2016-2017学年高二化学选修化学反应原理练习：第1章 化学反应与能量转化1.3.2

课时训练6金属的腐蚀与防护
基础夯实
1.江西海昏侯是目前我国发现的面积最大、保存最好、内涵最丰富的汉代列侯等级墓葬,里面发现有大量青铜制品,为了避免青铜器生成铜绿,以下方法正确的是()
①将青铜器放在银质托盘上②将青铜器保存在干燥的环境中③将青铜器保存在潮湿的空气中
④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
解析：Cu比Ag活泼,放在银质托盘上更易受腐蚀,①错;将其保存在干燥的环境中避免与空气中的水分和CO2等物质接触,可避免腐蚀,②正确,③错误;覆盖防渗的高分子膜也可以隔绝潮湿空气,④正确。

答案：C
2.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+n H2O 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
解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气和水或其他腐蚀性的物质相接触,腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

A中金属腐蚀的本质为M-n e-M n+;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。

答案：C
3.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NaCl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
解析：依据原电池原理分析可知:a中铁钉作负极,发生氧化反应,铜丝作正极,发生
O2+2H2O+4e-4OH-的还原反应,可知A、C错误;b中铁钉作正极,发生O2+2H2O+4e-4OH-的还原反应,而铝条发生氧化反应,不会冒气泡,B正确、D错误。

答案：B
4.化学与工农业生产、人们日常生活密不可分。

以下现象或应用中,与电化学腐蚀无关的是()
A.图中的金属材料R可以用金属锌
B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生铁锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈
D.金属铝制品较耐腐蚀
解析：锌、铁与水构成原电池,锌的活动性强于铁的,故锌作负极保护铁闸门,与电化学有关。

生铁中含有杂质碳等,可与铁构成原电池,碳为正极,铁作负极,易生锈,与电化学有关。

铁和铜也构成原电池,铁的活动性强于铜的,铁作负极,易生锈,与电化学腐蚀有关。

金属铝活动性强,在其表面生成一层致密的氧化膜,不容易被腐蚀,与电化学腐蚀无关。

答案：D
5.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。

下列有关描述错误的是()
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-Fe2+
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
解析：本题考查钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

Fe与碳及电解质溶液形成原电池,Fe是负
极:Fe-2e-Fe2+,碳是正极。

a中发生吸氧腐蚀,a中压强减小,b中发生析氢腐蚀,b中压强增大,红墨水柱液面是左高右低,故选B。

答案：B
6.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。

下列对实验结束时现象的描述不正确的是() (导学号52160119)
A.装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析：装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中,被腐蚀而释放出H2,使左侧液面下降,右侧液面上升;
装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中,不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝,由于Fe比Cu活泼,在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的腐蚀而放出更多的H2,使左侧液面下降得更多,右侧液面上升得更多;装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝,但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性,使铁钉处于一种较为干燥的空气中,因而在短时间内几乎没有被腐蚀。

答案：B
7.结合下图判断,下列叙述正确的是() (导学号52160120)
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有蓝色沉淀
解析：锌比铁活泼,装置Ⅰ中锌作负极,负极反应为Zn-2e-Zn2+。

铁作正极,但溶液显中性,所以发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。

铁比铜活泼,装置Ⅱ中铁作负极,负极
反应为Fe-2e-Fe2+。

铜作正极,但溶液显酸性,所以正极发生的是溶液中的氢离子得电子,正极反应为2H++2e-H2↑;因为装置Ⅰ中没有Fe2+生成,所以往其中加入少量K3Fe(CN)6溶液时,没有蓝色沉淀产生。

答案：A
8.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是()
A.液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH―形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+
解析：液滴边缘O2多,在碳粒上发生正极反应O2+2H2O+4e-4OH-。

液滴下的Fe发生负
极反应,Fe-2e-Fe2+,腐蚀区(a)作负极,Cl-由b区向a区迁移,A错误、B正确;液滴下的Fe 因发生氧化反应而被腐蚀,C错误;Cu更稳定,作正极,电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,D错误。

答案：B
能力提升
9.用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属,反应的化学方程式可表示为;若用铝制饭盒放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀叫,反应原理是(写电极反应式和离子方程式)。

解析：铝制饭盒盛放醋酸,铝与醋酸直接反应使铝氧化而损耗,属化学腐蚀;铝制饭盒盛食盐(含水)时,则能形成原电池,因而发生的是电化学腐蚀。

答案：化学腐蚀2Al+6CH3COOH2(CH3COO)3Al+3H2↑电化学腐蚀负极:4Al-12e-4Al3+,正极:6H2O+3O2+12e-12OH-,Al3++3OH-Al(OH)3↓
10.镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。

(导学号52160121)
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式是,这种腐蚀属于(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。

(2)火车铁轨修补、焊接可以用“铝热反应”,即铝与铁的氧化物(用通式Fe x O y表示)在高温下反应生成熔融的铁焊接钢轨。

该反应的化学方程式为。

(3)在潮湿的空气中,帆船的钢铁表面有一层水膜,很容易发生腐蚀,其负极反应式为;正极反应式为。

(4)青岛奥林匹克帆船中心通常用铝合金(AlZnCd)来保护海底钢铁设施,其原理如图所示,其中负极的电极反应为;
在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用的原因是。

(5)如果船体钢铁保护层受损,选用铜、锌、锡中哪种金属修补?,理由是。

解析：(1)镁与稀硫酸反应的化学方程式为Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,这种腐蚀属于化学腐蚀。

(2)铝与铁的氧化物在高温下发生置换反应生成铁和氧化铝。

(3)在中性或弱酸性环境下,钢铁发生吸氧腐蚀,即铁为负极,发生氧化反应生成Fe2+,氧气得到电子在水中生成OH-。

(4)在海水中的钢铁设施与铝合金构成原电池,铝比铁活泼,铝为负极,铁为正极,损失铝而铁得到保护。

纯铝表面易形成致密氧化物薄膜,阻止铝继续失去电子,使铝具有抗腐蚀性能,而铝合金破坏铝的结构,不易形成保护膜。

(5)根据原电池原理,应选择比钢铁活泼的金属修补,以保护船体中的钢铁,否则会加快钢铁腐蚀。

答案：(1)Mg+2H+Mg2++H2↑化学腐蚀
(2)2y Al+3Fe x O y3x Fe+y Al2O3
(3)2Fe-4e-2Fe2+2H2O+O2+4e-4OH-
(4)Al-3e-Al3+纯铝能被空气中的氧气氧化生成致密氧化物保护膜
(5)锌锌比铁活泼,在海水中构成原电池,锌失去电子被腐蚀,保护了钢铁。