《2021高二下册化学期末同步练习题：金属的电化学腐蚀（附答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021高二下册化学期末同步练习题：金属的电化学腐蚀（附答案）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、金属的腐蚀1金属的腐蚀（1）概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。 （2）根据与金属接触的气体或液体物质不同，金属腐蚀可分为两类：化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。2钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀：（1）析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀
2、过程中有氢气放出。负极反应式为Fe2e=Fe2；正极反应式为2H2e=H2；总反应方程式为Fe2H=Fe2H2。（2）吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时，将会发生吸氧腐蚀。负极反应式为2Fe4e=2Fe2；正极反应式为2H2OO24e=4OH；总反应方程式为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。铁锈(Fe2O3xH2O)的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。【归纳总结】（1）化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。（2）析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解
3、质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。（3）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2，而非Fe3。（4）金属腐蚀类型的判断方法发生原电池反应引起的腐蚀为电化学腐蚀，无原电池反应发生的腐蚀为化学腐蚀。金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。【知识串讲】金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质液体等直接接触水膜中溶有O2，酸性很弱或呈中性水膜酸性较强本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀现象无电流产
4、生有微弱电流产生反应式(以铁腐蚀为例)2Fe3Cl2=2FeCl3负极：2Fe4e=2Fe2正极：2H2OO24e=4OH正极：4H4e=2H2联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大【特别提示】判断金属腐蚀的类型时，要综合考虑金属的纯度、金属的活动性及接触物质的性质。二、金属的防护方法1电化学保护法（1）牺牲阳极的阴极保护法原电池原理如图所示，在被保护的钢闸门上装上若干金属锌块(比铁活泼)，锌块作原电池的负极；钢闸门作原电池的正极。（2）外加电流的阴极保护法电解原理如图所示，被保护的钢闸门作阴极，与电源的负极相连；惰性电极作阳极，与电源的正极相连。2其他保护法（1）
5、加涂保护层：如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法，使金属与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。（2）改变金属的内部结构：如把铬、镍等金属加入普通钢里制成耐腐蚀的不锈钢。1下列关于金属腐蚀的说法正确的是A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(OH)nH2B金属的化学腐蚀的实质是Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀【答案】B【解析】金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。2下列电
6、极反应式与出现的环境相匹配的是选项电极反应式出现的环境AO2+4H+4e-=2H2O酸性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH-4e-=O2+2H2O弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀CCu-2e-=Cu2+用铜做电极电解硫酸铜溶液的阳极反应DNa+e-=Na用惰性电极电解Na2SO4溶液的阴极反应【答案】C【解析】氢氧燃料的特点是，通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，O24H+4e-2H2O为酸性环境下正极的电极反应，负极电极反应为：H22e-2H+，A项错误；在强酸性环境下发生析氢腐蚀，中性或碱性环境下钢铁发生吸氧腐蚀，正极：O22H2O4e-4OH-，负极：Fe2e-=Fe2+，B项错误；
7、用铜做电极电解硫酸铜溶液为电解精炼铜，阴阳极都是铜放电，阳极反应发生氧化反应，电极反应为：Cu2e-Cu2+，C项正确；用惰性电极电解Na2SO4溶液属于电解水，阴极为阳离子放电，根据放电顺序，氢离子在阳极放电，电极反应为：2H+2e-H2，D项错误。3做罐头的马口铁是在铁的表面上镀上一层既耐腐蚀又无毒的锡，但食用时开启后的罐头易生锈，其所发生的反应正确的是A负极Sn2e=Sn2+B正极Fe2e=Fe2+C正极2H2O+O22e=4OHD负极Fe2e=Fe2+【答案】D【解析】做罐头的马口铁是在铁的表面上镀上一层既耐腐蚀有无毒的锡，但食用时开启后的罐头易生锈，根据题意和金属活泼性，得出负极为F
8、e，正极为Sn，负极电极反应为Fe2e=Fe2+，正极电极反应为2H2O+O24e=4OH，D项正确。答案选D。4研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列有关判断中正确的是A用装置模拟研究时未见a上有气泡，说明铁没有被腐蚀B中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D中海水均是实现化学能转化为电能的电解质【答案】C【解析】装置是吸氧腐蚀，a极是正极，氧气得电子生成氢氧根离子，即O24e-2H2O4OH-，铁是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，即Fe2e-Fe2+，铁被腐蚀，A项错误；金属作电解池的阴极被保护，而钢铁桥墩与电源正极相连是阳极，失电子发生
9、氧化反应，即Fe2e-Fe2+，钢铁桥墩被腐蚀，B项错误；锌比铁活泼，作负极，锌失电子，即Zn2e-Zn2+，所以中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，C项正确；海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，D项错误。答案选C。5将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确的是A铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-C液滴下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为Fe-2e-=Fe2+D铁片腐蚀过程发生的总化
10、学方程式为4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3【答案】C【解析】NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区（a）被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+（发生氧化反应），正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-（发生还原反应），在液滴外沿，由于发生反应Fe2+2OH-=Fe（OH）2、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3形成了棕色铁锈环（b）。【详解】铁片做负极，腐蚀最严重，但生锈最多的区域在正极，A项正确；由分析可知，液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，B项正确；液滴
11、下氧气含量少，铁片作负极，发生的氧化反应为Fe-2e-=Fe2+，C项错误；由分析可知，铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3，D项正确。答案选C。6为了减缓地下钢管的腐蚀，下列措施可行的是A钢管与镁块相连B钢管与铜板相连C钢管与铅板相连D钢管与直流电源正极相连【答案】A【解析】由于金属活动性MgFe，所以钢管与镁块相连，构成原电池时，钢管为正极，Fe被保护，首先腐蚀的是镁，A项正确；由于金属活动性FeCu，所以钢管与铜板相连，构成原电池时，钢管为负极，发生氧化反应，导致腐蚀加快，B项错误；金属活动性FePb，所以钢管与铅板相连构成原电池时，钢管为负极，发生
12、氧化反应，导致腐蚀加快，C项错误；钢管与直流电源正极相连，作阳极，失去电子，发生氧化反应，腐蚀速率大大加快，D项错误。答案选A。7某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下图a所示装置，图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如图b所示)发生了变化。已知：3Fe2+2Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。则下列说法错误的是A甲区发生还原反应B乙区产生Zn2+C丙区呈现红色D丁区呈现黄色【答案】D【解析】铁棒末段分别联上一块锌片和铜片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上，则形成原电池装置，实
13、质发生吸氧腐蚀，活泼金属为负极，根据电极反应式来判断各个电极的变化情况。【详解】甲区为正极，氧气得到电子发生还原反应，正极的电极反应：O22H2O4e-4OH-，A项正确；乙区为负极，Zn失去电子，发生氧化反应产生Zn2+，B项正确；丙区为正极，正极的电极反应：O22H2O4e-4OH-，生成的OH-能使附近溶液显碱性，酚酞试液变为红色，所以丙区呈红色，C项正确；丁区为负极，发生电极反应：2Fe4e-2Fe2+，生成Fe2+与K3Fe(CN)6作用呈蓝色，D项错误。答案选D。8下列有关说法正确的是A新制氯水光照时会释放出氧气B室温下，铝和浓硫酸不发生反应C过量铁粉在氯气中加热生成FeCl2D如
14、图装置可以验证铁发生了析氢腐蚀【答案】A【解析】新制氯水光照时，2HClO2HClO2，因此会释放出氧气，A项正确；室温下，铝和浓硫酸发生钝化反应，B项错误；无论铁过量还是少量，铁粉在氯气中加热生成FeCl3，C项错误；该装置是中性环境，因此该装置验证铁发生了吸氧腐蚀，右边中导管形成一段水柱，D项错误。答案选A。9下图是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置示意图，试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三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_。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)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_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。【答案】(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2OO24e=4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中【解析】铁粉炭粉食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀
