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2020高中化学 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护导学案 新人教版选修4

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解析 金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程,A错;铁中加入镍比纯铁耐腐蚀,B错;C项应用的是牺牲阳极的阴极保护法,正确;镀锌铁破损后,Zn作负极,Fe仍受保护,而镀锡铁破损后,铁作负极,被腐蚀,D错。

4.下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( )

A.若X为碳棒,开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B.若X为锌棒,开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C.若X为锌棒,开关K置于B处时,为牺牲阳极的阴极保护法

D.若X为碳棒,开关K置于B处时,铁电极上发生的反应为2H+2e===H2↑ 答案 D

解析 若X为碳棒,开关K置于A处,Fe作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,A项正确;若X为碳棒,开关K置于B处,Fe作原电池的负极,电极反应为Fe-2e===Fe,D项不正确;若X为锌棒,K置于A处,Fe作电解池的阴极,属外加电流的阴极保护法,K置于B处时,Fe作原电池的正极,属牺牲阳极的阴极保护法,B项和C项均正确。

2+

1.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( ) A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 C.海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀

D.可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀

答案 B

解析 银器在空气中久置会被氧化变黑,为化学腐蚀,A正确;当镀层破损时,Sn、Fe可形成原电池,Fe为负极,不再起到保护作用,B错;Fe与Zn块形成原电池,Zn作负极(阳极),从而保护Fe正极(阴极),C正确;外加电流的阴极保护法应使被保护对象与直流电源的负极相连,故D正确。

2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是( )

A.正极的电极反应方程式为O2+2H2O+4e===4OH B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成 C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈 D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快 答案 D

解析 铁是负极,失电子被氧化成Fe,在正极氧气得电子发生还原反应生成OH,反应式为O2+2H2O+4e===4OH,A项正确;将氧气吹向石墨电极的腐蚀速率比吹向铁电极快,D项错误;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率,C项正确;但若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B项正确。 3.关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是( )

A.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe-2e===Fe B.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH C.地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法

D.用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时,钢铁接电源的正极 答案 D

解析 钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁失去电子作负极,电极反应式为Fe-2e===Fe,钢铁发生吸氧腐蚀时O2+2H2O+4e===4OH,A、B正确;地下钢管连接镁块,镁比铁活泼,作负极,铁作阳极得到保护,C正确;用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时,钢铁连接电源的负极,D错误。

4.根据下图,下列判断中正确的是( )

2+

2+

2+

A.烧杯a中的溶液pH降低 B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2H+2e===H2↑ D.烧杯b中发生的反应为2Cl-2e===Cl2↑ 答案 B

5.根据图示判断,下列说法正确的是( )

+-

A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e===Fe B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e===4OH C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动

D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大 答案 D

解析 装置Ⅰ中,由于Zn比Fe活泼,所以Zn作原电池的负极,电极反应式为Zn-2e===Zn

2

2+

;Fe作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH;由于正极有OH生成,因此溶液的pH

2+

增大。装置Ⅱ中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e===Fe;Cu作正极,电极反应式为2H

+2e===H2↑;由于正极不断消耗H,所以溶液的pH逐渐增大。A、B项错误,D项正确;

-+

盐桥中的阳离子移向原电池的正极,C项错误。 6.回答下列问题:

(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为__________________。

②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是________(填字母)。

③以锌为负极,采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀,图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。

(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注:

(3)下图所示的各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是________。

(4)如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中,下列分析正确的是________(填字母)。

A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H+2e===H2↑ B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高

C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法

D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 mol气体 答案 (1)①吸氧腐蚀 ②B ③C

(2) (3)④>②>①>③ (4)B

解析 (1)①金属在中性或较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀,越靠近液面接触到的O2越多,腐蚀得越严重。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池,锌作负极,铁闸作正极,得到保护。(2)要用石墨通过电化学腐蚀保护铜,只能用电解池原理,碳接电源正极,铜接电源负极。(3)当电解质溶液相同时,同一金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。故本小题中,铁腐蚀由快到慢的顺序为④>②>①>③。(4)A项,K1闭合时,该装置构成了Fe-C-NaCl溶液原电池,铁作负极,发生氧化反应,电极反应式是Fe-2e===Fe;B项,石墨棒作正极,发生的电极反应式是2H2O+O2+4e===4OH,故石墨棒周围溶液pH逐渐升高;C项,K2闭合时,该装置构成了Fe-C-外加电源的电解池,石墨棒作阳极,Fe作阴极而不被腐蚀,该方法称为外加电

2+

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