高中化学 1.3《化学能转化为电能-电池》2课时课堂巩固训练2 鲁科版选修4

高中鲁科版化学1.3《化学能转化为电能-电池》第2课时课堂巩固训练2选修4 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M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金属化学腐蚀的实质是M－ne－===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．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀 解析：选B。金属与接触的化学物质直接发生氧化还原反应的过程为化学腐蚀，金属失去的电子直接转移给氧化剂；金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，在中性或弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀。 2．下列金属防护的方法不正确的是(　　) A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．用牺牲锌块的方法来保护船身 D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈 解析：选B。“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。 3．(2012·吴忠高二质检)下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是(　　) A．镀铝塑料　　　　　　　 B．食品罐头盒(镀锡) C．白铁水桶(镀锌) D．镀银铜质奖章 解析：选B。关键是看，镀层损坏后，暴露出的金属与镀层能否形成原电池，形成原电池金属是否是负极。A项塑料不会被腐蚀；B项Fe为原电池负极，锡为原电池的正极，加速Fe的腐蚀；C项Zn为电池的负极，铁为电池的正极，铁被保护起来；D项Cu为原电池的负极，Ag为原电池的正极，加速了铜的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失去电子，所以腐蚀最快的是B中的铁。 4．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如下图所示，下列有关说法不正确的是(　　) A．正极的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中铜并不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe移向Cu 解析：选A。吸氧腐蚀中正极是O2得电子：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 5. (2012·榆林高二质检)缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是(　　) A．镁 B．铝 C．锌 D．铜 解析：选D。在金属丝一边的溶液中出现粉红色，是由于铁钉发生吸氧腐蚀，则铁钉做原电池的负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；比铁不活泼的金属做正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于[OH－]增大，溶液显红色，D正确。 6．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是(　　) A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 解析：选B。装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。 7．(2011·高考北京卷)结合下图判断，下列叙述正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀 解析：选A。A项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护。B项，Ⅰ中的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋。C项，Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。D项，由于Ⅰ中负极反应产生Zn2＋，不会与K3[Fe(CN)6]溶液作用产生蓝色沉淀。 8．钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列说法正确的是(　　) A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 解析：选A。①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确；B项错误；铜和钢构成原电池，钢质水管腐蚀速度加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。 9．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是(　　) ①有5.6 g金属被腐蚀　②有6.5 g金属被腐蚀　③在标准状况下有2.24 L气体放出　④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 解析：选B。镀锌铁发生析氢腐蚀时，负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，原电池反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。当有0.2 mol e－发生转移时，被腐蚀的Zn为6.5 g，生成0.1 mol H2，即2.24 L H2。 10．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察： (1)铁钉逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀。 (2)若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生__________腐蚀，电极反应式：负极：________________，正极：________________。 (3)若试管内液面下降，则原溶液呈__________性，发生__________腐蚀，电极反应式：负极：____________________________，正极：__________________________。 (4)若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在__________(填“甲”或“乙”)溶液中腐蚀的速度快。 解析：根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(铁为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路可知，铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理可知：试管内液面上升，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式：试管内液面下降，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。 答案：(1)电化学 (2)弱酸性或中　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ (4)乙 11．(2010·高考山东卷)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： ①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常用气泡冒出，原因是____________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的__________。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3 ②以铝材为阳极，在硫酸中电解，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)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)利用如图装置，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__________。 解析：(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH反应，化学方程式为：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；使[Al(OH)4]－生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，过量时沉淀容易溶解。 ②阳极是Al，发生氧化反应，要生成氧化膜，还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中的Al3＋和HCO水解相互促进。 (2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，以补充电镀液中的Cu2＋。 (3)铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁是做正极，锌做负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。 答案：(1)①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑　b ②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋　Al3＋和HCO水解相互促进：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑ (2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，以补充电镀液中的Cu2＋ (3)N　牺牲阳极的阴极保护法 12. 某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(并使铁丝完全浸没在食盐水中)，然后装配成如下图所示的装置四套，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示： 时间/小时 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A瓶(盛干燥铁丝) 0 0 0 0 0 0 0 B瓶(盛蘸了食盐水的铁丝) 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8 C瓶(盛蘸了清水的铁丝) 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5 D瓶(盛完全浸没在食盐水中的铁丝) 0 0 0 0 0 0 0 (1)为什么有的导管中水面会上升？__________________________ __________________________。 (2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧瓶的字母编号)__________________________。 (3)影响铁生锈的因素除氧气外，还有__________________________。 (4)日常生活中常见的铁制品生成铁锈，试写出铁制品生成铁锈(Fe2O3·xH2O)的化学方程式__________________________ __________________________。 解析：钢铁在食盐水中会形成原电池，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋；正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。由于钢铁腐蚀过程中消耗了O2，使瓶内气体的物质的量减少，压强减小，致使导管中水面上升。产生的Fe2＋和OH－结合成Fe(OH)2：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步氧化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O，从而形成铁锈。 答案：(1)铁丝发生吸氧腐蚀，氧气消耗后，瓶内气体分子数减少，导致瓶内压强减小，因此导管中水面上升 (2)B>C>A＝D (3)水、电解质(或电解质溶液) (4)4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O 13．(2012·南平高二质检)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。 (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为__________________________ ________________