PAGEPAGE8金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)eq\o(\s\up7(作業(yè)時(shí)限：45分鐘作業(yè)滿分：100分),\s\do15())一、選擇題(每小題4分，每小題有1個(gè)正確選項(xiàng)，共44分)1．以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是(D)A．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B．生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)簡(jiǎn)單生銹C．鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D．銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗解析：A選項(xiàng)中黃銅(銅鋅合金)若發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較活潑的鋅而不是銅；B選項(xiàng)生鐵中含較多的碳，比軟鐵芯(幾乎是純鐵)在電解質(zhì)作用下更簡(jiǎn)單形成原電池，也更簡(jiǎn)單生銹；C選項(xiàng)若鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵是原電池的負(fù)極，被腐蝕生成鐵銹；D選項(xiàng)中銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后可能與氧氣生成氧化銀的化合物而表面變暗，這是化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。2．下列說法中，正確的是(A)①鍍層破損后，白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易被腐蝕；②鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3·nH2O；③鋅和鐵構(gòu)成原電池時(shí)，鐵作負(fù)極；④鉛蓄電池中鉛作負(fù)極，PbO2作正極，兩極浸到H2SO4中。A．只有②④ B．只有①③C．①②③ D．①②③④解析：鍍層破損后，白鐵形成原電池時(shí)，因?yàn)殇\比鐵活潑，易失電子，從而愛護(hù)了鐵，而馬口鐵破損后，因?yàn)樾纬稍姵貢r(shí)，鐵比錫活潑，鐵被腐蝕，所以在鍍層破損后，馬口鐵比白鐵更易被腐蝕，①說法錯(cuò)誤。鋼鐵無(wú)論發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕，鐵都是失電子變成Fe2＋，吸氧腐蝕更普遍，O2得電子變成OH－，與Fe2＋結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2在空氣中很易被氧化成Fe(OH)3，因此鐵銹的成分常用Fe2O3·nH2O表示，②說法正確。鋅和鐵構(gòu)成原電池時(shí)，鋅比鐵活潑，應(yīng)當(dāng)是鋅作負(fù)極，③說法不正確。鉛蓄電池的構(gòu)成，④說法正確，故A為正確選項(xiàng)。3．下圖所示各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕，腐蝕的速率由快到慢的依次為(C)A．⑤②①③④B．④③①②⑤C．⑤④②①③D．③②④①⑤解析：推斷金屬腐蝕快慢，首先推斷該金屬是充當(dāng)原電池還是電解池的電極，若是電解池的陽(yáng)極，金屬腐蝕速率最快，其次是充當(dāng)原電池的負(fù)極腐蝕較快，而作為電解池的陰極和原電池的正極不易被腐蝕。其中第⑤，F(xiàn)e作為電解池的陽(yáng)極，腐蝕最快，②③④均為原電池，第③中，F(xiàn)e為正極，不被腐蝕，②④中Fe均為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e和Cu的金屬活動(dòng)性差別較Fe和Sn大，④中鐵腐蝕較快，其腐蝕速率由快到慢的依次為⑤④②①③。4．下列敘述中，正確的是(C)A．鋼鐵腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe－3e－=Fe3＋B．Mg－Al及NaOH溶液構(gòu)成的原電池中負(fù)極材料為MgC．無(wú)隔膜電解飽和NaCl溶液所得產(chǎn)物之一是“84”消毒液中的有效成分NaClOD．H2－O2燃料電池中電解液為H2SO4，則正極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－解析：A.鋼鐵腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，A不正確；B.Mg—Al及NaOH溶液構(gòu)成的原電池中負(fù)極材料為Al，因?yàn)殇X可以溶于氫氧化鈉溶液，鎂不能，B不正確；C.無(wú)隔膜電解飽和NaCl溶液，陽(yáng)極生成的氯氣和陰極生成的氫氧化鈉可以反應(yīng)，生成次氯酸鈉和氯化鈉，NaClO是“84”消毒液中的有效成分，C正確；D.H2－O2燃料電池中電解液為H2SO4，則正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，D不正確。本題選C。5．銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法中不正確的是(A)A．正極的電極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑B．此過程中還涉及的反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe流向Cu解析：吸氧腐蝕的電極反應(yīng)：負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，溶液中發(fā)生反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，F(xiàn)e(OH)2接著被氧化：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水形成鐵銹。6.下圖是一種常見的電化學(xué)裝置。有關(guān)說法正確的是(D)A．a(chǎn)為陰極，鐵皮受到愛護(hù)B．鹽酸中的Cl－向b定向移動(dòng)C．在兩個(gè)電極反應(yīng)中，鋅元素分別被氧化或被還原D．鋅鍍層完全溶解之后，電流計(jì)指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)解析：此裝置為原電池，鍍鋅鐵皮為負(fù)極，即a為負(fù)極，去鋅鍍層后的鐵皮作正極，鐵皮受到愛護(hù)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即Cl－向a極定向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在a電極，鋅被氧化，b電極不參與電極反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅鍍層完全溶解之后，則a、b兩電極均為鐵皮，不能形成原電池，電流計(jì)指針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D項(xiàng)正確。7.利用如圖所示裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)腐蝕，下列說法不正確的是(D)A．若X為碳棒，為減慢鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于N處B．若X為鋅棒，K置于M或N處，均能減慢鐵的腐蝕C．若X為碳棒，將開關(guān)K置于M處時(shí)鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋D．若X為鋅棒，將開關(guān)K置于N處時(shí)鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋解析：若X為碳棒，開關(guān)K置于N處時(shí)構(gòu)成電解池，鐵棒作陰極，被愛護(hù)；開關(guān)K置于M處時(shí)構(gòu)成原電池，鐵棒作負(fù)極，鐵棒上的反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，故A、C均正確；若X為鋅棒，開關(guān)K置于N處時(shí)構(gòu)成電解池，鐵棒作陰極，被愛護(hù)，開關(guān)K置于M處時(shí)構(gòu)成原電池，鐵棒作正極，被愛護(hù)，故B正確，D錯(cuò)誤。8．為探究金屬腐蝕的條件和速率，某課外愛好活動(dòng)小組的學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間，下列對(duì)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是(B)A．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面肯定會(huì)下降B．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面比裝置Ⅱ的低C．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)峻D．試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕解析：這是一道將原電池原理應(yīng)用于推斷金屬腐蝕快慢的題。裝置Ⅰ中的鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，發(fā)生析氫腐蝕，使左側(cè)液面下降；裝置Ⅱ中的鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會(huì)加快鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性、無(wú)揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒有被腐蝕。9.全世界每年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城擬用如圖方法愛護(hù)埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說法不正確的是(B)A．土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因?yàn)樵诔睗竦耐寥乐行纬闪嗽姵谺．金屬棒X的材料應(yīng)當(dāng)是比鎂活潑的金屬C．金屬棒X上發(fā)生反應(yīng)：M－ne－=Mn＋D．這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法解析：潮濕的土壤中有水和氧氣，形成原電池環(huán)境，易被腐蝕，A項(xiàng)正確；只要金屬棒X的材料比鐵活潑，則在形成原電池時(shí)，X就作負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被愛護(hù)，比鎂活潑的金屬在空氣、土壤中易被氧化，不能起到防腐作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬棒X作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：M－ne－=Mn＋，C項(xiàng)正確；犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法實(shí)質(zhì)上是犧牲了原電池的負(fù)極，愛護(hù)了原電池的正極，D項(xiàng)正確。10．鍍鋅鋼管具有廣泛的用途，鍍鋅鋼管有冷鍍鋅管和熱鍍鋅管，冷鍍即電鍍，熱鍍是指熔融狀態(tài)的鋅與鐵生成合金層。下列說法正確的是(C)A．鐵鋅形成的合金層是純凈物，耐酸堿腐蝕B．鋼管鍍鋅的目的是使鐵與鋅形成原電池，消耗鋅而愛護(hù)鋼管免受腐蝕C．鋼管冷鍍時(shí)，鋼管作陰極，鋅棒作陽(yáng)極，鋅鹽溶液作電解質(zhì)溶液D．鍍鋅鋼管破損后，負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋解析：合金層是由Fe和Zn兩種物質(zhì)組成的，屬于混合物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Zn比Fe活潑，但鋅在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅愛護(hù)膜，肯定程度上減緩鋅的腐蝕，在鐵制品上鍍鋅，首先是為了愛護(hù)鐵不受腐蝕，只有當(dāng)鋅被破壞后，才會(huì)形成原電池，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍍時(shí)鍍層金屬作陽(yáng)極，則Zn為陽(yáng)極，待鍍金屬作陰極，即Fe為陰極，含有鋅離子的溶液為電解質(zhì)溶液，C項(xiàng)正確；Zn比Fe活潑，形成原電池時(shí)，Zn作負(fù)極，鍍鋅鋼管破損后，負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法，試驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無(wú)明顯改變?cè)嚬軆?nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是(D)A．對(duì)比②③，可以判定Zn愛護(hù)了FeB．對(duì)比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗(yàn)證Zn愛護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可推斷Fe比Cu活潑解析：D錯(cuò)：K3[Fe(CN)6]可將單質(zhì)鐵氧化為Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，附著在Fe表面，無(wú)法推斷鐵比銅活潑。A對(duì)：試驗(yàn)②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液無(wú)改變，說明溶液中沒有Fe2＋；試驗(yàn)③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，說明溶液中有Fe2＋。B對(duì)：對(duì)比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀。C對(duì)：由以上分析可知，驗(yàn)證Zn愛護(hù)Fe時(shí)，不能用①的方法。二、非選擇題(共56分)12．(14分)鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某試驗(yàn)小組為探討鐵生銹的條件，設(shè)計(jì)了以下快速、易行的方法：首先檢查制氧裝置的氣密性，然后按上圖連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3min左右，視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象為：①直試管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；②直試管中干燥的鐵絲表面依舊光亮，沒有發(fā)生銹蝕；③燒杯中潮濕的鐵絲表面依舊光亮。試完成下列問題：(1)由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本試驗(yàn)中鐵生銹屬于電化學(xué)腐蝕，能表示其原理的反應(yīng)方程式為負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋；正極：2H2O＋O2＋4e－=4OH－[也可寫總化學(xué)方程式，多寫Fe(OH)2→Fe(OH)3的化學(xué)方程式也不算錯(cuò)]。(2)儀器A的名稱為球形干燥管，其中裝的藥品可以是堿石灰(或無(wú)水CaCl2)，其作用是干燥O2。(3)由此試驗(yàn)可知，該類鐵生銹的條件為與O2、H2O接觸。確定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是氧氣濃度。解析：鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此試驗(yàn)在直試管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的必需前提，直試管試驗(yàn)與燒杯試驗(yàn)的對(duì)比，則說明氧氣濃度是影響鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素。13.(14分)A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸，如下圖所示：(1)A中反應(yīng)的離子方程式是Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)B中Sn極的電極的反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，Sn極旁邊溶液的pH增大(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)C中被腐蝕的金屬是Zn，總反應(yīng)離子方程式是Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率由快到慢的依次是B>A>C。14．(12分)化學(xué)是一門以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)試驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中具有極其重要的作用。(1)下列試驗(yàn)操作能實(shí)現(xiàn)或勝利的是(C)(2)下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕BD(填字母)。(3)在試驗(yàn)生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如右圖：請(qǐng)回答：①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是銅(填元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu。②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，兩者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過的電子數(shù)目為0.08NA。解析：(1)A項(xiàng)，不能用酸式滴定管盛裝堿液；B項(xiàng)，向容量瓶里倒入液體時(shí)，應(yīng)用玻璃棒引流；D項(xiàng)，應(yīng)用粗銅作陽(yáng)極。(2)裝置B，因鐵棒作正極，故受愛護(hù)不被腐蝕；裝置D中鐵棒作電解池的陰極，故受愛護(hù)不被腐蝕。(3)②涉及的電極反應(yīng)，陽(yáng)極：Cu－2e－=Cu2＋，陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，設(shè)兩極原來(lái)的質(zhì)量分別為mg，陽(yáng)極溶解的銅的物質(zhì)的量為x，則陰極上析出的銅的質(zhì)量為64x，由電鍍完成后兩者質(zhì)量差為5.12g，64x＋64x＝5.12，則x＝0.04mol，故參與反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為0.04mol，電路中通過的電子為0.08NA。15．(16分)用試驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法，右圖所示是某同學(xué)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極愛護(hù)法的試驗(yàn)裝置。已知K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液遇Fe2＋會(huì)變成特征的藍(lán)色：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓。回答下列問題：(1)電壓表、電流表改變?yōu)殡妷罕?、電流表的指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)在Fe電極區(qū)滴入2滴黃色的K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，會(huì)視察到?jīng)]有鐵氰化亞鐵的特征的藍(lán)色出現(xiàn)，而是在鐵電極上有氣體產(chǎn)生。(3)通過和同學(xué)探討，說明如圖所示裝置中鐵被愛護(hù)的原理：通過犧牲陽(yáng)極(負(fù)極)Zn，為被愛護(hù)的金屬鐵[陰極(正極)]供應(yīng)足量的電子，使被愛護(hù)的金屬鐵不會(huì)失