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双基限时练(十八) 金属的电化学腐蚀与防护
1．以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)简洁生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖牌久置后表面变暗
答案 D
解析 A选项中黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜；B选项生铁中含较多的碳，比软铁芯(几乎是纯铁)在电解质作用下更简洁形成原电池，也更简洁生锈；C选项若铁质器件附有铜质配件，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，被腐蚀生成铁锈；D选项中银质奖牌久置后可能与氧气生成氧化银而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。
2．下列过程需要通电后才能进行的是( )
①电离 ②电解 ③电镀 ④电化学腐蚀
A．① B．②
C．②③ D．全部
答案 C
解析 在水溶液中或熔融状态下，电解质就会发生电离；只要满足不同的电极材料，在电解质溶液中形成闭合回路，就会发生电化学反应，发生电化学腐蚀；只有电解，电镀需要通电才能进行。
3．常温下镀锌铁片表面破损发生析氢腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，下列说法肯定正确的是( )
A．有5.6 g金属被腐蚀
B．有0.2 g气体放出
C．有6.5 g金属被腐蚀
D．有2.24 L气体放出
答案 B
解析 镀锌铁片表面破损时形成原电池，发生析氢腐蚀时两极的反应分别为：
负极：Zn － 2e－ === Zn2＋
65 g 2mol
6.5 g 0.2mol
正极：2H＋ ＋ 2e－ === H2↑
2mol 2 g
0.2mol 0.2 g
当锌的量不足时，被腐蚀的金属质量小于6.5 g。在标准状况下气体的体积才是2.24 L。
4．最近，科学家冶炼出了纯度高达99.9999%的铁，依据你的推想，在下列性质中它不行能具有的是( )
A．硬度比生铁低
B．在潮湿的空气中放置不易生锈
C．在冷的浓硫酸中可以钝化
D．与4mol·L－1盐酸反应的速度比生铁快
答案 D
解析 纯铁纯度高，硬度小；不易形成原电池，可被浓H2SO4钝化，故选D项。
5．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )
答案 C
解析 A、B、D三项中都形成了原电池，Fe被腐蚀，只有C项Fe被铜镀层爱护，不易被腐蚀。
6．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中，如图所示。最先观看到酚酞变红现象的区域是( )
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅰ和Ⅳ
C．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ
答案 B
解析 图中左边装置为原电池，Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe为正极，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，Fe极四周OH－聚积，所以Ⅰ区域先变红；右边装置为电解池，Fe为阳极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，Zn为阴极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋在阴极不断被还原，促使水不断电离，阴极四周有OH－聚积，所以Ⅳ区域首先变红。
7．世博会上澳大利亚馆的外墙接受的是特殊的耐风化钢覆层材料，外墙的颜色每天都在发生着变化，它会 随空气中太阳、风雨、湿度的影响，渐渐从橙色转变成代表澳大利亚大漠的赭红色，这种转变运用了钢材锈蚀原理。下列有关钢材生锈的说法正确的是( )
A．红色铁锈的主要成分是Fe(OH)3
B．钢材在空气中的反应只有氧化、还原及化合反应
C．钢材在空气中的腐蚀主要为电化学腐蚀，其负极的反应为：Fe－3e－===Fe3＋
D．空气中太阳、风雨、湿度对钢材的腐蚀有较大影响
答案 D
解析 铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，A项错；钢材在空气中还会发生电化学腐蚀，B项错；钢材在发生电化腐蚀时负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C项错。
8．为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属将三根大小相同的一般铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对试验结果的描述不正确的是( )
A．试验结束时，①左侧的液面肯定会下降
B．试验结束时，①肯定比②左侧的液面低
C．试验结束时，铁钉b腐蚀最严峻
D．试验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀
答案 B
解析 这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题。①中铁钉a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；②中铁钉b同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成铜丝，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，使左侧液面下降更多，右侧液面上升更多；③中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓H2SO4有猛烈的吸水性而无挥发性，使铁钉c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。
9．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峻
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
答案 B
解析 A项，因溶液具有均一性，烧杯底端的溶液浓度与上端相同，故腐蚀速率相同，A项错误；B项，开关由M改置于N时，Zn作原电池的负极，CuZn合金作原电池的正极，被爱护，腐蚀速率减小，B项正确；C项，接通开关时，形成原电池，Zn作负极，腐蚀速率增大，但气体应在Pt电极上产生，C项错误；D项，ZnMnO2干电池发生自放电反应，主要缘由是电极材料不纯，Zn与杂质在电解质溶液中形成微小的原电池而放电，D项错误。
10.
如图所示，①、②两试管中各放一枚铁钉，①试管中为NH4Cl溶液，②试管为NaCl溶液。数天后导管中观看到的现象是________________，①中正极反应为______________。②中正极反应为_____________。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为：①________；②________。(填“变大”或“变小”或“不变”)
答案 导管中液面左面低右面高 2H＋＋2e－===H2↑
2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 变小 变小
解析 ①中NH4Cl溶液水解呈酸性，铁钉发生析氢腐蚀，放出H2导致甲试管内压强增大；②中NaCl溶液不水解呈中性，铁钉发生吸氧腐蚀，O2被消耗，导致②试管内压强减小，所以结合物理学问看到导管中液面左面低右面高的现象。由于①试管中放出H2其相对分子质量为2，比空气的平均相对分子质量29小，故①中相对分子质量变小；②试管中O2的相对分子质量为32比N2相对分子质量28大，O2消耗，也就是混合气体中相对分子质量大的变少了，残留气体平均相对分子质量必定变小。
11．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为____________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_____________。
(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很简洁发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_________________________。
(4)在海洋工程中，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)爱护海底钢铁设施，其原理如上图所示：其中负极发生的电极反应为：_________；
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爱护作用，其缘由是_______________________________________。
答案 (1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋ 铝表面易被氧化，生成一层致密而牢固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
解析 (3)属于钢铁的吸氧腐蚀。
(4)属于牺牲阳极的阴极爱护法。
12．铁生锈是比较常见的现象，某试验小组为争辩铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观看到的试验现象为：①玻璃管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀 ②玻璃管中干燥的铁丝表面照旧光亮，没有发生锈蚀 ③烧杯中潮湿的铁丝表面照旧光亮。试回答以下问题。
(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本试验中铁生锈属于____________________。能表示其原理的反应方程式为____________________________________________________。
(2)仪器A的名称为________________，其中装的药品可以是________________，其作用是______________________________。
(3)由试验可知，该类铁生锈的条件为______________，_____________，打算铁生锈快慢的一个重要因素是___________。
答案 (1)电化学腐蚀 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－或2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)与O2接触 与水接触 氧气浓度
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