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- 2021-07-08 发布
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课时分层作业(六) 金属的腐蚀与防护
(建议用时:45分钟)
1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是( )
A.金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+H2↑
B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化
C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
C [A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,为M-ne-===Mn+;B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀,主要是Fe-2e-===Fe2+,铁先被腐蚀;常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应发生化学腐蚀。]
2.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是( )
A.2H++2e-===H2↑
B.Fe2++2e-===Fe
C.2H2O+O2+4e-===4OH-
D.Fe3++e-===Fe2+
C [钢铁发生吸氧腐蚀,正极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-。]
3.一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如下表,下列说法正确的是( )
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO
A.随pH的升高,碳钢腐蚀速率逐渐加快
B.当pH<4时,发生析氢腐蚀
C.pH为14时,其负极反应为2H2O+Fe-3e-===FeO+4H+
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀的速率会加快
B [表中显示pH在2~4、13.5~14时,该碳钢腐蚀速率较快,而pH在6~8时,腐蚀速率较慢,A项错误;铁在酸性较强的溶液中发生析氢腐蚀,B项正确;铁在碱性环境发生吸氧腐蚀,故不可能生成H+,C项错误;钢铁在碱性环境中发生吸氧腐蚀,若煮沸除去氧气则不易发生腐蚀,D项错误。]
4.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和氯化钠的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是( )
A.a中铁钉附近呈现红色
B.b中铁钉上发生还原反应
C.a中铜丝上发生氧化反应
D.b中铝条附近有气泡产生
B [a中铁比铜活泼,铁作负极,发生氧化反应,铜作正极,发生还原反应,电极反应式分别为负极:2Fe-4e-===2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-===4OH-,因此A、C不正确;b中铝比铁活泼,铝作负极,发生氧化反应,铁作正极,发生还原反应,电极反应式分别为负极:4Al-12e-===4Al3+,正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-,因此B正确,D不正确。]
5.某同学进行下列实验:
实验操作
实验现象
取一块打磨过的生铁片,在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水
放置一段时间后,生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色,中心区域为蓝色,在两色环交界处出现铁锈
下列说法不合理的是( )
A.生铁片发生吸氧腐蚀
B.中心区一定发生:Fe-2e-===Fe2+
C.边缘处:O2+2H2O+4e-===4OH-
D.交界处:4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3+8H+
答案:D
6.为保护地下钢管不受腐蚀,可采取的措施有( )
A.与石墨棒相连
B.与直流电源负极连接
C.与直流电源正极连接
D.与铜板相连
B [本题考查金属腐蚀的防护方法。Fe与石墨棒、Fe与Cu板构成原电池,Fe作负极,腐蚀加快,故A、D不符合题意。在电解池中,与电源正极相连作阳极,发生氧化反应,腐蚀加快;与电源负极相连作阴极,发生还原反应,金属受保护,故B项符合题意,C项不符合题意。]
7.埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是( )
A.该方法将电能转化成化学能
B.在此装置中钢管道作正极
C.该方法称为“外加电流的阴极保护法”
D.镁块上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
B [A.构成的原电池中,该方法是将化学能转化成了电能,A错误;B.根据题图知,该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法,钢管道作正极,B正确,C错误;D.镁块作负极,电极反应:Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2,D错误。]
8.支持海港码头基础的防腐技术,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极,下列有关表述不正确的是( )
A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
C [通入保护电流抑制钢管桩失电子,钢管桩几乎不被腐蚀即表面腐蚀电流接近于零,A正确;通电后,被保护的钢管桩作阴极,高硅铸铁作阳极,电子流向:阳极(高硅铸铁)→电源正极,电源负极→阴极(钢管桩),B正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,所以不作为损耗阳极材料,只起到传递电流作用,C错误;由于电流受温度、溶液酸碱性、氧气浓度等外界因素影响,因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,D正确。]
9.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。
甲 乙
(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:负极:
____________________________________________________;
正极:________________________________________________。
(2)为了降低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( )
A.铜 B.钠
C.锌 D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
解析:(1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失去电子,正极上O2
得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属(但不可与水直接反应)如锌,就可由锌失去电子,锌被溶解,而铁被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)图乙属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
答案:(1)2Fe-4e-===2Fe2+ O2+2H2O+4e-===4OH- (2)C (3)负
10.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。
请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)图中哪些装置不能防止铁棒被腐蚀
____________________________________________________。
(2)实际生产可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,装置示意图如图所示,请回答:
①B电极对应的金属是________(写元素名称),
A电极的电极反应式是____________________________________________________。
②镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因____________________________________________________。
解析:(1)A、铁作负极,发生吸氧腐蚀,故符合;B、锌比铁活泼,铁作正极,锌被腐蚀,故不符合;C、铁能被腐蚀,故符合;D、铁连接电源的负极,作阴极,不被腐蚀,故不符合。
(2)①待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,因此B电极材料是铁,A电极反应式为Cu-2e-===Cu2+;②镀铜铁:铁比铜活泼,铁作负极,被腐蚀;镀锌铁:锌比铁活泼,铁作正极。
答案:(1)A、C (2)①铁 Cu-2e-===Cu2+ ②镀层破损后,镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀,镀锌铁形成的原电池中铁作正极被保护
11.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图示,下列与此原理有关的说法中错误的是( )
A.正极反应为SO+5H2O+8e-===HS-+9OH-
B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
C [原电池的正极发生还原反应,由图示可知发生的电极反应为SO+5H2O+8e-===HS-+9OH-,故A正确;硫酸盐还原菌是蛋白质,在高温下易变性,失去催化活性,则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀,故B正确;管道上刷富锌油漆,形成Zn-Fe原电池,Fe变为正极,可以延缓管道的腐蚀,故D正确。]
12.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
B [海水表面O2浓度大,故铁棒在海水表面处腐蚀的程度最严重,A错误;由M改置于N后,锌作原电池的负极,CuZn合金应充当原电池的正极,明显受到了一定的保护,腐蚀速率减小,B正确;接通开关时,锌作原电池的负极,腐蚀速率变大,但是气体不在锌(负极)上产生,而是在铂(正极)上产生,C错误;ZnMnO2
干电池发生放电反应,导致Zn被腐蚀,主要原因是锌发生氧化反应,体现了锌的还原性,D错误。]
13.用图示的方法可以保护钢闸门。下列说法正确的是( )
A.当a、b间用导线连接时,则X应发生氧化反应
B.当a、b间用导线连接时,则X可以是锌或石墨
C.当a、b与外接电源相连时,a应连接电源的正极
D.当a、b与外接电源相连时,阴极的电极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
A [牺牲阳极的阴极保护法中,被保护的金属作原电池正极,当a、b间用导线连接时,形成原电池,则X作负极发生氧化反应,其活泼性大于铁,故A正确,B错误;外加电流的阴极保护法中,被保护的金属作阴极,应与电源负极相连,所以当a、b与外接电源相连时形成电解池,钢闸门应与电源负极相连作阴极,所以a应连接电源的负极,阴极上的电极反应式为2H++2e-===H2↑,故C、D错误。]
14.如图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。按要求回答下列问题:
(1)打开K2,闭合K1,B为________极,A的电极反应式为_____________。
(2)打开K1,闭合K2,E为________极,此时铁________(填“被”或“未被”)腐蚀。
(3)若往U形管中滴加酚酞,进行(1)、(2)操作时,________极周围能变红(填A、B、E或F)。
解析:(1)打开K2,闭合K1,此时构成原电池,铁是负极,发生吸氧腐蚀,正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-,若滴加酚酞,该极变红;若使铁被保护,可把A电极换为比铁活泼的金属锌。
(2)打开K1,闭合K2,此时构成电解池,E为阴极,电极反应式是2H++2e-===H2↑,消耗氢离子生成OH-,若滴加酚酞,该极变红;阳极是
石墨,故铁被保护,未被腐蚀。
答案:(1)负 O2+2H2O+4e-===4OH- (2)阴 未被 (3)A、E
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