《高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 化學能轉化為電能——電池 第2課時 金屬的腐蝕與防護作業(yè)1 魯科版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 化學能轉化為電能——電池 第2課時 金屬的腐蝕與防護作業(yè)1 魯科版選修4（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 第2課時 金屬的腐蝕與防護 [基礎達標] 1．中國人民銀行于2012年11月20日發(fā)行了2013版熊貓金銀紀念幣一套。很多銀紀念幣材料為銅芯鍍銀，依據(jù)你所掌握的電鍍原理，你認為這種銀紀念幣制作時，銅芯應做(　　) A．陽極　　　　 B．陰極 C．正極 D．負極 解析：選B。電鍍時，待鍍金屬制品做陰極，鍍層金屬做陽極。在銅芯上鍍銀，故銅芯應做陰極。 2．“瓦良格”號航空母艦，是中國人民解放軍海軍的第一艘可搭載固定翼飛機的航空母艦。已知航空母艦的主體是鋼鐵，減弱甲板的腐蝕是航母制造過程中需要攻克的一個難題。某同學設計如圖實驗，請根據(jù)鐵處于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種不同的環(huán)境

2、中被腐蝕的快慢，判斷在母艦甲板上最好嵌上的固體應為(　　) A．鐵 B．鋅 C．碳 D．銅 解析：選B。母艦甲板嵌上固體鋅后，能起到腐蝕鋅保護鐵的作用。 3．為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是(　　) ①將青銅器放在銀質托盤上 ②將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 ③將青銅器保存在潮濕的空氣中 ④在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 解析：選C。Cu比Ag活潑，放在銀質托盤上更易受腐蝕，①錯；將其保存在干燥的環(huán)境中避免與空氣中的水分和CO2等物質接觸，可避免腐蝕，②正確，③錯誤；覆蓋防滲的高分子膜也可以隔絕潮濕空氣，④

3、正確。 4．下列事實與電化學腐蝕無關的是(　　) A．光亮的自行車鋼圈不易生銹 B．黃銅(Cu、Zn合金)制品不易生成銅銹 C．電工操作中規(guī)定：銅、鋁導線不能連在一起 D．生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹 解析：選A。光亮的自行車鋼圈不易生銹，是因為鋼圈表面鍍上了一層抗腐蝕的材料，不能構成原電池，也就不會發(fā)生電化學腐蝕；黃銅(Cu、Zn合金)在空氣中構成原電池時，Zn做負極，Cu做正極，所以不易生成銅銹；銅、鋁導線連在一起時，在潮濕的環(huán)境中可以構成原電池，Al發(fā)生氧化反應而被腐蝕，易造成斷路引起事故；生鐵中含雜質碳，構成原電池時，鐵做負極而被腐蝕，因此生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生

4、銹。 5．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間。下列對實驗結束時現(xiàn)象的描述不正確的是(　　) A．裝置Ⅰ左側的液面一定會下降 B．左側液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低 C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重 D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 解析：選B。裝置Ⅰ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出H2，使左側液面下降，右側液面上升；裝置Ⅱ中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構成的原電池會加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的H2，使左側液面下降得更多

5、，右側液面上升得更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時間內幾乎沒有被侵蝕。 6．下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是(　　) A．鍍鋁塑料 B．食品罐頭盒(鍍錫) C．白鐵水桶(鍍鋅) D．鍍銀銅質獎章 解析：選B。關鍵是看，鍍層損壞后，暴露出的金屬與鍍層能否形成原電池，形成原電池金屬是否做負極。A項塑料不會被腐蝕；B項Fe為原電池負極，錫為原電池的正極，加速Fe的腐蝕；C項Zn為電池的負極，鐵為原電池的正極，鐵被保護起來；D項Cu為原電池的負極，Ag為原電池的正極，加速了銅的腐蝕。但由于

6、Fe比Cu更易失去電子，所以腐蝕最快的是B中的鐵。 7．將炭粉和鐵粉均勻混合，撒入內壁分別用氯化鈉溶液和稀醋酸溶液潤濕過的幾支試管中，并按下圖裝置好儀器，觀察下圖，示意正確的是(　　) 解析：選B。用氯化鈉溶液潤濕過的具支試管中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，負極反應：2Fe－4e－===2Fe2＋，總反應式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，具支試管內氣體壓強減小，導管中液柱上升；用稀醋酸溶液潤濕過的具支試管中發(fā)生析氫腐蝕，正極反應：2H＋＋2e－===H2↑，負極反應：Fe－2e－===Fe2＋，總反應式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

7、，密封的具支試管內氣體壓強增大，導管中液柱下降。 8．下圖中a為生鐵，A燒杯中放入苯，B燒杯中為1 molL－1的稀硫酸，C燒杯中為海水。 (1)B中Pt極的電極反應式為 ________________________________________________________________________。 (2)C中Cu極的電極反應式為 ________________________________________________________________________， Cu極附近溶液中的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)

8、比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是____________。 (4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為____________。 解析：(1)B中Pt極的電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。(2)C中Cu極是正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Cu極附近溶液的pH增大。(3)由于Fe與Pt的活動性差距比Fe與Cu大，故B中反應速率快，而A中物質是苯，鐵不易被腐蝕，故腐蝕速率由快到慢的順序是B>C>A。(4)要使B中的鐵難被腐蝕，可將B中的稀硫酸改為非電解質溶液，如酒精、苯、四氯化碳等。 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑

9、(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－　增大 (3)B>C>A (4)酒精(或苯、四氯化碳等) [能力提升] 9．下列關于金屬腐蝕的說法正確的是(　　) A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實質是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬化學腐蝕的實質是M－ne－===Mn＋，電子直接轉移給氧化劑 C．金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行 D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學腐蝕主要是析氫腐蝕 解析：選B。金屬在潮濕的中性環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕；其腐蝕的本質都是金屬失電子，即M－ne－===Mn＋，電子直接轉移給氧化劑，所以A、D項不正確，B項正確。金屬的化學腐蝕是金屬直接接觸

10、到化學物質，如酸、Cl2等發(fā)生的腐蝕，所以C項不正確。 10．如圖是一種新型的質子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC)。電池總反應為CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O。下列說法不正確的是(　　) A．a極為電池的負極 B．電池工作時電流由b極沿導線經燈泡再到a極 C．電池正極的電極反應為4H＋＋O2＋4e－===2H2O D．電極工作時，1 mol二甲醚被氧化時就有6 mol電子轉移 解析：選D。由CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O知負極反應為CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，正極反應為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故1 mo

11、l CH3OCH3氧化為CO2時有12 mol e－轉移，故D不對。 11．金屬防護有多種方法。 (1)在金屬上噴油漆可以防腐的原因是________________________，將鋼鐵制品進行表面鈍化處理可以防腐的原因是處理中表面形成的________是一種致密性的保護膜。 (2)鍍銅可防止鐵制品被腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨做陽極的原因是________________________________________________________________________ ________________，在此過程中，兩個電極上質量的變化值：陰極________陽極(填“

12、>”、“<”或“＝”)。 (3)電化學原理可用于金屬防護中：如圖所示的裝置可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處；若X為鋅，開關K置于M處，則該電化學防護法稱為________________________________。 解析：(2)若用石墨做陽極，則無法向溶液中補充Cu2＋；工作時因陽極溶解的銅會在陰極上全部析出，故兩個電極的質量變化相同。(3)當X是碳棒時，鐵與其只有構成電解池且鐵做陰極時才能受到保護，此時K應與N相連；當X是鋅時，此時K與M相連，鋅與鐵可構成原電池，且因鋅比鐵活潑而做負極，保護了鐵。 答案：(1)將金屬與空氣、水

13、等物質隔離開　Fe3O4 (2)銅能向電鍍液中補充Cu2＋，使電鍍液中Cu2＋的濃度保持恒定?。? (3)N　犧牲陽極的陰極保護法 12．如圖杠桿AB兩端分別掛著體積相同質量相同的空心鐵球和空心銅球。調節(jié)杠桿使其保持平衡，一段時間后小心加入濃CuSO4溶液，回答下列有關問題(不考慮鐵絲反應和兩球的浮力變化)。 (1)若杠桿為絕緣體，則A端________(填“高”或“低”)，發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)若杠桿為導體，則A端_______

14、_(同上)，在此過程中鐵絲、杠桿、小球、CuSO4溶液構成了原電池，電極反應分別是 正極： ________________________________________________________________________， 負極： ________________________________________________________________________。 (3)若杠桿為導體且把CuSO4溶液改為NaCl溶液，則________球發(fā)生________腐蝕，電極反應分別是 正極： _________________________________

15、_______________________________________， 負極： ________________________________________________________________________。 解析：(1)加入CuSO4溶液，發(fā)生置換反應：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，n(Fe)＝n(Cu)，則m(Fe)＜m(Cu)，銅附著在鐵球上，鐵球質量增大。 (2)構成原電池，鐵球做負極，失電子，銅球做正極，溶液中Cu2＋在銅球上析出。 (3)改為NaCl溶液時，仍為原電池結構，鐵為負極，銅為正極，發(fā)生吸氧腐蝕。 答案：(1)低　Fe＋C

16、u2＋===Fe2＋＋Cu (2)高　Cu2＋＋2e－===Cu　Fe－2e－===Fe2＋ (3)鐵　吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋ 13．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量的四分之一。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應式為 ________________________________________________________________________ __________________________________________________________

17、______________。 (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用__________。 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腐蝕的速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的__________極。 解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。 (2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬，如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護，屬于犧牲陽極的陰極保護法。 (3)屬于外加電流陰極保護法，需把被保護的鐵閘門連接在電源的負極上。 答案：(1)負極：2Fe－

18、4e－===2Fe2＋； 正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C　(3)負 14．如圖所示3套實驗裝置，分別回答下列問題： (1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗。一段時間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁鹊稳隟SCN溶液呈無色，再滴入氯水即可觀察到鐵釘附近的溶液變紅色，表明鐵被________；向插入碳棒的玻璃筒內滴入酚酞試液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應為________________________________。 (2)裝置2中的石墨是________極(填“正”或“負”)，該裝置發(fā)生的總反應的離子方程式為________________________

19、________________________________________________。 (3)裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 molL－1的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 molL－1的CuSO4溶液。反應一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞試液，觀察到石墨電極附近首先變紅。 ①電源的M端為________極，甲燒杯中鐵電極的電極反應為________________。 ②乙燒杯中電解反應的離子方程式為____________________________________。 ③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重0.64 g，則

20、甲燒杯中產生的氣體在標準狀況下為________mL。 解析：(1)先滴入KSCN無色，又滴入氯水后顯紅色，說明有Fe2＋生成，則鐵被氧化。 (2)裝置2為具有鹽橋的原電池，銅為負極，石墨為正極，電解質溶液為氯化鐵溶液。 (3)裝置3甲乙均為電解池，甲中電解氯化鈉溶液，滴入酚酞試液，石墨電極附近變紅色，石墨為陰極，則M為電源的正極，甲中鐵為陽極，活性電極做陽極，陽極自身失電子發(fā)生氧化反應；乙中為電解硫酸銅溶液。乙中：Cu2＋＋2e－===Cu，當增重0.64 g時，轉移電子0.02 mol，甲中：2H＋＋2e－===H2↑。當轉移0.02 mol電子時，生成氣體0.01 mol，即224

21、 mL。 答案：(1)氧化　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)正　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (3)①正　Fe－2e－===Fe2＋ ②2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋　③224 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375