课时训练23 金属的电化学腐蚀与防护
文档属性
| 名称 | 课时训练23 金属的电化学腐蚀与防护 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 212.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-08-13 09:51:20 | ||
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文档简介
课时训练23 金属的电化学腐蚀与防护
1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是( )。
A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块
B.高温车间中钢铁设备的腐蚀
C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高
D.镀锌铁比镀锡铁耐用
解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。
答案:B
2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( )。
A.在含铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿疏松透气的土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中
D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中
解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。
答案:C
3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )。
解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池。
答案:C
4.铜制水龙头用久了常出现铜绿,下列哪种方法无法避免铜绿出现( )。
A.将铜水龙头接在铁水管上
B.将铜水龙头接在塑料水管上
C.将铜水龙头接在低压直流电的负极上
D.在铜水龙头的表面覆盖一层防渗的高分子膜
解析:铜绿是生活中常见现象,反应原理为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3,故铜水龙头应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。A可能发生原电池反应而使铁被腐蚀,铜被保护。B中铜可以发生化学腐蚀,生成铜绿。C项中采用了外接直流电的阴极保护法,铜水龙头被保护。
答案:B
5.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是( )。
①铁元素由+2价转化为+3价
②氧气被还原
③产生氢气
④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O
⑤杂质碳被氧化而除去
A.只有①② B.只有③④
C.只有①②③④ D.①②③④⑤
解析:钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此②③正确。同时Fe失电子转化为Fe2+,进一步被氧化为+3价的铁,形成铁锈。
答案:C
6.如下图所示装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置一定时间后,装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是( )。
A.③①④② B.①②④③
C.①②③④ D.②①④③
解析:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。①为原电池并且Zn作负极,②为电解池,Zn与电源正极相连作阳极被腐蚀,③为电解池,Zn与电源负极相连作阴极,受保护,④为化学腐蚀,故腐蚀由快到慢的顺序为②>①>④>③。
答案:D
7.大雪后使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐,降低冰雪的冰点,而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂,但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是( )。
A.环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后,使冰雪的冰点降低
B.使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C.使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D.使用环保型融雪盐主要是给植物补充养分
解析:本题关键是搞清钢铁的电化学腐蚀原理,使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液,加速了钢铁的腐蚀,而使用环保型有机盐与缓蚀剂,不仅能够起到融雪的效果,而且能够减少钢铁的腐蚀。
答案:D
8.下列叙述中正确的是( )。
①锌跟稀硫酸反应制H2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率;
②镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀;
③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极;
④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解;
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O。
A.①②③④⑤ B.①③④⑤
C.①③⑤ D.②④
解析:①对,因为能组成原电池,反应速率加快。②错,因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后,腐蚀锌保护铁;马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁保护锡。③对,因为电镀时,镀件金属作阴极,镀层金属作阳极。④对,因为氧化铝熔点很高,在冰晶石助熔剂的作用下,在较低温度下就能熔融,可节能降耗。⑤对,因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O,显红色。
答案:B
9.研究金属腐蚀的条件和速度,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )。
A.装置甲左侧的液面一定会下降
B.装置乙中的铁钉腐蚀最快
C.装置丙中的铁钉几乎没被腐蚀
D.装置甲中的铁丝和装置乙中的铜丝都会被腐蚀
解析:甲、乙中盐酸有挥发性,甲中发生化学腐蚀,产生H2使左侧液面下降;乙中发生电化学腐蚀,产生H2比甲中快,铁钉腐蚀最快;丙中浓硫酸有吸水性,且H2SO4无挥发性,铁钉几乎不被腐蚀;乙中Cu是原电池的正极,不发生腐蚀。
答案:C
10.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式,负极: ;正极: 。
(2)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填写字母序号)。
A.铜 B.钠
C.锌 D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
解析:Fe发生吸氧腐蚀,负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,常见保护方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
答案:(1)2Fe-4e-2Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH-
(2)C
(3)负
11.(2012·济南一中高二检测)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(AlZnCd)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 。
解析:(3)属于钢铁的吸氧腐蚀;(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案:(1)Mg+2H+Mg2++H2↑
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
(3)2H2O+O2+4e-4OH-
(4)Al-3e-Al3+
铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”
12.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) ;在电化学腐蚀中,负极反应是 ;正极反应是 。
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是 。
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是 (答两种方法)。
解析:由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6,负极Fe失电子变成Fe2+被腐蚀,正极均为O2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题(2)。从改变物质的内部结构方面,从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题(3)。
答案:(1)3、4、5、6 Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+) 2H2O+O2+4e-4OH-
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法等
1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是( )。
A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块
B.高温车间中钢铁设备的腐蚀
C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高
D.镀锌铁比镀锡铁耐用
解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。
答案:B
2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( )。
A.在含铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿疏松透气的土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中
D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中
解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。
答案:C
3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )。
解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池。
答案:C
4.铜制水龙头用久了常出现铜绿,下列哪种方法无法避免铜绿出现( )。
A.将铜水龙头接在铁水管上
B.将铜水龙头接在塑料水管上
C.将铜水龙头接在低压直流电的负极上
D.在铜水龙头的表面覆盖一层防渗的高分子膜
解析:铜绿是生活中常见现象,反应原理为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3,故铜水龙头应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。A可能发生原电池反应而使铁被腐蚀,铜被保护。B中铜可以发生化学腐蚀,生成铜绿。C项中采用了外接直流电的阴极保护法,铜水龙头被保护。
答案:B
5.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是( )。
①铁元素由+2价转化为+3价
②氧气被还原
③产生氢气
④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O
⑤杂质碳被氧化而除去
A.只有①② B.只有③④
C.只有①②③④ D.①②③④⑤
解析:钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此②③正确。同时Fe失电子转化为Fe2+,进一步被氧化为+3价的铁,形成铁锈。
答案:C
6.如下图所示装置中都盛有0.1 mol·L-1的NaCl溶液,放置一定时间后,装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是( )。
A.③①④② B.①②④③
C.①②③④ D.②①④③
解析:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。①为原电池并且Zn作负极,②为电解池,Zn与电源正极相连作阳极被腐蚀,③为电解池,Zn与电源负极相连作阴极,受保护,④为化学腐蚀,故腐蚀由快到慢的顺序为②>①>④>③。
答案:D
7.大雪后使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐,降低冰雪的冰点,而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂,但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是( )。
A.环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后,使冰雪的冰点降低
B.使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C.使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D.使用环保型融雪盐主要是给植物补充养分
解析:本题关键是搞清钢铁的电化学腐蚀原理,使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液,加速了钢铁的腐蚀,而使用环保型有机盐与缓蚀剂,不仅能够起到融雪的效果,而且能够减少钢铁的腐蚀。
答案:D
8.下列叙述中正确的是( )。
①锌跟稀硫酸反应制H2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率;
②镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀;
③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极;
④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解;
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O。
A.①②③④⑤ B.①③④⑤
C.①③⑤ D.②④
解析:①对,因为能组成原电池,反应速率加快。②错,因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后,腐蚀锌保护铁;马口铁(镀锡的铁)是腐蚀铁保护锡。③对,因为电镀时,镀件金属作阴极,镀层金属作阳极。④对,因为氧化铝熔点很高,在冰晶石助熔剂的作用下,在较低温度下就能熔融,可节能降耗。⑤对,因为铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O,显红色。
答案:B
9.研究金属腐蚀的条件和速度,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )。
A.装置甲左侧的液面一定会下降
B.装置乙中的铁钉腐蚀最快
C.装置丙中的铁钉几乎没被腐蚀
D.装置甲中的铁丝和装置乙中的铜丝都会被腐蚀
解析:甲、乙中盐酸有挥发性,甲中发生化学腐蚀,产生H2使左侧液面下降;乙中发生电化学腐蚀,产生H2比甲中快,铁钉腐蚀最快;丙中浓硫酸有吸水性,且H2SO4无挥发性,铁钉几乎不被腐蚀;乙中Cu是原电池的正极,不发生腐蚀。
答案:C
10.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式,负极: ;正极: 。
(2)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填写字母序号)。
A.铜 B.钠
C.锌 D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
解析:Fe发生吸氧腐蚀,负极:2Fe-4e-2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,常见保护方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
答案:(1)2Fe-4e-2Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH-
(2)C
(3)负
11.(2012·济南一中高二检测)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(AlZnCd)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 。
解析:(3)属于钢铁的吸氧腐蚀;(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案:(1)Mg+2H+Mg2++H2↑
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
(3)2H2O+O2+4e-4OH-
(4)Al-3e-Al3+
铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”
12.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) ;在电化学腐蚀中,负极反应是 ;正极反应是 。
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是 。
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是 (答两种方法)。
解析:由实验现象(铁丝表面变灰暗)得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6,负极Fe失电子变成Fe2+被腐蚀,正极均为O2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题(2)。从改变物质的内部结构方面,从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题(3)。
答案:(1)3、4、5、6 Fe-2e-Fe2+(或2Fe-4e-2Fe2+) 2H2O+O2+4e-4OH-
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法等