)法，輸油管應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連。 2．下列有關(guān)金屬腐蝕的表述，正確的是(　　) A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生 B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕 C．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)較活潑的金屬總是做正極而被腐蝕 D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子 解析：選D　金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑反應(yīng)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，無(wú)電流產(chǎn)生；而電化學(xué)腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。Fe在干燥的氯氣中不反應(yīng)。發(fā)生腐蝕時(shí)，較活潑的金屬做負(fù)極被氧化而腐蝕。 3．下列關(guān)于鋼鐵銹蝕的敘述中，不正確的是(　　) A．鋼鐵銹蝕時(shí)，鐵原子先失去電子成為Fe2＋，然后生成的Fe(OH)3部分脫水成為Fe3O4的水合物 B．鍍銀的鐵制品，鍍層部分受損后，露出的鐵表面易被腐蝕 C．鐵銹的主要成分是Fe2O3nH2O，為保護(hù)海輪的船殼，常在船殼上鑲上鋅塊 D．酸雨使鋼鐵更容易發(fā)生析氫腐蝕 解析：選A　鋼鐵銹蝕時(shí)鐵做負(fù)極，失電子生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，而后Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3部分脫水成為氧化鐵的水合物Fe2O3xH2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵比銀活潑，鍍銀鐵制品破損后形成的原電池中鐵為負(fù)極，腐蝕加快，B項(xiàng)正確；鋅比鐵活潑，形成原電池時(shí)鋅為負(fù)極被腐蝕，鐵被保護(hù)，C項(xiàng)正確；酸性條件下易發(fā)生析氫腐蝕，D項(xiàng)正確。 4．鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋ B．正極發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋O2＋2e－===4OH－ C．發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 D．鋼柱在水下的部分比在空氣與水交界處的更容易被腐蝕 解析：選C　由原電池原理可知負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，A項(xiàng)錯(cuò)；正極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B項(xiàng)錯(cuò)；由正負(fù)極電極反應(yīng)可知，C項(xiàng)正確；在空氣與水交界處O2濃度大，鋼柱更容易被腐蝕，D項(xiàng)錯(cuò)。 5．下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是 M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是M－ne－===Mn＋，電子都直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行 D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕 解析：選D　金屬在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種電化學(xué)腐蝕，主要發(fā)生吸氧腐蝕。金屬腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子，即M－ne－===Mn＋，但電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，電子經(jīng)過(guò)外電路轉(zhuǎn)移給氧化劑，并不是直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以A、B項(xiàng)不正確，D項(xiàng)正確。金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接接觸到化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的腐蝕，并非都在酸性條件下進(jìn)行，C項(xiàng)不正確。 6．一定條件下，某含碳鋼腐蝕情況與溶液pH的關(guān)系如下表。 pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蝕快慢 較快 慢 較快 主要產(chǎn)物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．當(dāng)pH<4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕 B．當(dāng)pH>6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕 C．當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．將堿性溶液煮沸除去氧氣后，碳鋼腐蝕的速率會(huì)減緩 解析：選C　當(dāng)pH<4時(shí)，酸性較強(qiáng)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，A正確；當(dāng)pH>6時(shí)，是弱酸性和堿性，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕，B正確；當(dāng)pH>14時(shí)，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將堿性溶液煮沸除去氧氣后，可以減少吸氧腐蝕，故可以使碳鋼腐蝕的速率減緩，D正確。 7．鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)： ①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2， ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)①、②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等 B．反應(yīng)①中的氧化劑是氧氣和水 C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕 D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕 解析：選A　反應(yīng)①、②中消耗O2的量相等，兩個(gè)反應(yīng)中僅有O2作為氧化劑，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，A項(xiàng)正確；反應(yīng)①中，H2O中的H、O兩元素的化合價(jià)沒(méi)有變，故不做氧化劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅和鋼構(gòu)成原電池，鋼的腐蝕速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵是鐵和碳的混合物，在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．如下圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng))，下列敘述正確的是(　　) A．a(chǎn)中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色 B．b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng) C．a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng) D．b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生 解析：選B　a中鐵比銅活潑，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應(yīng)式為2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，因此A、C項(xiàng)不正確。b中鋁比鐵活潑，鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此B項(xiàng)正確，D項(xiàng)不正確。 9．鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，請(qǐng)回答下列鋼鐵腐蝕與防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹。現(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_______________。 (2)下列裝置可防止鐵棒被腐蝕的是_________________________________________。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕，裝置示意圖如圖。 ①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是________(寫(xiě)元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_(kāi)_______ mol。 ③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，簡(jiǎn)要說(shuō)明原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)鐵銹的成分是氧化鐵和氫氧化鐵，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)。(2)鐵被保護(hù)的裝置：原電池中，鐵做正極；電解池中，鐵做陰極。(3)①電鍍池中，鍍層銅做陽(yáng)極。②根據(jù)電極反應(yīng)：陽(yáng)極Cu－2e－===Cu2＋，陰極 Cu2＋＋2e－===Cu，可知兩極相差5.12 g時(shí)陽(yáng)極被氧化的銅和陰極析出的銅相等，即2.56 g，轉(zhuǎn)移電子2＝0.08 mol。③根據(jù)金屬活動(dòng)性：Zn>Fe>Cu，分析形成原電池后誰(shuí)為負(fù)極可知原因。 答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (2)BD (3)①銅　Cu2＋＋2e－===Cu?、?.08?、坭F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(其他合理答案也可)