1、1第四节 金属的电化学腐蚀与防护课后篇巩固提升基础巩固1.下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是( )A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应解析 D 项,铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为铝易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜,使内部金属不被腐蚀。答案 D2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有 pH=4 的雨水和生铁片。观察到:开始导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )A.生铁片中的碳是原电池的
2、负极,发生还原反应B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时,碳极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-D.具支试管中溶液 pH 逐渐减小解析 发生原电池反应时生铁片中的碳是原电池的正极,A 错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B 错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-,C 正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液 pH 均增大,D 错误。答案 C3.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
3、的是( )A.正极的电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-B.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2D.分别向铁、石墨电极附近吹入 O2,前者铁锈出现得快解析 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-,故向石墨电极附近吹入 O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入 O2快;向自来水中加入 NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;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。答案 D4.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下:pH 2 4
4、 6 6.5 8 13.5 14腐蚀快慢 较快 慢 较快主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 Fe下列说法不正确的是( )A.在 pH6 的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀C.在 pH14 的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为 O2+4H+4e- 2H2OD.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓解析 C 项,在 pH14 的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为 O2+2H2O+4e- 4OH-。答案 C5.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A.图 a 中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重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
5、 Zn 腐蚀速率增大,Zn 上放出气体的速率也增大D.图 d 中,Zn-MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2的氧化作用引起的解析 A 项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C 项,接通开关后形成原电池,Zn 的腐蚀速率增大,H +在 Pt 电极上放电产生 H2;D 项,该干电池自放电腐蚀是 NH4Cl 产生的 H+的氧化作用引起的。3答案 B6.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是 ( )解析 A、B、D 都能形成原电池而使 Fe 被腐蚀,而 C 中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。答案 C7.下列装置中电解质溶液均为稀硫酸。对铁而言,体现的是外加电流的
6、阴极保护法的是( )解析 A 项属于牺牲阳极的阴极保护法;B 项中铁作阳极,腐蚀更快;C 项中右侧装置两电极的活动性相差较大,所以右侧为原电池,铁与原电池的负极相连,为外加电流的阴极保护法,正确;D 项中不能构成原电池。答案 C8.埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是( )A.金属棒 X 的材料可能为铜B.金属棒 X 的材料可能为钠C.钢管附近土壤的 pH 增大D.这种方法称为外加电流的阴极保护法解析 A 项,构成的原电池中,金属棒 X 作负极,故 X 的活动性应该强于铁,A 项错误;B 项,金属钠性质很活泼,极易与空气、水反应,不能作电极材料,B
7、 项错误;C 项,该装置发生吸氧腐蚀,正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子,导致钢管附近土壤的 pH 增大,C 项正确;D 项,该装置没有外接电源,不属于外加电流的阴极保护法,D 项错误。答案 C9.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.金属护栏表面涂漆4C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析 外加电流的阴极保护法中把要保护的金属连接在直流电源的负极上,使其作为电解池的阴极被保护,A 项符合题意;金属表面涂漆或喷涂高分子膜可防止金属与 H2O、O 2等接触发生反应,B、C项不符合题意;地下钢管连接镁块利用的是原电池原理,镁为负极被氧化
8、,钢管为正极被保护,D 项不符合题意。答案 A10.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、乙装置的对比说明铁粉中碳的含量越 (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、丙装置实验的结果分析,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 乙中铁粉、炭粉及食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀,故乙中液面最高;甲中铁粉中含有少量碳,也
9、能发生吸氧腐蚀,但由于 C 的含量少,故不如乙中铁粉腐蚀得快;丙中乙醇为非电解质,铁粉、炭粉不能形成原电池,Fe 受到保护,由此可知可把金属放在油脂或有机溶剂中进行防护。答案 (1)乙 乙甲丙 (2)高 (3)2H 2O+O2+4e- 4OH- (4)将金属放在油脂或有机溶剂中(合理即可)能力提升11.将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现 AB 段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重,下列关于此现象的说法错误的是 ( )5A.铁棒 AB 段发生的反应为 O2+2H2O+4e- 4OH-B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从 AB 段到 BC 段C.向水中加入一定量硫
10、酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同解析 铁在水中发生吸氧腐蚀,BC 段作原电池负极,AB 段作原电池正极,正极发生反应 O2+2H2O+4e-4OH-,故 A 项正确 ;腐蚀过程中电子从 BC 段流向 AB 段,电流方向为从 AB 段到 BC 段,故 B 项正确;向水中加入一定量的硫酸钾固体后,离子浓度增大,铁棒的生锈速率增大,故 C 项错误;此原电池的构成是由于铁棒所处的化学环境不同,故 D 项正确。答案 C12.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原C.轮船
11、的船壳吃水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e - Fe3+,继而形成铁锈解析 弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀,故 A 项错误;金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化,故 B 项错误;C 项中利用了牺牲阳极的阴极保护法,故 C 项正确;负极上 Fe 失去电子生成 Fe2+,故 D 项错误。答案 C13.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 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
12、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 2H+2e- H2解析 若 X 为碳棒,开关 K 置于 A 处,Fe 作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,A 项正确;若 X为碳棒,开关 K 置于 B 处,Fe 作原电池的负极,电极反应为 Fe-2e- Fe2+,D 项不正确;若 X 为锌棒,K 置于 A 处,Fe 作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,K 置于 B 处时,Fe 作原电池的正极,属牺牲阳极的阴极保护法,B 项和 C 项均正确。答案 D614.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封,启用时,打开
13、塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生 反应放出的热量。 (2)石墨粉的主要作用是 。 (3)加入氯化钠的主要作用是 。 (4)有关的电极反应式:负极 ,正极 。 (5)试用化学方程式表明上述变化过程: 。 解析 电解质溶液是中性的,并且具备形成原电池的条件,结合铁锈的存在,可以确定铁发生了吸氧腐蚀。答案 (1)原电池(2)与铁屑、NaCl 溶液构成原电池,加快铁屑的氧化反应(3)NaCl 溶于水,形成电解质溶液(4)2Fe-4e- 2Fe2+ 2H 2O+O2+4e- 4OH-(5)O2+2Fe+2H2O 2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O7
