第一章 第三节 化学能转化为电能—原电池
第2课时 金属的腐蚀与防护
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1. 以下现象与电化腐蚀无关的是
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.银质奖牌久置后表面变暗
答案:D
解析:电化腐蚀不可能在纯物质中产生,因为电化腐蚀需要一种物质做阴极,另一种物质做阳极
2. 如图所示,装置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液,放置一定时间后,装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.③①④② D.②①④③
答案:D
解析:由作电解池阳极引起的腐蚀>作原电池负极引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀可知答案。
3. 家用炒菜铁锅用水清洗后,放置一会出现红棕色的铁锈,在此变化过程中不会发生的化学变化是( )
A.2Fe+ O2 + 2H2O=2Fe(OH)2
B.4Fe(OH)2+O2 +2H2O=4Fe(OH)3
C.O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
D.Fe → Fe3++3e-
答案:D
解析:依据铁在弱酸性或中性的条件下发生吸氧腐蚀的原理可得答案
4.自来水管与下列材料做成的水龙头连接,锈蚀最快的铁水管连接的是
A.铜水龙头 B.铁水龙头
C.塑料水龙头 D.陶瓷水龙头
答案:B
解析:Cu-Fe形成原电池,Fe的活动性强于Cu,故使Fe锈蚀更快,其他选项都不形成原电池。
5. 下列关于钢铁腐蚀的叙述正确的是( )
A.钢铁插入水中,水下部分比空气与水交界处更容易腐蚀
B.钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀,主要是由于海水中有大量电解质
C.钢铁设备上连接铜块可以防止钢铁腐蚀
D.钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐蚀
答案:BD
解析:本题考查金属的腐蚀和防护,中等题。由于水中溶解氧含量较少,因此钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀,A错;海水中有大量电解质,钢铁在海水中形成原电池,比在河水中更易腐蚀,B对;钢铁设备上连接铜块时,形成原电池,钢铁作为负极,更容易腐蚀,C错;钢铁设备与外加直流电源的负极相连;钢铁作为阴极,发生还原反应,可以防止腐蚀,D对。
6.下列说法正确的是( )
A.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
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起的正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
答案:CD
解析:金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理,可知C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀所以A、B是不正确的。
7. 2008年10月8日,美籍华裔科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖。16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获“美国西屋科学天才奖”。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.合金的熔点都高于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强
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
【答案】B
【解析】金属腐蚀就是金属失去电子被氧化的过程,A错;将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,则受到保护,B正确;合金的熔点都低于它的成分金属,C错;铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中发生反应:Fe-2e- = Fe2+,D错。
二、非选择题(本题包括4个大题,共58分)
8.如图所示,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
⑴铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于 腐蚀。
⑵若试管内液面上升,则原溶液是 性,发生 腐蚀,电极反应:负极: ,正极: 。
⑶若试管内液面下降,则原溶液是 性,发生 腐蚀,电极反应:负极: ,正极: 。
⑷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
答案:⑴电化学;⑵弱酸性或中性 吸氧 2Fe → 2Fe2++4e- O2 + 2H2O+4e- →4OH- ;⑶较强的酸性 析氢 Fe → Fe2++2e- 2 H+ + 2e- → H2↑; ⑷乙。
解析:铁钉是铁合金,易发生电化学腐蚀。依据腐蚀的条件、原理、结果及速度可知答案。铁钉是铁合金,主要由铁和炭组成,外加电解质溶液,可构成原电池,此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。依据腐蚀的条件、原理及结果可知:试管内液面上升,说明试管压强减小,气体被吸收,是发生吸氧腐蚀的结果,据此写出电极反应。试管内液面下降,说明试管压强增大,产生气体所致,是发生析氢腐蚀的结果,据此写出电极反应。对于同一金属来说,在强电解质溶液中腐蚀速度>在弱电解质溶液中腐蚀速度
9. 钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)工业用热还原法炼铁,写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式:____ ______________。
(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3·xH2O),反应的化学方程式为_____________ ___ _________。
(3)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被完全除尽后,溶液中继续发生的化合反应的化学方程式为____________________________。
答案:(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
解析:依据钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
(2)4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O (3)2FeCl3+Fe=3FeCl2
10. 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1/4。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式。
正极: ;负极: 。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用下图所示甲的方案,其中焊接在铁闸门的固体材料R可以采用 。(请写出具体金属名称)
(3)下图中乙方案也可降低铁闸门腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
答案:(1)正极:O2+2H2O+4e-=4OH—;负极:Fe-2e-=Fe2+。(2) 锌 (3)负
解析:图甲为牺牲阳极的阴极保护法,图乙为外加电源的阴极保护法。
■反思总结—自我学习评价
□错题序号
□错因分析及对策