第四节金属的电化学腐蚀与防护(习题跟踪练习含解析)

第四节金属的电化学腐蚀与防护(习题跟踪练习
含解析)
[随堂基础巩固]
1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是()
A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：
M＋nH2O===M(OH)n＋n/2 H2↑
B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直截了当转移给还原剂
C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀要紧是吸氧腐蚀
解析：金属在潮湿的空气中发生的假如是吸氧腐蚀，则不生成氢气。

金属发生化学腐蚀时，电子直截了当转移给氧化剂。

金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。

答案：D
2．关于牺牲阳极的阴极爱护法的叙述正确的是()
A．正极确实是阳极B．负极确实是阴极
C．阳极上发生氧化反应D．正极上发生氧化反应
解析：牺牲阳极的阴极爱护法确实是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。

答案：C
3．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，能够看到在贴近金属丝一边的溶液中显现粉红色。

则该金属丝可能是() A．镁B．铝
C．锌D．铜
解析：金属丝一边溶液显现粉红色，说明金属丝邻近产生OH－，即正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因此金属丝的爽朗性比Fe差，铜符合题目要求。

答案：D
4．判定下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)金属的腐蚀差不多上金属失去电子被氧化的过程，因此差不多上化学腐蚀。

()
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加。

()
(3)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。

()
(4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。

()
(5)白铁(镀锌铁)镀层破旧后铁皮的腐蚀速率加快。

()
(6)原电池反应是导致金属腐蚀的要紧缘故，故不能用来减缓金属的腐蚀。

()
答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×
(6)×
5．钢铁专门容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而缺失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。

(1)钢铁腐蚀要紧是吸氧腐蚀，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，能够采纳如图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R能够采纳________。

A．铜B．钠
C．锌D．石墨
(3)如图乙方案也能够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。

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爽朗的金属，如锌，可使锌失电子而爱护铁；
(3)属于外加电流的阴极爱护法。

答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4 OH－(2)C(3)负
[课时跟踪训练]
(时刻45分钟满分60分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列现象与电化学腐蚀无关的是()
A．生铁比纯铁易生锈
B．纯银饰品久置表面变暗
C．黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿
D．与铜管连接的铁管易生锈
解析：B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。

答案：B
2．[双选题]为爱护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施是()
A．与石墨棒相连B．与直流电源负极相连
C．与直流电源正极相连D．与锌板相连
解析：防止金属腐蚀的电化学爱护法中，一是牺牲阳极的阴极爱护法，二是外加电源的阴极爱护法，B是外加电源的阴极爱护法，D是牺牲阳极的阴极爱护法。

答案：BD
3．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。

下列说法正确的是()
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析：①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢质水
管腐蚀速度加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。

答案：A
4．右图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别
盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时刻。

下列有关描述错误的是()
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe－2e－===Fe 2＋，C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小，b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低，故选B。

答案：B
5．[双选题]铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 mol·L－1的N aCl溶液中，可能发生的反应是()
A．碳棒上放出氯气B．碳棒邻近产生OH－C．碳棒上放出氧气D．铁钉被氧化
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爽朗，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：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

答案：BD
6．为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是()
A．正极的电极方程式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．将石墨电极改成Mg电极，难以观看到铁锈生成
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、石墨电极邻近吹入O2，前者铁锈显现得快
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－，故将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快，A正确，D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正确；但若将石墨电极换成Mg电极，则负极为Mg，Fe 被爱护，难以看到铁生锈，B正确。

答案：D
7．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，则下列说法正确的是()
①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀
③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出
A．①②B．②③
C．①④D．③④
解析：镀锌铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，当有0.2 mol电子转移时，有0.1 mol Zn溶解，在正极上：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2。

答案：B
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(6分)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。

(1)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，专门容易发生电化学腐蚀，其中正极的电极反应式为________。

(2)在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)爱护海底钢铁设施，其原理如上图所示：其中负极发生的电极反应为：__________________；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能专门好地起到爱护作用，其缘故是
____________________________________________________________ ____________
____________________________________________________________ ____________。

解析：(1)属于钢铁的吸氧腐蚀。

(2)属于牺牲阳极的阴极爱护法。

答案：(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)Al－3e－===Al3＋
铝表面易被氧化，生成一层致密而牢固的氧化物薄膜，使金属铝出现“惰性”
9．(6分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

(1)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的缘故是__ ________________________________________________________________ ______。

(2)利用右图装置，能够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________。

解析：(1)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平均的铜。

(2)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极爱护法，现在开关K应置于N处。

若X为Zn，K置于M处，其爱护原理称为牺牲阳极的阴极爱护法。

答案：(1)补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定
(2)N牺牲阳极的阴极爱护法(或：牺牲阳极爱护法)
10．(12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，过一段时刻后液面最高的是______________，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，可采纳何种防护措施来减缓金属的腐蚀：________(写出一点即可)。

解析：Fe、C粉—食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀。

故乙中液面最高；甲中Fe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腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，Fe粉炭粉形不成原电池，Fe受到爱护，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)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)将金属放在油脂或有机溶剂中
11．(15分)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，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。

装置如下图所示：
请回答：
①A电极对应的金属是________(写元素符号)，B电极的电极反应是__ ________________________________________________________________ ______。

②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。

③镀层破旧后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明缘故_____ ________________________________________________________________ ___
________________________________________________________________________。

解析：(1)铁锈的要紧成分是Fe2O3，Fe2O3和盐酸反应生成Fe3＋，2FeCl3＋Fe===3FeCl2。

(2)B 项是牺牲阳极(Zn)的阴极(Fe)爱护法，D 是外电电源的阴极(Fe)爱护法。

(3)①电镀的特点是：待镀金属做阴极，镀层金属做阳极，则A 为阳极应是铜，B 为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e －===Cu 。

②两极质量差为5.12 g ，
则每极变化质量为5.12 g 2＝2.56 g ，
转移电子的物质的量为2.56 g 64 g/mol ×2＝0.08 mol 。

③镀层破旧后易形成原电池，铁比铜爽朗，铁做负极更易被腐蚀。

答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(2)BD
(3)①Cu Cu2＋＋2e －===Cu
②0.08
③铁比铜爽朗，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)。