1、第四讲 金属的腐蚀与防护1.下列叙述正确的是()A 某温度下，一元弱酸HA的Ka越小，则NaA的Kh(水解常数)越小B 铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈C 反应活化能越高，该反应越易进行D 不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3【答案】B【解析】B对：铁管镀锌层局部破损后，锌仍然作负极被腐蚀，保护了铁；A错：电离平衡常数与水解平衡常数成反比：KwKaKh，故Ka越小，Kh越大；C错：反应的活化能越高，反应越不易进行；D错：红外光谱可以判断有机物中的化学键和官能团，故用红外光谱可以区分C2H5OH和CH3OCH3。2.化学与生活息息相关下列说法错误的是（）A 喝下汽水后常会打嗝，说明
2、气体的溶解度随温度升高而减小B 自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致C 可以通过灼烧的方法鉴别锦纶和蚕丝D 凡是有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用【答案】D【解析】A、喝了汽水以后常常会打嗝，是由于人体内的温度高二氧化碳的溶解度变小而导致的，说明了气体的溶解度随温度的升高而减小，正确 B、钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，则自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致，正确 C、蚕丝的主要成分是蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味，锦纶没有，可用燃烧法区别锦纶和蚕丝，正确 D、食品添加剂可以增加食品的营养成分、延长保质期等，按照有关规定合理使用，对人体无害，而且有的食品添加剂属于强化营养的，有利于人体健康，
3、错误3.如图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法正确的是（）A a是吸氧腐蚀，b是化学腐蚀B a的负极反应时Fe-3e-Fe3+C a、b两处铁钉用导线联通有电流通过D b前期发生析氢腐蚀，后期发生吸氧腐蚀【答案】D【解析】A、a中电解质溶液显中性，为铁钉的吸氧腐蚀，b中电解质溶液为稀硫酸，显酸性为析氢腐蚀，错误； B、a的负极反应时Fe-2e-Fe2+，错误； C、a、b两处铁钉用导线联通后，因为是断路所以没有电流产生，错误； D、b中电解质溶液为稀硫酸，前期发生析氢腐蚀，随着氢离子的消耗，当溶液显示中性时，铁钉会发生吸氧腐蚀，正确4.下列叙述不正确的是（）A 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而
4、被氧化B 钢铁吸氧腐蚀的正极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-C 氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应D 将地下钢管与直流电源的正极相连，用来保护钢管【答案】D【解析】A、金属腐蚀的本质是金属原子在负极上失去电子而被氧化的过程，正确； B、钢铁吸氧腐蚀的正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应是：O2+4e-+2H2O=4OH-，正确； C、氢氧燃料电池中，在负极上是燃料发生氧化反应的过程，正确； D、将地下钢管与电源负极相连，作电解池的阴极被保护，能防止钢铁锈蚀，错误5.化学在生产和日常生活中有着重要的应用下列说法不正确的是（）A 明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可
5、用于水的净化B 在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率C “静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D 电解MgCl2溶液，可制得金属镁【答案】D【解析】A、明矾中含有铝元素，铝能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性而吸附水中的悬浮物所以能净水，正确； B、锌、铁和海水符合原电池构成条件，能形成原电池，锌作负极，保护铁被腐蚀，正确； C、“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”可减少污染性气体的排放，能提高空气质量，正确； D、电解MgCl2溶液，生成氢氧化镁，错误6.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（）A如图，插人海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B如图，闭
6、合K2，铁电极的腐蚀速率比闭合K1时慢C如图，接通开关时，Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D如图，锌锰电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【答案】B【解析】A越靠近底端，氧气的含量越少，越不易腐蚀，错误； B闭合K1时Fe作负极，负极失电子被腐蚀，闭合K2，Fe作阴极，阴极被保护，所以闭合K2，铁电极的腐蚀速率比闭合K1时慢，正确； C接通开关时，Zn为负极，则不会产生气体，Pt上生成氢气，错误； D该原电池中锌作负极，二氧化锰作正极，正极上得电子发生还原反应，所以Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的还原作用引起的，错误7.下列条件下铁钉最容易生锈的是（）A
7、 浸泡在植物油中B 浸泡在海水中C 置于干燥的空气中D 铁钉表面涂一层油漆【答案】B【解析】A、铁钉浸没在植物油中，与水和氧气隔绝，所以不容易生锈，错误； B、浸泡在海水中时，铁钉中的碳、铁和氯化钠溶液能构成原电池发生电化学腐蚀，所以最容易生锈，正确； C、铁钉置于干燥的空气中，与水不接触，所以不容易生锈，错误； D、铁钉表面涂一层油漆，Fe不能与电解质溶液、氧气接触，所以不容易生锈，错误8.关于下列各装置图的叙述不正确的是（）A用装置精炼铜，则b极为精铜，电解质溶液为CuSO4溶液B装置的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D装置中的铁钉浸入浓硫酸
8、中几乎没被腐蚀【答案】B【解析】A、电解精炼铜，粗铜做阳极，精铜做阴极，用图装置精炼铜，根据电流方向，a极为阳极为粗铜，b极为阴极为精铜，电解质溶液为CuSO4溶液，正确； B、铁比铜活泼，为原电池的负极，发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，错误； C、装置为外加电源的阴极保护法，钢闸门与外接电源的负极相连，电源提供电子而防止铁被氧化，正确； D、浓硫酸具有吸水性，在干燥的环境中铁难以腐蚀，正确9.下列装置中，铁不易被腐蚀的是（）ANaCl溶液 B酸化的NaCl溶液CNaCl溶液 DNaCl溶液【答案】C【解析】A、铁在氯化钠溶液中不能构成原电池，且铁与氯化钠本身不反应，故属于正常的腐蚀
9、速率； B、此装置构成原电池，且铁做负极，腐蚀速率被加快； C、此装置构成原电池，但铁做原电池的正极，被保护，故腐蚀速率变慢； D、此装置构成电解池，其中铁做阳极，腐蚀速率加快 综上分析可知，其中铁的腐蚀速率最慢的是C10.如图所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率下列判断正确的是（）A 若X为导线，Y可以是锌B 若X为导线，铁闸门上的电极反应式为Fe-2eFe2+C 若X为直流电源，铁闸门做负极D 若X为直流电源，Y极上发生还原反应【答案】A【解析】A若X为导线，Y可以是锌，形成原电池，铁闸门作正极被保护，能降低铁闸门的腐蚀速率，正确； B若X为导线，铁闸门上的电极反应式为Fe-2eFe2+，则
10、铁闸门作负极被腐蚀，所以不能降低铁闸门的腐蚀速率，错误； C若X为直流电源，铁闸门连接负极，作阴极，能降低铁闸门的腐蚀速率，错误； D若X为直流电源，铁闸门连接负极，作阴极，Y极为阳极，则Y极上发生氧化反应，错误11.全世界短年钢铁因锈蚀造成大量的损失某城市拟用如图所示方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀关于此方法，下列说法不正确的是（）A 土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池B 金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属C 金属棒X上发生反应：M-ne-=Mn+D 这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法【答案】B【解析】A、钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属
11、铁是负极，易被腐蚀，正确； B、金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属钾、钙、钠时，活泼金属能和水之间反应剧烈的反应，它们不能做电极材料，错误； C、金属棒X极的活泼性强于金属铁，做负极，发生失电子的氧化反应，正确； D、原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，正确12.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。完成下列填空：(1)图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流动的方向。(2)写出正、负极反应的方程式。正极：_，负极：_。(3)按图1装置实验，约8分钟才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是
12、_(填字母序号)。a用纯氧气代替具支试管内的空气b用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物c用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水(4)升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施_(填“可行”或“不行”)。【答案】(1)(2)2H2OO24e=4OHFe2e=Fe2(3)abc(4)不行【解析】(1)电子由负极流向正极，(2)正极：O24e2H2O=4OH，负极：2Fe4e=2Fe2。(3)a项，增大O2的浓度，加快腐蚀，b项，增大接触面积，加快腐蚀，c项，可以对实验现象进行放大，且加入红墨水易于观察。(4)因为加热具支试管，把空气赶出，腐蚀更慢。13
13、.下图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_（填“高”或“低”）钢铁越易腐蚀。（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。利用化学反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：（1）选择_作正极材料，_作负极材料；选择_作电解质溶液。（2）写出有关的电
14、极反应式：正极：_；负极：_。【答案】（1）乙 （2）高 （3）2H2O+O2+4e=4OH（1）石墨棒，铜棒 FeCl3溶液（2）2Fe3+2e=2Fe2+； Cu2e=Cu2+【解析】（1）甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中页面上升最高；（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀；（3）乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2H2O+O2+4e=4OH；把氧化还原反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2拆成两个半：2Fe3+2e=2Fe2
15、+，还原反应，是正极的反应式； Cu2e=Cu2+，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3+的溶液作电解液，活泼性不同的金属或金属与非金属作两级，较活泼金属作负极。14.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：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_。aNH3bCO2cNaOH dHNO3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，产生沉淀的原因是_。(2
16、)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是_。(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_。【答案】(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与Al3发生水解相互促进反应，产生Al(OH)3沉淀(2)补充溶液中消耗的Cu2，保持溶液中Cu2浓度恒定(3)N牺牲阳极的阴极保护法【解析】(1)题中指出在碱洗时有气泡产生，则只有金属铝与碱反应才符合条件，故碱洗过程中发生反应的离子方程式为Al2O32OHH2O=2AlO、2Al2OH4H2O=2AlO3
17、H2。碱洗后溶液中含有大量AlO，故最好通入CO2气体使AlO转化为Al(OH)3沉淀以回收铝。活泼金属作阳极，阳极材料本身失电子被氧化，其氧化产物为Al2O3，由此可得阳极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H。加入NaHCO3溶液后，Al3与HCO发生相互促进的水解反应，离子方程式可表示为Al33HCO=Al(OH)33CO2。(2)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均匀的铜。(3)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时开关K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理为牺牲阳极的阴极保护法。15.某化学兴趣小组对电化学问题进行了
18、实验探究。.利用如图装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。(1)写出负极的电极反应式_。(2)某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3假设3：_。(3)为了探究假设1、2，他采取如下操作：取0.01 molL1FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；取操作试管的上层清液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；取少量正极附近溶液加入2滴K3Fe(CN)6溶液，未见蓝色沉淀生成；取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变血红；据、现象得出的结论是_。(4)该实验原
19、理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_。.利用如图装置作电解50 mL 0.5 molL1的CuCl2溶液实验。实验记录：A阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示：Cl2氧化性大于IO)；B电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。(1)分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：_；_。(2)分析实验记录B中浅蓝色固体可能是_(写化学式)，试分析生成该物质的原因_。【答案】.(1)Zn2e=Zn2(2)铁参与反应，被氧化生成Fe2和Fe3(3)正极附近溶液不含Fe2和Fe3(4)在钢铁表面刷一层油漆(其他合理答案
20、均可).(1)2ICl2=I22Cl5Cl2I26H2O=10Cl2IO12H(2)Cu(OH)2电解较长时间后，Cu2浓度下降，H开始放电，溶液pH增大，Cu2转化为Cu(OH)2沉淀【解析】.该装置形成铁、锌原电池，其负极反应为Zn2e=Zn2，若正极铁参与反应，则生成Fe2或Fe3或Fe2、Fe3。(3)根据实验现象推断，正极附近无Fe3、Fe2，说明正极Fe不参与反应。(4)保护钢铁的电化学保护法之一就是牺牲阳极的阴极保护法，也可以覆盖一层保护层，如刷油漆，防止铁被腐蚀。.反应原理为(1)阳极：2Cl2e=Cl2，然后Cl22I=I22Cl，5Cl2I26H2O=10Cl2IO12H。(2)阴极：Cu22e=Cu，当Cu2放电完毕后，2H2e=H2，致使该电极附近呈碱性，Cu22OH=Cu(OH)2。11
