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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四节 金属的电化学腐蚀与防护练习题
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四节 金属的电化学腐蚀与防护练习题，共11页。试卷主要包含了下列叙述正确的是，有关金属腐蚀的论述,正确的是等内容，欢迎下载使用。
题组一 金属的腐蚀
1.(2020浙江台州五校高二10月联考)下列叙述正确的是 ( )
A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B.将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀
C.纯银质物品久置表面变暗,是银发生吸氧腐蚀的结果
D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- Fe3+,继而形成铁锈
2.(2021贵州遵义航天高级中学高二月考)有关金属腐蚀的论述,正确的是( )
A.金属的腐蚀一定伴有电流产生
B.常温下Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C.发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D.发生电化学腐蚀时都有能量的转化,且被腐蚀的金属总是失电子
3.(2021吉林长春实验中学高二月考)利用如图装置进行实验,开始时,a、b两管液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( )
A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后,a管液面高于b管液面
C.a管溶液的pH不变,b管溶液的pH减小
D.a、b两管具有相同的电极反应式:Fe-2e- Fe2+
4.(2021北京丰台高二期中)金属腐蚀现象在生产、生活中普遍存在,依据下列两种腐蚀现象回答问题:
(1)图1中被腐蚀的金属为 (填化学式),其腐蚀类型属于 (填字母,下同)。图2中金属腐蚀类型属于 。
A.化学腐蚀 B.电化学腐蚀
C.析氢腐蚀 D.吸氧腐蚀
(2)图1中Cu的作用是 ,结合电极反应、电子移动、离子移动等,分析金属被腐蚀的原理: 。
(3)图2中铁的生锈过程:Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O,铁被腐蚀过程的正极反应为 ,负极反应为 ,Fe转化为Fe(OH)2的总反应为 。
题组二 金属的防护措施
5.(2021福建宁德联盟校高二期中)下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是( )
6.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
7.(2021浙江宁波高二月考)下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是( )
A.当镀锡铁皮的镀层破损时,会减慢铁的腐蚀速率
B.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
C.地下钢铁管道常常通过连接一块锌块以达到防腐蚀的目的
D.将青铜器放在银质托盘上可以避免铜绿的生成
8.(2021四川成都高二期中)全世界每年因钢铁锈蚀造成了巨大的损失,下列有关说法不正确的是( )
A.钢铁腐蚀时化学能不能全部转化为电能
B.钢铁腐蚀的负极反应式为Fe-2e- Fe2+
C.如图所示,将导线与金属锌相连可保护地下铁管
D.如图所示,将导线与外接电源的正极相连可保护地下铁管
能力提升练
1.(2021天津高三期中,疑难1,)一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:
下列说法不正确的是( )
A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4OH-+4e- 2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减慢
2.(2021福建漳州高二期中,)如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属,下列说法正确的是( )
A.若M是铜片,可保护铁
B.若M是锌片,可保护铁
C.图1铁片靠近烧杯底部的部分,腐蚀更严重
D.M是铜或锌都不能保护铁,因为没有构成原电池
3.(疑难2,)相同材质的铁在下图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
4.(2020山东菏泽一中高二月考,疑难1,)利用如图装置,能完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,错误的是( )
A.若X为锌棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
B.若X为碳棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为外加电流的阴极保护法
C.若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于M处时,铁电极上的电极反应式为Cu2++2e- Cu
D.若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于N处时,溶液中各离子浓度都不会发生变化
5.(2021北京朝阳高三期中,疑难1,)中国传统的农具、兵器曾大量使用铁,铁器的修复是文物保护的重要课题。
(1)潮湿的空气中,铁器发生电化学腐蚀的负极反应式是 。
(2)铁器表面氧化层的成分有多种,性质如下:
①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是 。
②在有氧条件下,Fe3O4在含Cl-的溶液中会转化为FeOCl,将相关反应的离子方程式补充完整:
4Fe3O4+O2+ + H2O FeOCl+
(3)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层:用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器,一段时间后取出,再用NaOH溶液多次洗涤。
①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH),推测溶解度FeOCl FeO(OH)(填“>”或“<”)。
②Na2SO3的作用是 。
③检验FeOCl转化完全的操作和现象是 。
答案全解全析
基础过关练
1.B 金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程,故A错误;将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连接,作电解池的阴极被保护,可防止水闸被腐蚀,故B正确;纯银质物品久置变暗是因为银的表面形成硫化银,与吸氧腐蚀无关,故C错误;铜、铁在潮湿的空气中形成原电池,铁为负极,负极电极反应为Fe-2e- Fe2+,故D错误。
2.D 金属的化学腐蚀中没有电流产生,电化学腐蚀过程中产生微弱的电流,A项错误;Fe在潮湿的空气里易发生电化学腐蚀,常温下在干燥氯气中不发生腐蚀,B项错误;发生电化学腐蚀时,活泼金属作负极被腐蚀,C项错误;发生电化学腐蚀时被腐蚀的金属失电子,同时会有能量转化,如化学能转化为电能、热能等,D项正确。
3.C 结合图示可知a管内是中性溶液,发生吸氧腐蚀,b管内是酸性溶液,发生析氢腐蚀,A项正确;随着不断反应,右侧压强增大,左侧压强减小,即一段时间后,a管液面高于b管液面,B项正确;a管内Fe被氧化为Fe2+,与OH-反应得到Fe(OH)2沉淀,即a管内溶液pH几乎不变,b管内Fe发生析氢腐蚀,消耗H+,溶液pH变大,C项错误;a、b两管内分别构成的原电池中,Fe均为负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,D项正确。
4.答案 (1)Fe BC BD (2)作正极,导电 铜作正极,H+在内电路移向正极,得到电子生成H2;铁作负极,失电子,电子在外电路从负极移向正极,金属铁被腐蚀
(3)O2+4e-+2H2O 4OH- Fe-2e- Fe2+ 2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2
解析 (1)图1为酸性环境,铁发生析氢腐蚀;图2为碱性环境,其腐蚀类型为电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。(2)图1中Cu作正极,能导电;图1中金属铁被腐蚀时铜作正极,H+在内电路移向正极生成H2;铁作负极,失电子被氧化为Fe2+。(3)图2中发生吸氧腐蚀,O2在正极得电子,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,Fe在负极失电子,电极反应式为2Fe-4e- 2Fe2+,总反应为2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。
5.D A项,构成电解池,属于外加电流的阴极保护法;B项,构成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;C项,构成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;D项,在表面喷油漆,能与空气隔绝,防止金属生锈,但不属于电化学防护,符合题意。
6.A B、C项措施均为加保护层的防腐蚀的保护法;D项是利用原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法;A项钢闸门连接电源负极,属于使用外加电流的阴极保护法的防腐措施。
7.C 镀层破损后,镀锡铁皮中铁为负极,易被腐蚀,镀锡铁皮中铁的腐蚀速率更快,A项错误;不锈钢和铝合金等耐腐蚀性较好,B项错误;地下钢铁管道用导线连接锌块构成的原电池中,锌为负极,可以防止钢铁管道被腐蚀,C项正确;青铜器放在银质托盘上,铜较活泼作负极,易被腐蚀,D项错误。
8.D 钢铁腐蚀时,化学能不能全部转化为电能,有一部分化学能转化为热能,A项正确;钢铁腐蚀时,铁作负极被腐蚀,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,B项正确;锌的金属性强于铁,形成原电池时,锌作负极,铁作正极,锌被腐蚀,可保护地下铁管,C项正确;采用外加电流的阴极保护法时,被保护金属应与直流电源负极相连,若与正极相连,地下铁管作阳极,更易被腐蚀,D项错误。
能力提升练
1.C pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,C项错误。
2.B 若M是铜片,构成原电池,铁作负极而被腐蚀,A项错误;若M是锌片,构成原电池,锌是负极被腐蚀,而铁被保护,B项正确;图1铁片靠近水面的部分,与O2接触较多,腐蚀更严重,C项错误;M若是锌,则构成原电池,锌作负极,铁被保护,D项错误。
3.C A项,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆分别作原电池的负极和正极,铁易被腐蚀;B项,食盐水提供电解质溶液环境,铁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,铁易被腐蚀;C项,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;D项,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作原电池的负极和正极,铁易被腐蚀。
4.C 若X为锌棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于M处,该装置是原电池,锌作负极,铁作正极,作正极的铁被保护,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,故A正确;若X为碳棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于N处,该装置是电解池,碳作阳极、铁作阴极,作阴极的铁被保护,这种方法称为外加电流的阴极保护法,故B正确;若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于M处时,该装置是原电池,铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,故C错误;若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于N处时,该装置是电镀池,阳极上溶解的铜等于阴极上析出的铜,电解质溶液中各离子浓度都不会发生变化,故D正确。
5.答案 (1)Fe-2e- Fe2+ (2)①6Fe(OH)2+O2 2Fe3O4+6H2O ②12 Cl- 6 12 12 OH- (3)①> ②作还原剂,将FeOCl、FeO(OH)还原 ③取最后一次洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全
解析 (1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,负极上铁发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e- Fe2+。(2)①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式为6Fe(OH)2+O2 2Fe3O4+6H2O。②根据质量守恒和得失电子守恒可配平该反应的化学方程式:4Fe3O4+O2+12Cl-+6H2O 12FeOCl+12OH-。(3)①结合题中沉淀的转化规律和溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,可知溶解度FeOCl>FeO(OH)。②转化过程中,FeOCl、FeO(OH)作氧化剂,则Na2SO3作还原剂,将FeOCl、FeO(OH)还原。③检验FeOCl转化完全,可取最后一次洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明FeOCl转化完全。
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2-
成分
Fe3O4
FeO(OH)
FeOCl
性质
致密
疏松
疏松
题组一 金属的腐蚀
1.(2020浙江台州五校高二10月联考)下列叙述正确的是 ( )
A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B.将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀
C.纯银质物品久置表面变暗,是银发生吸氧腐蚀的结果
D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- Fe3+,继而形成铁锈
2.(2021贵州遵义航天高级中学高二月考)有关金属腐蚀的论述,正确的是( )
A.金属的腐蚀一定伴有电流产生
B.常温下Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C.发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀
D.发生电化学腐蚀时都有能量的转化,且被腐蚀的金属总是失电子
3.(2021吉林长春实验中学高二月考)利用如图装置进行实验,开始时,a、b两管液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( )
A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后,a管液面高于b管液面
C.a管溶液的pH不变,b管溶液的pH减小
D.a、b两管具有相同的电极反应式:Fe-2e- Fe2+
4.(2021北京丰台高二期中)金属腐蚀现象在生产、生活中普遍存在,依据下列两种腐蚀现象回答问题:
(1)图1中被腐蚀的金属为 (填化学式),其腐蚀类型属于 (填字母,下同)。图2中金属腐蚀类型属于 。
A.化学腐蚀 B.电化学腐蚀
C.析氢腐蚀 D.吸氧腐蚀
(2)图1中Cu的作用是 ,结合电极反应、电子移动、离子移动等,分析金属被腐蚀的原理: 。
(3)图2中铁的生锈过程:Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O,铁被腐蚀过程的正极反应为 ,负极反应为 ,Fe转化为Fe(OH)2的总反应为 。
题组二 金属的防护措施
5.(2021福建宁德联盟校高二期中)下列防止钢铁腐蚀的方法不属于电化学防护的是( )
6.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
7.(2021浙江宁波高二月考)下列有关金属的腐蚀和防护说法正确的是( )
A.当镀锡铁皮的镀层破损时,会减慢铁的腐蚀速率
B.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
C.地下钢铁管道常常通过连接一块锌块以达到防腐蚀的目的
D.将青铜器放在银质托盘上可以避免铜绿的生成
8.(2021四川成都高二期中)全世界每年因钢铁锈蚀造成了巨大的损失,下列有关说法不正确的是( )
A.钢铁腐蚀时化学能不能全部转化为电能
B.钢铁腐蚀的负极反应式为Fe-2e- Fe2+
C.如图所示,将导线与金属锌相连可保护地下铁管
D.如图所示,将导线与外接电源的正极相连可保护地下铁管
能力提升练
1.(2021天津高三期中,疑难1,)一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:
下列说法不正确的是( )
A.在pH<4的溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B.在pH>6的溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C.在pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4OH-+4e- 2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减慢
2.(2021福建漳州高二期中,)如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。图2中M是某种与铁片紧贴的金属,下列说法正确的是( )
A.若M是铜片,可保护铁
B.若M是锌片,可保护铁
C.图1铁片靠近烧杯底部的部分,腐蚀更严重
D.M是铜或锌都不能保护铁,因为没有构成原电池
3.(疑难2,)相同材质的铁在下图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
4.(2020山东菏泽一中高二月考,疑难1,)利用如图装置,能完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,错误的是( )
A.若X为锌棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
B.若X为碳棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为外加电流的阴极保护法
C.若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于M处时,铁电极上的电极反应式为Cu2++2e- Cu
D.若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于N处时,溶液中各离子浓度都不会发生变化
5.(2021北京朝阳高三期中,疑难1,)中国传统的农具、兵器曾大量使用铁,铁器的修复是文物保护的重要课题。
(1)潮湿的空气中,铁器发生电化学腐蚀的负极反应式是 。
(2)铁器表面氧化层的成分有多种,性质如下:
①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是 。
②在有氧条件下,Fe3O4在含Cl-的溶液中会转化为FeOCl,将相关反应的离子方程式补充完整:
4Fe3O4+O2+ + H2O FeOCl+
(3)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层:用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器,一段时间后取出,再用NaOH溶液多次洗涤。
①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH),推测溶解度FeOCl FeO(OH)(填“>”或“<”)。
②Na2SO3的作用是 。
③检验FeOCl转化完全的操作和现象是 。
答案全解全析
基础过关练
1.B 金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程,故A错误;将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连接,作电解池的阴极被保护,可防止水闸被腐蚀,故B正确;纯银质物品久置变暗是因为银的表面形成硫化银,与吸氧腐蚀无关,故C错误;铜、铁在潮湿的空气中形成原电池,铁为负极,负极电极反应为Fe-2e- Fe2+,故D错误。
2.D 金属的化学腐蚀中没有电流产生,电化学腐蚀过程中产生微弱的电流,A项错误;Fe在潮湿的空气里易发生电化学腐蚀,常温下在干燥氯气中不发生腐蚀,B项错误;发生电化学腐蚀时,活泼金属作负极被腐蚀,C项错误;发生电化学腐蚀时被腐蚀的金属失电子,同时会有能量转化,如化学能转化为电能、热能等,D项正确。
3.C 结合图示可知a管内是中性溶液,发生吸氧腐蚀,b管内是酸性溶液,发生析氢腐蚀,A项正确;随着不断反应,右侧压强增大,左侧压强减小,即一段时间后,a管液面高于b管液面,B项正确;a管内Fe被氧化为Fe2+,与OH-反应得到Fe(OH)2沉淀,即a管内溶液pH几乎不变,b管内Fe发生析氢腐蚀,消耗H+,溶液pH变大,C项错误;a、b两管内分别构成的原电池中,Fe均为负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,D项正确。
4.答案 (1)Fe BC BD (2)作正极,导电 铜作正极,H+在内电路移向正极,得到电子生成H2;铁作负极,失电子,电子在外电路从负极移向正极,金属铁被腐蚀
(3)O2+4e-+2H2O 4OH- Fe-2e- Fe2+ 2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2
解析 (1)图1为酸性环境,铁发生析氢腐蚀;图2为碱性环境,其腐蚀类型为电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。(2)图1中Cu作正极,能导电;图1中金属铁被腐蚀时铜作正极,H+在内电路移向正极生成H2;铁作负极,失电子被氧化为Fe2+。(3)图2中发生吸氧腐蚀,O2在正极得电子,电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,Fe在负极失电子,电极反应式为2Fe-4e- 2Fe2+,总反应为2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。
5.D A项,构成电解池,属于外加电流的阴极保护法;B项,构成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;C项,构成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;D项,在表面喷油漆,能与空气隔绝,防止金属生锈,但不属于电化学防护,符合题意。
6.A B、C项措施均为加保护层的防腐蚀的保护法;D项是利用原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法;A项钢闸门连接电源负极,属于使用外加电流的阴极保护法的防腐措施。
7.C 镀层破损后,镀锡铁皮中铁为负极,易被腐蚀,镀锡铁皮中铁的腐蚀速率更快,A项错误;不锈钢和铝合金等耐腐蚀性较好,B项错误;地下钢铁管道用导线连接锌块构成的原电池中,锌为负极,可以防止钢铁管道被腐蚀,C项正确;青铜器放在银质托盘上,铜较活泼作负极,易被腐蚀,D项错误。
8.D 钢铁腐蚀时,化学能不能全部转化为电能,有一部分化学能转化为热能,A项正确;钢铁腐蚀时,铁作负极被腐蚀,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,B项正确;锌的金属性强于铁,形成原电池时,锌作负极,铁作正极,锌被腐蚀,可保护地下铁管,C项正确;采用外加电流的阴极保护法时,被保护金属应与直流电源负极相连,若与正极相连,地下铁管作阳极,更易被腐蚀,D项错误。
能力提升练
1.C pH>14的溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,C项错误。
2.B 若M是铜片,构成原电池,铁作负极而被腐蚀,A项错误;若M是锌片,构成原电池,锌是负极被腐蚀,而铁被保护,B项正确;图1铁片靠近水面的部分,与O2接触较多,腐蚀更严重,C项错误;M若是锌,则构成原电池,锌作负极,铁被保护,D项错误。
3.C A项,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆分别作原电池的负极和正极,铁易被腐蚀;B项,食盐水提供电解质溶液环境,铁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,铁易被腐蚀;C项,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;D项,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作原电池的负极和正极,铁易被腐蚀。
4.C 若X为锌棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于M处,该装置是原电池,锌作负极,铁作正极,作正极的铁被保护,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,故A正确;若X为碳棒,Y溶液为NaCl溶液,开关K置于N处,该装置是电解池,碳作阳极、铁作阴极,作阴极的铁被保护,这种方法称为外加电流的阴极保护法,故B正确;若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于M处时,该装置是原电池,铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,故C错误;若X为铜棒,Y溶液为硫酸铜溶液,开关K置于N处时,该装置是电镀池,阳极上溶解的铜等于阴极上析出的铜,电解质溶液中各离子浓度都不会发生变化,故D正确。
5.答案 (1)Fe-2e- Fe2+ (2)①6Fe(OH)2+O2 2Fe3O4+6H2O ②12 Cl- 6 12 12 OH- (3)①> ②作还原剂,将FeOCl、FeO(OH)还原 ③取最后一次洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全
解析 (1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,负极上铁发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e- Fe2+。(2)①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式为6Fe(OH)2+O2 2Fe3O4+6H2O。②根据质量守恒和得失电子守恒可配平该反应的化学方程式:4Fe3O4+O2+12Cl-+6H2O 12FeOCl+12OH-。(3)①结合题中沉淀的转化规律和溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,可知溶解度FeOCl>FeO(OH)。②转化过程中,FeOCl、FeO(OH)作氧化剂,则Na2SO3作还原剂,将FeOCl、FeO(OH)还原。③检验FeOCl转化完全,可取最后一次洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明FeOCl转化完全。
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2-
成分
Fe3O4
FeO(OH)
FeOCl
性质
致密
疏松
疏松
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