人教版高中化学选修四化学第四章第四节典型例题及同步练习

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第四节金属的电化化学腐蚀与防护

【典型例题】

[例1] 下列各种镀有金属保护层的铁板，当镀层破损时相同的普通环境中，最易被腐蚀的是（）

A. 镀锌铁（白铁）

B. 镀锡铁（马口铁）

C. 镀铜铁

D. 镀银铁

答案：D

解析：考察金属保护的原理判断。

[例2] Zn－Ag原电池常用作电子表的电源，其工作原理为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋

Zn（OH）2，下列说法正确的为（）

A. 电解质溶液PH变小

B. OH－向负极作定向移动

C. 正极的氧化产物为Ag

D. 电解质溶液质量增大

答案：B

解析：考察基本的化学电源的判断。

[例3] 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）

A. 4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3↓

B. 2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）２↓

C. 2H2O+O2+4e―＝４OH－

D. Fe－3e―＝Fe3+

答案：D

解析：考察钢铁吸氧腐蚀的原理。

[例4] 锂电池一种是常用的电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起博器，一般使用时间可长达10年。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li＋MnO2→LiMnO2

试回答：锂电池比容量特别大的原因是_______________。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因_______。

最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。

①电池的正极反应式为___________________。

②放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向______极移动（填正或负）。

答案：锂的摩尔质量小；2Li + 2H2O = 2LiOH+ H2↑；O2+4e—=2O2—；负

解析：判断新型电池，结合已有的金属化合物知识。

[例5] 在铝表面着色，先应用电解法使铝表面附上一层氧化铝，其方法是将铝件作阳极，铁作阴极，用碳酸氢钠作电解液进行电解。其原理是通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al（OH）3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过，并产生热量使

Al（OH）3分解，从而在铝表面形成一层较厚的氧化膜。试回答：

（1）铝表面形成Al（OH）3薄膜的电极反应式为______________

（2）电解过程中，必须使电解槽pH保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是__________________

（3）使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区pH的增大，能说明这一原理的离子反应方程式为___________________

答案：Al—3e－+3OH－=Al（OH）3↓；为氢氧化铝能溶于碱；因为碳酸氢根能电离出氢离子。

解析：判断电解池在金属使用中的应用。

[例6] 银器的保护主要是维持它的原貌，对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中，经一定时间污迹消失，取出后用水洗干净，再用软布或棉团擦光。有关叙述正确的是（）

A. 溶液中的OH－离子向正极移动

B. 在银表面上的反应为：Ag2S+2e－=2Ag+S2－

C. 在铝表面的反应为：Al－3e－=Al3+

D. 在铝表面的反应为：Al+4OH—+3e－=AlO2－+2H2O

答案：BD

解析：考察电化学原理在金属防护中的应用。

[例7] 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：电解

KI + 3H2O KIO3 + 3H2↑。下列有关说法正确的是（）

A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极

B. 电解时，阳极反应是：I –– 6e– + 3H2O = IO3 – + 6H+

C. 溶液调节至强酸性，对生产有利

D. 电解前后溶液的pH几乎不变

答案：BD

解析：考察电解原理的应用。

[例8] 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是：X极：1/2O2（g）＋H2O（l）＋2e－===2OH－Y极：H2（g）＋2OH－===2H2O（l）＋2e－下列判断正确的是（）

A. 两电极的电极材料不能相同

B. 该电池工作时会产生蓝色火焰

C. 工作一段时间后电解质溶液pH增大

D. 工作时负极区附近pH变小

答案：D

解析：考察燃料电池的判断和区分其与燃料燃烧的区别。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）

1. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸溶液，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是（）

A. Pb为正极被氧化

B. 溶液的PH值不断减小

C. SO42－只向PbO2处移动

D. 电解质溶液的密度不断减小

2. 铁钉和碳棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1的食盐溶液中，可能发生（）

A. 碳棒附近聚集OH－

B. 碳棒上放出Cl2

C. 铁钉被氧化

D. 碳棒上放出O2