2019届二轮复习 金属的电化学腐蚀与防护 作业（全国通用） 练习

金属的电化学腐蚀与防护

一、选择题：本题包括10小题，每小题6分，共60分。

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．下列叙述错误的是(　　)

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

解析：生铁中含有能导电的碳，二者可以形成原电池，加快了铁的腐蚀，A项正确；铁和锡作为原电池的两极，铁会被腐蚀，B项正确；电镀铜时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，C项错误；锌铁形成原电池，锌作负极被腐蚀，D项正确。

答案：C

3.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　)

A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应

B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C.墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D.具支试管中溶液pH逐渐减小

解析：生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。

答案：C

4.近年来，我国南方大面积持续降雪使得融雪剂需求量大。“化冰盐”氯盐类(氯化钠、氯化钙等)融雪剂，对钢轨设施的腐蚀如图所示。下列有关说法中不正确的是(　　)

A.正极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑

B.此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

C.此过程为吸氧腐蚀原理

D.此过程中电子从Fe移向C

解析：从图示中已清楚看出是吸氧腐蚀。A项错误，此为析氢腐蚀的正极反应式，一般发生在酸性较强的环境中，在中性或碱性环境中一般以吸氧腐蚀为主；B项正确，这是电池反应的后继反应；C项正确，图中已标示出O2的进入；D项正确，电子从原电池的负极流向正极。

答案：A

5．中国上海世博会澳大利亚馆的外墙采用的是特殊的耐风化钢覆层材料，外墙的颜色每天都在发生着变化，它会随空气中太阳、风雨、湿度的影响，逐渐从橙色转变成代表澳大利亚大漠的赭红色，这种转变运用了钢材锈蚀原理。下列有关钢材生锈的说法正确的是(　　)

A．红色铁锈的主要成分是Fe(OH)3

B．钢材在空气中的反应只有氧化、还原及化合反应

C．钢材在空气中的腐蚀主要为电化学腐蚀，其负极的反应为：Fe－3e－===Fe3＋

D．空气中太阳、风雨、湿度对钢材的腐蚀有较大影响

解析：钢材在空气中发生吸氧腐蚀，其负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋；正极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，其涉及反应类型为：氧化还原反应、化合反应、分解反应，故B、C错误；Fe2O3·xH2O是铁锈的主要成分，A错误；D正确。

答案：D

6.糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　)

A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期

B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为Fe-3e-Fe3+

C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为：2H2O+O2+4e-4OH-

D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)

解析：钢铁的吸氧腐蚀为放热反应,A错误。脱氧过程,铁为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+;碳作正极,电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,B、C均错误。根据电极反应可得电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,Fe(OH)2可继续被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此可得关系式:4Fe→3O2,1.12 g Fe完全反应最多可吸收O2 336 mL(标准状况),D正确。

答案：D

7.根据下图，下列判断中正确的是(　　)

A.烧杯a中的溶液pH降低

B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

D.烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑

答案：B

8.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是(　　)

A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉

B.在排放海水的钢铁闸门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中

C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里

D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极

解析：A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极。

答案：C

9.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　)

A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应

B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C.墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D.具支试管中溶液pH逐渐减小

解析：生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。

答案：C

10.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)

A.图a中，铁钉易被腐蚀

B.图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小

C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D.图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

解析：选项A，图a中，铁钉与溶液不接触，不能形成原电池，因此不易被腐蚀，错误；选项B，图b中开关置于M时，Cu－Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu－Zn合金作正极，腐蚀速率减小，正确；选项C，图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，错误；选项D，图d中Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，错误。

答案：B

二、填空题：本题包括3小题，共40分。

11．(12分)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：

(1)A中反应的离子方程式是________。

(2)B中Sn极的电极反应式为________，Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的离子方程式是________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________。

解析：铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。

答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)H＋＋2e－===H2↑（2分）　  增大 （2分）

(3)Zn（2分）　Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑（3分）　B>A>C（3分）

12．（14分）钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题：

(1)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，溶液中发生的属于化合反应的化学方程式是____________________________。

(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是______________。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如图所示。

①A电极对应的金属是________(填元素名称)，B电极的电极反应是_________________。

②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀，原因是______________________________。

答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2（3分）　(2)BD（3分）

(3)①铜（2分）　Cu2＋＋2e－===Cu（3分）

②铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，加速铁的腐蚀；锌比铁活泼，二者在潮湿的环境中构成原电池，锌作负极，被腐蚀，铁作正极，被保护(其他合理答案也可)（3分）

13.（14分）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_______腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_______(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是______________。

(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：___________________________________________________________________；

……

解析：(1)本题采用“控制变量法”进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0 g；对比实验①和③可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。

(2)当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(3)Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高。

答案：(1)②2.0　（2分）   ③碳粉含量的影响（2分）

(2)吸氧（2分）　　（2分） 还原（2分）　2H2O＋O2＋4e－===4OH－（2分）　

(3)反应放热，温度升高（2分）