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1、课时作业17原电池金属的腐蚀与防护时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题5分,共60分)1(2009广东理基)钢铁生锈过程发生如下反应:2FeO22H2O=2Fe(OH)2;4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应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:反应中的氧化剂只有O2而没有H2O,因为H2O中的氢、氧元素的化合价均未发生变化,B错。C项中两种活泼性不同的金属相接触,较活泼的易发生腐蚀,故C项错误。钢铁在潮湿的空气中主要
2、发生的是电化学腐蚀,D错误。答案:A2如图所示是Zn和Cu构成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上做了一些记录。在卡片上,描述合理的是()卡片No:28实验后的记录:Zn为阳极,Cu为阴极H向负极移动电子流动方向为ZnCuCu极有H2产生若有1 mol电子流过导线,则产生0.5 mol H2正极电极反应式:Zn2e=Zn2ABC D解析:Zn为负极,Cu为正极,H向正极移动。答案:B3有一种MCFC型燃料电池,该电池所用燃料为H2和空气,电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为:2H2O2=2H2O,负极反应:H2CO322e=H2OCO2。下列说法正确的是()A正极反应为4OH4
3、e=2H2OO2B电池放电时,电池中CO32的物质的量将逐渐减少C放电时CO32向负极移动D电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再到正极,形成闭合回路解析:A项正极反应为O24e2CO2=2CO32;B项中电池放电时,电池中CO32的物质的量不变,CO32向负极移动,K向正极移动;导线中靠电子的定向移动导电,电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动导电。答案:C4下列装置或操作能达到实验目的的是()A防止铁钉生锈B构成铜锌原电池C构成铜银原电池D验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物解析:A项中铁钉应接电源负极;B项中Zn错放于CuSO4溶液中,二者直接发生置换反应而不能构成原电池;C项中CuC
4、uSO4溶液Ag不能构成原电池;D项中直流电源右端为阳极,发生反应2Cl2e=Cl2,可用KI淀粉溶液检验Cl2产生,阴极发生反应2H2e=H2,同时溶液中c(OH)增大,酚酞溶液变红。答案:D5(2009上海卷)右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是:Fe2eFe2Da试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀解析:Fe与C及电解质溶液形成原电池,Fe是负极;Fe2eFe2;C是正极,在a中发生吸氧腐蚀,a中压强减小;b
5、中发生析氢腐蚀,b中压强增大,红墨水柱液面是左高右低。答案:B6银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O。电池放电时,负极发生反应的物质是()AAg BZnCAg2O DZn(OH)2答案:B7(2011无锡模拟)在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧,一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢?事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关,下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增
6、大超过船的承载能力C在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀D在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀答案:C8(2011启东模拟)下列各变化中属于原电池反应的是()A在空气中铜合金眼镜框表面形成一层铜绿B镀锌铁表面有划损时,也能阻止铁被氧化C红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层D浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜答案:AB9(2010安徽卷)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2O2=2H2O,下列有关说法正确的是()A. 电子通过外电路从b极流向a极B. b极上的电极反应式为:O22H2
7、O4e=4OHC. 每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2D. H由a极通过固体酸电解质传递到b极解析:由电池总反应方程式及原电池原理可知,充入H2的一极即a极是负极,充入O2的一极即b极是正极;电子由负极经外电路流向正极;电池内部阳离子即H移向正极,正极即b极的电极反应式应为:O24H4e=2H2O,故A项、B项错误,D项正确。C项没有指明标准状况,故C项错误。答案:D10(2010浙江卷)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2LiFeS2e=Li2SFe。有关该电池的下列说法中,正确的是()ALiAl在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价
8、为1价B该电池的电池反应式为:2LiFeS=Li2SFeC负极的电极反应式为:Al3e=Al3D充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2SFe2e=2LiFeS解析:在该电池中LiAl是负极材料,该材料中Li的化合价为0价,负极电极反应式为:Lie=Li,结合题给的正极电极的反应式可推出总反应式为:2LiFeS=Li2SFe;故B正确,A、C错误。D项,充电时,阴极上发生还原反应得电子,故D项错误。答案:B11(2010新课标全国卷)根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)
9、Cd(s)2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)2Ag(s)Co2(aq)解析:根据原电池知识,金属活动性负极正极,可得三种金属的活动性顺序应为:CdCoAg,则选项中符合此关系的置换反应成立。答案:A12芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获2009年中国科技创业大赛最高奖,被称之为“软电池”的纸质电池总反应为:Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列说法正确的是()A该电池中Zn作负极,发生还原反应B该电池反应中MnO2起催化作用C该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2D该电池正极反应式为:2MnO22e2H2O=2MnOOH2OH解析:A项,根据纸质电池总反
10、应可以判断该电池中Zn作负极,发生氧化反应;B项,该电池反应中MnO2作正极材料被还原;C项,该电池工作时电子由Zn经导线流向MnO2;D项,该电池正极材料MnO2得电子被还原,电极反应式正确。答案:D二、填空题(共40分)13(15分)(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。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”)。C中总反应的离子方程式为_。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是_。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题: 电池的负极是_(填“a”或“b”)电极,该极的电极反应是: _。电池工作一段时间后电
11、解质溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析:(1)B、C中均形成了原电池,在B中Fe作负极,腐蚀速率加快,在C中Zn作负极,而Fe被保护了起来,故被腐蚀的速率最慢。(2)CH4在反应时失去电子,故a电极是电池的负极。电极反应式可用总反应式CH42OH2O2=CO323H2O和正极反应式:O22H2O4e=4OH做差而得。由于电池工作过程中会消耗OH,故一段时间后,电解质溶液的pH会减小。答案:(1)2H2e=H2增大Zn2H=Zn2H2BAC(2)aCH410OH8e=CO327H2O减小14(15分)下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列
12、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_。(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板反应式为_。(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)。解析:(1)乙形成了原电池,丙浸没在非电解质溶液中,故腐蚀速率乙甲丙。(2)含碳量越高越易腐蚀。(3)乙发生吸氧腐蚀。(4)乙、丙为电解质溶液与非电解质溶液的对比,故采用的措施需针对电解质溶液。答案:(1)乙(2)高(3)O24e2H2O=4OH(4)将金属放在干燥的环境中保存和使用(或在金属表面覆盖油漆等保护膜)15(10分)(2011潍坊统考)如图甲、乙是电化学实验装置。(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为_; 乙中总反应的离子方程式为 _;将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5 1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为_。(2)若甲、乙两烧杯中均盛有Cu