1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护 课时训练 23 金属的电化学腐蚀与防护 一、非标准 1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是( ) A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块 B.高温车间中钢铁设备的腐蚀 C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量 CuSO4 溶液后,反应速率提高 D.镀锌铁比镀锡铁耐用 解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉 及原电池反应。 答案:B 2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( ) A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松透气的土壤中 C.在干燥致密不透气的土壤中 D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中
2、 解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸( 化学腐蚀 Fe+2H+ Fe2+H2)、防水(以防形成电解质溶液) 、防气(防止 O2参与吸氧腐蚀), 故选 C。 答案:C 3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( ) 解析:在 A 中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁 是活泼金属作负极;在 B 中,食盐水提供电解质溶液环境,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;在 C 中,铜镀层 将铁球覆盖、使铁被保护,所以 铁不易被腐蚀;在 D 中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜
3、板分别作负、正极,形成原电池。 答案:C 4.钢铁在腐蚀过程中,下列变化可能发生的是( ) 铁元素由 +2 价转化为+3 价 氧气被还原 产生氢气 Fe(OH)3 失水生成 Fe2O3xH2O 杂质碳被氧化而除去 A. B. C. D. 解析:钢铁可能发生吸氧腐蚀,也可能发生析氢腐蚀,因此正确。同时 Fe 失电子转化为 Fe2+,进一步被氧化为+3 价的铁,形成铁锈。 答案:C 5.如下图所示装置中都盛有 0.1 molL-1 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. B. C. D. 解析:电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化
4、学腐蚀有防护措施的腐蚀。为原 电池并且 Zn 作负极,为电解池,Zn 与电源正极相连作阳极被腐蚀,为电解池,Zn 与电源 负极相连作阴极,受保护,为化学腐蚀,故腐蚀由快到慢的顺序为 。 答案:D 6.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示。最先观察到酚酞变 红现象的区域是( ) A.和 B.和 C.和 D.和 解析:图中左边装置为一原电池,Zn 为负极,电极反应为: 2Zn-4e- 2Zn2+,Fe 为正极,电极反应 为:2H 2O+O2+4e- 4OH-,Fe 极附近 OH-聚积,所以区域先变红色。右边装置为一电解池,Fe 为阳极,电极反应为:Fe-2e - Fe2+,
5、Zn 为阴极,电极反应为 :2H+2e- H2,H+在阴极不断被 还原,促使水不断电离,阴极附近有 OH-聚积,所以区域首先变红。 答案:B 7.下列叙述中正确的是( ) 锌跟稀硫酸反应制 H2,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ; 镀层破损后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁) 更易腐蚀; 电镀时 ,应把镀件置于电解槽的阴极; 冶炼铝时 ,把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解; 钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3nH2O。 A. B. C. D. 解析: 对,因为 能组成原电池 ,反应速率加快。错,因为白口铁(镀锌的铁)镀层破损后,腐蚀 锌保护铁;马口铁(镀锡的铁)是腐 蚀铁保护锡。对,因为
6、电镀时,镀件金属作阴极,镀层金属 作阳极。对,因为氧化铝熔点很高,在冰晶石助熔剂的作用下 ,在较低温度下就能熔融,可节 能降耗。对,因为铁锈的主要成分是 Fe2O3nH2O,显红色。 答案:B 8.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,负极: ;正极: 。 (2)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上 的固体材料 R 可以采用 ( 填写字母序号)。 A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨 (3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极
7、。 解析:Fe 发生吸氧腐蚀,负极:2Fe-4e - 2Fe2+,正极: O2+2H2O+4e- 4OH-,常见保护方法有牺 牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 答案:(1)2Fe-4e - 2Fe2+ O 2+2H2O+4e- 4OH- (2)C (3)负 9.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: 以铝材为阳极,在 H2SO4 溶液中电解 ,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
8、)利用下图装置,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) 活泼金属作阳极,阳极材料本身失电子被氧化,其氧化产物为 Al2O3,由此可得阳极反 应式为 2Al+3H2O-6e- Al2O3+6H+。加入 NaHCO3溶液后,A 与 HC 发生相互促进的水解反 应,离子方程式可表示为 Al3+3HC Al(OH)3+3CO2。(3)若 X 为碳棒,则只能用外加电流 的阴极保护法,此时开关 K 应 置于 N 处。若 X 为 Zn,K 置于 M 处,其保护原理为牺牲阳极的 阴极保护法。 答案:(1)2Al+3H 2O-6e- Al2O3+6H+ HC 与 Al3+发生水解相互促进反应,产生 Al(OH)3 沉淀 (2)补充溶液中消耗的 Cu2+,保持溶液中 Cu2+浓度恒定 (3)N 牺牲阳极的阴极保护法
