2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.4 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課后強(qiáng)化作業(yè) 新人教版一、選擇題1下列敘述中不正確的是()A金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍B鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕C用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕D原電池外電路電子由負(fù)極流入正極解析：A項(xiàng)，不純的金屬在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，鋼鐵在干燥的空氣中，不易腐蝕，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，鋁和鐵形成原電池，鋁作負(fù)極易被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極。答案：C2下列反應(yīng)一定屬于氧化反應(yīng)的是()A金屬的腐蝕B原電池的正極反應(yīng)C放熱反應(yīng) D電鍍池鍍件一極的反應(yīng)解析：金屬腐蝕的本質(zhì)就是被氧化的過(guò)程，A正確；B、D發(fā)生的均為還原反應(yīng)；C項(xiàng)放熱反應(yīng)與是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)無(wú)直接關(guān)系。答案：A3下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是()A生鐵比純鐵易生銹B純銀飾品久置表面變暗C黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠D與銅管連接的鐵管易生銹解析：B項(xiàng)，純銀不符合構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。答案：B4相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()解析：A、B、D均可構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕，C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構(gòu)不成原電池，不易被腐蝕。答案：C5(xx陜西省長(zhǎng)安一中高三質(zhì)檢(二)某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫(xiě)紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無(wú)色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫(xiě)字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是()A鉛筆端作陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生Da極是負(fù)極，b極是正極解析：出現(xiàn)紅色字跡，說(shuō)明筆尖生成氫氧根離子，所以鉛筆端是陰極，鉑片端是陽(yáng)極，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛筆端產(chǎn)生氫氣，不是氯氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；a極是負(fù)極，D項(xiàng)正確。答案：D(xx濰坊模擬)下面兩套實(shí)驗(yàn)裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，完成67題。6下列敘述正確的是()A裝置在反應(yīng)過(guò)程中自始至終只生成紅棕色氣體B裝置開(kāi)始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C裝置在反應(yīng)過(guò)程中能產(chǎn)生氫氣D裝置在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽(yáng)離子只有Cu2解析：裝置形成原電池，銅作負(fù)極、鐵作正極，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是銅與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，開(kāi)始生成二氧化氮，硝酸變稀后生成一氧化氮；濃硝酸變稀后，鐵和銅兩個(gè)電極轉(zhuǎn)換，溶液中會(huì)有亞鐵離子生成；裝置開(kāi)始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕，鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹，氧氣消耗后壓強(qiáng)變小液面左移，接觸后發(fā)生析氫腐蝕，有氫氣放出。答案：C 7.下列與反應(yīng)原理相關(guān)的敘述不正確的是()A裝置中不可能發(fā)生如下反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2B裝置在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中存在Fe2C裝置的溶液若換為稀硝酸，則腐蝕過(guò)程與原裝置不同D裝置中的鐵絲能發(fā)生電化學(xué)腐蝕解析：濃硝酸變稀，稀硝酸與鈍化生成的氧化物反應(yīng)有鐵離子生成，鐵單質(zhì)與鐵離子發(fā)生反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2，溶液中最終只含有Fe2；稀硝酸存在時(shí)，鐵作負(fù)極，銅作正極，鐵被腐蝕過(guò)程發(fā)生變化；裝置開(kāi)始階段發(fā)生的是化學(xué)腐蝕不是電化學(xué)腐蝕，鐵、氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹，氧氣消耗后壓強(qiáng)變小液面左移，接觸后發(fā)生析氫腐蝕。答案：A8如圖所示裝置中都盛有0.1 mol/L的NaCl溶液，放置一定時(shí)間后，裝置中的四塊相同鋅片，腐蝕速率由快到慢的正確順序是()A BC D解析：為原電池，活潑金屬Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，腐蝕速率比快，為電解池，中的Zn作陽(yáng)極，失電子，被腐蝕。中Zn作陰極，被保護(hù)，比中的Zn腐蝕更慢，故由快到慢的順序是。答案：D9(xx西安中學(xué)高三第三次月考)關(guān)于下列各裝置圖的敘述中，不正確的是()A用甲裝置精煉銅，則a極為粗銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液B乙裝置的總反應(yīng)是Cu2Fe3=Cu22Fe2C丙裝置中鋼閘門(mén)應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連D丁裝置中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕解析：本題綜合考查電化學(xué)知識(shí)。難度中等。在原電池中，較活潑的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑的金屬作正極，不參與反應(yīng)，B錯(cuò)誤。答案：B10(2011東北高三聯(lián)考)按如圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作，其中不正確的是()A鐵腐蝕的速度由大到小的順序是：只接通K1>只閉合K3>都斷開(kāi)>只閉合K2B只接通K1，一段時(shí)間后，U形管中出現(xiàn)白色沉淀C只接通K2，U形管左、右兩端液面均下降D先只接通K1，一段時(shí)間后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降解析：只閉合K1，鐵作陽(yáng)極，電解氯化鈉溶液，鐵失電子生成Fe2，H2O在陰極得電子生成H2和OH，F(xiàn)e2和OH擴(kuò)散到U形管底部相遇生成白色氫氧化亞鐵沉淀，B項(xiàng)正確。只接通K2，鐵作陰極，不能失電子，陰極生成氫氣，石墨電極上生成氯氣，C項(xiàng)正確。綜上分析只接通K1鐵腐蝕速率最快；只閉合K3，形成原電池，鐵腐蝕的速率次之；都斷開(kāi)時(shí)鐵自然腐蝕；而只接通K2時(shí)鐵作陰極被保護(hù)，腐蝕速率最慢，故A項(xiàng)正確。答案：D11用下列裝置能達(dá)到預(yù)期目的的是()A甲圖裝置可用于電解精煉鋁B乙圖裝置可得到持續(xù)、穩(wěn)定的電流C丙圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門(mén)的目的D丁圖裝置可達(dá)到保護(hù)鋼閘門(mén)的目的解析：AlCl3溶液中存在Al3、H，通電時(shí)后者先得電子，故陰極得到的不是鋁，而是氫氣，A不能達(dá)到目的；B中的這種原電池中，電流會(huì)迅速衰減，乙裝置不能達(dá)到目的；丙裝置是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，其中陽(yáng)極材料要為活潑的金屬，故不能達(dá)到預(yù)期目的。答案：D12圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是()A濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色BCu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大CZ中溶液的pH先減小，后增大DZ溶液中SO向Cu電極定向移動(dòng)解析：本題的關(guān)鍵是判斷電源的正、負(fù)極，從而判斷電解池的陰、陽(yáng)極。由題知紫紅色斑即MnO向d端擴(kuò)散，說(shuō)明d端為陽(yáng)極，即b為正極，a為負(fù)極。c為陰極，NaCl溶液中H在此放電，生成OH，c點(diǎn)附近會(huì)變紅色。Z中為硫酸銅溶液，Pt為陽(yáng)極，溶液中的OH放電：2H2O4e=O24H，Cu為陰極，溶液中的Cu2得電子，生成銅，總反應(yīng)為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt電極生成H，則SO向Pt電極移動(dòng)，B、D不正確。隨著電解的進(jìn)行，Z溶液變?yōu)榱蛩崛芤海匐娊饩拖喈?dāng)于電解水，硫酸的濃度增大，C不正確。答案：A13(xx黃岡中學(xué)模擬)用a、b兩個(gè)質(zhì)量相等的Pt電極電解AlCl3和CuSO4的混合溶液n(AlCl3)n(CuSO4)19，t1時(shí)刻a電極得到混合氣體，其中Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224 mL(忽略氣體的溶解)，t2時(shí)刻Cu全部在電極上析出。下列判斷正確的是()Aa電極與電源的負(fù)極相連Bt2時(shí)，兩電極的質(zhì)量相差3.84 gC電解過(guò)程中，溶液的pH不斷增大Dt2時(shí)，b的電極反應(yīng)是4OH4e=2H2OO2解析：設(shè)n(AlCl3)a mol，n(Cl)3a mol，n(CuSO4)9a mol。A.在陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣和氧氣，a電極與電源的正極相連，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，2Cl2e=Cl2，根據(jù)放電順序：ClOH，先產(chǎn)生氯氣，后產(chǎn)生氧氣，由于陽(yáng)極收集到混合氣體，暗示：氯離子完全反應(yīng)，由此計(jì)算銅的析出量：n(Cl2)0.01 mol,3a0.02 mol，n(Cu2)0.06 mol，因?yàn)殂~全部析出，故m(Cu)0.06 mol64 g/mol3.84 g，B項(xiàng)正確；C.電解過(guò)程中，4OH4e=2H2OO2，溶液的陽(yáng)極的pH不斷減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，OH在陽(yáng)極(a極)發(fā)生氧化反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B14(xx南京模擬)電化學(xué)原理廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，如有一種電化學(xué)凈水法的原理是：在電解過(guò)程中將低價(jià)金屬離子(如Co2)氧化成高價(jià)態(tài)的離子(Co3)，然后以此高價(jià)態(tài)的金屬離子作氧化劑把廢水中的有機(jī)物氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置模擬上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A電極a可以是石墨，電極b可以是銅B電解后陰極附近H的濃度不變CCo3氧化甲醇的離子方程式為：6Co3CH3OHH2O=CO26Co26HD當(dāng)1 mol甲醇被完全氧化時(shí)，陽(yáng)極應(yīng)該失去4 mol電子解析：選項(xiàng)A，Cu與電源正極相連時(shí)，Cu失去電子而溶解，所以b極不能用Cu，應(yīng)用石墨等惰性電極。選項(xiàng)B，根據(jù)題給信息，陽(yáng)極是溶液中的Co2失去電子生成Co3：2Co22e=2Co3，陰極是溶液中的H得到電子變?yōu)镠2：2H2e=H2，所以陰極附近H的濃度變小。選項(xiàng)C，CH3OH被氧化為CO2，溶液中的Co3被還原為Co2，再根據(jù)得失電子守恒可知該離子方程式正確。選項(xiàng)D，陽(yáng)極失去電子的物質(zhì)的量等于Co3獲得電子的物質(zhì)的量，1 mol CH3OH被氧化，轉(zhuǎn)移6 mol。答案：C二、非選擇題15鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R可以采用_。(填序號(hào))A銅 B鈉C鋅 D石墨(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的_極。(4)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(5)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖：A電極對(duì)應(yīng)的金屬_(寫(xiě)元素名稱)，B電極的電極反應(yīng)是_。若電鍍前A、B兩金屬片質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_(kāi)mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因_。解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門(mén)上連接一塊比鐵活潑的金屬如Zn，就可由Zn失去電子，Zn被溶解，而Fe被保護(hù)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門(mén)連接在電源的負(fù)極上。(4)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應(yīng)后生成了三價(jià)鐵離子，而后鐵與三價(jià)鐵離子會(huì)化合生成亞鐵離子。(5)為在鐵表面鍍銅需將鐵作陰極、銅作陽(yáng)極，當(dāng)析出1 mol銅時(shí)，兩電極的質(zhì)量差為6464128(g)，轉(zhuǎn)移2 mol電子，當(dāng)質(zhì)量差為5.12g，電路中通過(guò)的電子為0.08 mol。答案：(1)負(fù)極：2Fe4e=2Fe2正極：O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)(4)2FeCl3Fe=3FeCl2(5)銅Cu22e=Cu0.08鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他答案合理也可)16(xx天津八校高三化學(xué)模擬)認(rèn)真觀察下列裝置，回答下列問(wèn)題：(1)裝置B中PbO2上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_(kāi)。連接裝置B、C的U形管中裝填含有瓊脂的KCl飽和溶液，其作用是_ _。(2)裝置A中總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi) _。(3)若裝置E的目的是在Cu材料上鍍銀，則X為_(kāi)，極板N的材料為_(kāi)。若裝置E的目的是驗(yàn)證金屬的電化學(xué)防腐，則極板N的材料為_(kāi)。解析：本題的關(guān)鍵是判斷原電池，由鹽橋可知B、C構(gòu)成原電池。Pb作負(fù)極：Pb2eSO=PbSO4；PbO2作正極：PbO22eSO4H=PbSO42H2O。A池中與PbO2相連的Cu為電解池的陽(yáng)極：Cu2e=Cu2，Pt電極為陰極：2H2e=H2，總反應(yīng)為：Cu2HCu2H2。裝置E中為電鍍。鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，M為陰極，為銅，N為陽(yáng)極，為銀，溶液為AgNO3溶液。答案：(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O使裝置B、C中的溶液連成通路(2)Cu2HCu2H2(3)AgNO3Ag惰性電極(或石墨等不溶性惰性材料)17(xx順義一中模擬)下面是某?；瘜W(xué)興趣小組為探究原電池工作原理進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果后回答相應(yīng)問(wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)一中銅片、鋅片表面均有紅色物質(zhì)析出，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但較短時(shí)間內(nèi)電流表示數(shù)明顯減小。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得鋅片的質(zhì)量減少了3.94 g，銅片增重了3.84 g，則原電池的工作效率是_(指參加原電池反應(yīng)的鋅占反應(yīng)總量的百分率)。(2)實(shí)驗(yàn)二中剛將銅、鋅片插入溶液中時(shí)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但立即就歸零了。為什么鋅的電子不能持續(xù)通過(guò)導(dǎo)線流向銅極給Cu2？_。(3)實(shí)驗(yàn)三中鹽橋中的K流向_溶液(填“CuSO4”或“ZnSO4”)，如果鋅的消耗速率為1103 mol/s，則K的遷移速率為_(kāi)mol/s，與實(shí)驗(yàn)一比較，實(shí)驗(yàn)三原電池的工作效率大大提高，原因是_ _。(4)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)一、二、三可得出的結(jié)論是_ _(寫(xiě)出兩點(diǎn)即可)。(5)實(shí)驗(yàn)四中，調(diào)節(jié)低壓電源的電壓到6伏，并把正負(fù)極分別與上裝置圖中的兩個(gè)碳電極相連接，接通電源，圖示中的“”連接到電源的正極上，“”連接到電源的負(fù)極上，電解氫氧化鉀溶液制取氫氣、氧氣，且制得的氫氣與氧氣的體積比為2:1，去掉電源，該裝置就成為一只氫氧燃料電池，用帶有小燈泡的導(dǎo)線連接a、b，燈泡即可發(fā)亮。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A用此裝置電解KOH溶液制備H2和O2時(shí)，KOH的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，一段時(shí)間后其濃度增大B此裝置為氫氧燃料電池時(shí)c極發(fā)生氧化反應(yīng)，d極發(fā)生還原反應(yīng)C此裝置為氫氧燃料電池時(shí)，電解質(zhì)溶液中的OH向著d極移動(dòng)D如將此裝置中的KOH換為稀H2SO4，當(dāng)為氫氧燃料電池時(shí)，c極的電極反應(yīng)為：O22H2O4e=4OH解析：(1)Cu片質(zhì)量增加是由于溶液中的Cu2在Cu極上獲得電子變?yōu)镃u，Zn失電子的物質(zhì)的量等于Cu2獲得電子的物質(zhì)的量，即參與形成原電池的n(Zn)n(Cu)3.84 g64 g/mol0.06 mol，其質(zhì)量0.06 mol65 g/mol3.9 g。實(shí)驗(yàn)測(cè)得鋅片的質(zhì)量減少了3.94 g，說(shuō)明Zn直接與Cu2發(fā)生置換反應(yīng)，在Zn片上析出Cu，由反應(yīng)ZnCu2=CuZn2，結(jié)合差量法可得到Zn的質(zhì)量(3.94 g3.9 g)/(65 g64 g)65 g2.6 g，所以原電池的工作效率為3.9 g/6.5 g100%60%。(2)將銅片、鋅片插入溶液中的瞬間，Zn、Cu之間存在著電勢(shì)差，能產(chǎn)生短暫的電流，但整個(gè)裝置沒(méi)有形成閉合回路，Zn、Cu之間的電勢(shì)很快相等，鋅的電子就不能持續(xù)通過(guò)導(dǎo)線流向銅極給Cu2。(3)實(shí)驗(yàn)三中，Zn為原電池的負(fù)極，其電子沿著導(dǎo)線流向Cu，Cu極上聚集著大量的負(fù)電荷，所以帶正電荷的K向CuSO4溶液遷移。根據(jù)電子守恒可知，K的遷移速率為Zn的消耗速率的兩倍，即為2103 mol/s。對(duì)比實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的裝置特點(diǎn)可知，Zn片沒(méi)有直接插入CuSO4溶液中，Zn不能直接與Cu2發(fā)生置換反應(yīng)而大大提高了原電池的工作效率。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)一、二、三的現(xiàn)象和原電池的形成條件、應(yīng)用即可分析得出結(jié)論。(5)選項(xiàng)A，電解時(shí)，溶液中自由移動(dòng)的離子濃度大，溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)，KOH作為一種強(qiáng)電解質(zhì)，電離出的K、OH能增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，從而加快產(chǎn)生氫氣和氧氣的速率，由于H2O被電解，溶液中的溶劑量減少，故KOH溶液的濃度增大。選項(xiàng)B，電解時(shí)，c極產(chǎn)生的是O2，d極產(chǎn)生的是H2，故此裝置作為燃料電池時(shí)，O2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，H2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：2H24OH4e=4H2O。選項(xiàng)C，根據(jù)d的電極反應(yīng)式可知，d極在消耗OH，故OH向著該極移動(dòng)。選項(xiàng)D電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)，溶液為酸性環(huán)境，故c極的電極反應(yīng)為：O24e4H=2H2O。答案：(1)60%(2)未形成閉合回路(3)CuSO42103氧化劑和還原劑互不接觸，電子只能通過(guò)導(dǎo)線發(fā)生轉(zhuǎn)移(4)Zn的活潑性比Cu強(qiáng)、原電池的兩極組成閉合回路才能產(chǎn)生電流或正負(fù)極在同一電解質(zhì)溶液中時(shí)工作效率低(其他答案合理也可)(5)BD