北京顺义高三化学一轮复习电化学专题复习(金属的腐蚀和防护)

北京顺义高三化学一轮复习电化学专题复习（金属的腐蚀和防护）
问题5：如图的烧杯中试管内有一铁钉，放置数天后观察。

（1）若试管内液面上升，则原溶液呈_________性，发生_________腐蚀。

电极反应为：负极__________________：正极__________________。

（2）若试管内液面下降，则原溶液呈_________性，发生_________腐蚀。

电极反应为：负极__________________；正极__________________。

知识点：
1、 金属的腐蚀的概念：
2、金属腐蚀的本质：
3、金属腐蚀的分类：
金属腐蚀：
4：金属防护： （1） 给
金
属
加保
护
层：
（2）电化学防护方法
A 、牺牲阳极的阴极防护法
B 、外加电源的阴极保护法
5、金属冶炼
（1）金属在自然界的存在：
（2） 金属冶炼的本质：
（3） 金属冶炼的方法
典型例题：
例1：下列五个烧杯中均有天然水，铁被腐蚀由快到慢的顺序是
例2、镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。

(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为__________________________________
(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。

其中正极的电极反应式为
_________________________________________________________________
(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al ­Zn ­Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：
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，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是
________________________________________________________________________
强化训练
一、选择题（每题有1个或2个正确选项）
1、右图装置中，U 型管内为红墨水，a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

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
化学腐蚀： 电化腐蚀：
析氢腐蚀： 吸氧腐蚀： 条件：水膜酸性强 电极反应：
条件：水膜酸性弱 电极反应：
C ．两试管中相同的电极反应式是：Fe —2e —→Fe 2+
D ．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
2、关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是（ ）
A ．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为：Fe －2e － == Fe 2+
B ．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －== 4OH －
C ．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法
D ．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极
3. 下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是（ ）
A. 潮湿疏松透气的土壤中
B. 含铁元素较多的酸性土壤中
C. 干燥致密不透气的土壤中
D. 含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中
4、利用右图装置可以模拟铁的电化学防护。

下列说法不正确的是（ ）
A ．若X 为锌棒，开关K 置于M 处，可减缓铁的腐蚀
B ．若X 为锌棒，开关K 置于M 处，铁极发生氧化反应
C ．若X 为碳棒，开关K 置于N 处，可减缓铁的腐蚀
D ．若X 为碳棒，开关K 置于N 处，X 极发生氧化反应
5、有关下列四组实验描述正确的是（ ）
A ．打开甲中的止水夹，一段时间后，可观察到试管中有黄绿色气体生成
B ．向乙中铁电极区滴入2滴铁氰化钾，一段时间后，可观察到烧杯中有蓝色沉淀生成
C ．丙表示用醋酸溶液滴定氢氧化钠溶液过程中的pH 变化示意图，C 点c (Na +) < c (CH 3COO —)
D ．用手捂住丁中锥形瓶，若长颈漏斗中液面未上升，说明装置漏气
6、下列叙述正确的是（ ）
A. 在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B. 用惰性电极电解Na 2SO 4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2
C. 用惰性电极电解饱和NaCl 溶液，若有1 mol 电子转移，则生成1 mol NaOH
D. 镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
7、下列说法正确的是 ( )
A ．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B ．钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －
C ．氯碱工业中，阳极发生的反应为2Cl －－2e －===Cl 2↑
D ．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀
8\关于下列装置的说法正确的是
A ．装置①中盐桥内的K +移向CuSO 4溶液
B ．装置①将电能转变为化学能
C ．若装置②用于铁棒镀铜，则N 极为铁棒
D ．若装置②用于电解精炼铜，溶液中的Cu 2+浓度保持不变
8、有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )
A ．甲中负极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑
B ．乙中阳极反应式为Ag ＋＋e －===Ag
C ．丙中H ＋向碳棒方向移动
D ．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
8、如题图所示，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（ ）
A ．a 中铁钉附近呈现红色
B ．b 中铁钉上发生还原反应
C ．a 中铜丝上发生氧化反应
D ．b 中铝条附近有气泡产生
9、次氯酸钠和高铁酸钾（K 2FeO 4）是两种重要的化工产品，在生产和生活中有广泛的应用。

铁钉 铜丝 a 铁钉
铝条
碳棒 碳棒 Na 2SO 4溶液 b c (b 为阴离子交换膜、 c 为阳离子交换膜) （1）工业上用氯气和烧碱溶液可以制取次氯酸钠，反应的离子方程式是 。

（2）工业上有多种方法制备高铁酸钾。

①电解法：原理如图所示。

阴极的电极反应是 。

阳极电极反应为：
②湿法氧化：在溶液中用次氯酸钠、氢氧化铁和氢氧化钾制高铁酸钾，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是 。

（3）已知：O
H 10FeO 422
4+-23O 3OH 8)OH (Fe 4++- ①配制高铁酸钾溶液时，应将其溶于一定浓度的KOH 溶液中，原因是 。

②用如图所示装置测定高铁酸钾溶液中溶质的物质的量浓度，需要测定的两个实验数据是 。

（4）用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50％的电能，已知该电池的总反应是：223242ZnO K 2ZnO O Fe Zn 3FeO K 2++=+，则负极的电极反应是 。

10钢铁工业是国家工业的基础。

请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。

（1）工业用热还原法炼铁，写出由CO 还原赤铁矿（主要成分为Fe 2O 3）的化学方程式： 。

（2）铁与水蒸气的反应：
（3）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，
溶液中发生的化合反应的化学方程式______________________________ 。

（4）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_____________ 。

（5）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。

装置示意图如下：
请回答：
① A 电极对应的金属是______(写元素名称)，B 电极的电极反应式是 。

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 镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因 。

12、用阳离子交换膜和阴离子交换膜，电解硫酸钠溶液，制硫酸和氢氧化钠：可用下图所示装置 （1）阳极的电极反应：
（2）分析硫酸在哪极产生，原因是： （3）氢氧化钠在哪极产生，原因是： 13 SO 2和NO x 都是大气污染物。

（1）空气中的NO 2可形成硝酸型酸雨，该反应的化学方程式是 。

（2）汽车发动机工作时产生的NO 和CO 可通过催化转化器转化为两种无污染的气体，
该反应的化学方程式是 。

（3）利用氨水可以将SO 2和NO 2吸收，原理如下图所示：
NO 2被吸收的离子方程式是 。

利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO 2，并用阴极排出的溶液吸收NO 2。

① a 为电源的 （填“正极”或“负极”），
阳极的电极反应式为 。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO 2，使其转化为无害气体，同时有SO 32－生成。

该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。

13、用Na 2SO 3溶液作为吸收液，在吸收SO 2的过程中，pH 随n(SO 32—): n(HSO 3-)变化关系如下表:
n(SO 32-)：n(HSO 3-) 91：9 1：1 1：91
PH ８.２ 7.2 6.2
当吸收液的pH 降至约为6时，需送至电解槽再生。

再生示意图如下: （1）Na 2SO 3溶液作为吸收液，在吸收SO 2的过程的方程式为：
（2）解释NaHSO 3溶液显酸性的原因是：
氨水 SO 2 NH 4HSO 3溶液
NO 2 N 2
铵盐溶液 较浓H 2SO 4 S 2O 42- HSO 3- 直流电源
（3）HSO3—在阳极放电的电极反应式是。

SO32—在阳极也能放电，写出相应的电极反应为：
（4）简述SO32-在阴极区再生的原理
15、工业上可用电解法来处理含Cr2O72－的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。

通电后，Cr2O72－在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。

（1）电极的电极反应式是
（2）电极的电极反应式是
（3）电极附近
．．反应的离子方程式是
试解释Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀的原因：
16、某研究小组对铁生锈进行研究。

(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。

经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。

①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是
________________________________________________________________________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为___________________________________
③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是____________________；
④实验C中碱石灰的作用是________________________________________________。

(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________________________________
________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。

17、对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

(1)以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_____________
(用离子方程式表示)。

为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。

取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因_____________
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因________________________。

(3)利用右图装置，可以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______________。

18电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择
（填字母序号）。

a
．碳棒
b．锌板
c．铜板
用
电化学原
理解释材
料B需定
期拆换的
原
因：。

（2）图2中，钢闸门C做极。

用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为，检测该电极反应产物的方法是。

ClO-H2O
Cl-ClO-
Mg(OH)2
E F
镁合金铂合金
、
Cl2
H+
M N
质子
交换膜
乙二醛溶液
浓盐酸
乙二酸溶液
直流电源
图3 图4
（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。

图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。

①E为该燃料电池的极（填“正”或“负”）。

F电极上的电极反应式为。

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原
因。

（4）乙醛酸（HOOC-CHO）是有机合成的重要中间体。

工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两级室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为。

②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为
mol。

（1）b
锌等做原电池的负极，（失电子，Zn -2e- === Zn2+），不断遭受腐蚀，需定期拆换
（2）阴2Cl－- 2e－=== Cl2↑
湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气（或取阳极附近溶液滴加淀粉、KI 溶液，变蓝）
（3）①负ClO－+2e－+H2O === Cl－+2OH－（2分）
②Mg+2H2O=== Mg(OH)2+H2↑
（4）①HOOC-COOH+2e－+2H+ ===HOOC-CHO+ H2O （2分）
②2（2分）
图1图2。