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训练5 金属的电化学腐蚀与防护
[根底过关]
一、金属的腐蚀
1． 关于金属腐蚀的表达中，正确的选项是 ( )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===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
2． 以下事实与电化学腐蚀无关的是 ( )
A．光亮的自行车钢圈不易生锈
B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈
C．铜、铝电线一般不连接起来作导线
D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
3． 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其外表。以下说法不正确的选项是
( )
A．锡青铜的熔点比纯铜低
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比枯燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反响过程
二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀
4． 以下关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的选项是 ( )
A．铁为正极
B．碳为正极
C．溶液中氢离子浓度不变
D．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生
5． 在铁的吸氧腐蚀过程中，以下5种变化可能发生的是 ( )
①Fe由＋2价转化成＋3价 ②O2被复原 ③产生H2
④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质C被氧化除去
A．①②④ B．③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
6． 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反响为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的选项是 ( )
A．负极发生的反响为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反响为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下局部比在空气与水交界处更容易腐蚀
7． 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，各参加生铁块，放置一段时间。以下有关描述错误的选项是 ( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反响式是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
三、金属的防护方法
8． 以下金属的防护方法不正确的选项是 ( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位〞选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船体
D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈
9． 以下举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 ( )
A．在钢铁制品外表镀一层金属锌
B．将钢铁制品放置在潮湿处
C．在钢铁中参加锰、铬等金属，以改变钢铁结构
D．将钢铁制品与电源负极相连
10．为了防止钢铁锈蚀，以下防护方法中正确的选项是 ( )
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
[能力提升]
11．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反响的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反响的化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在潮湿的空气里，钢铁外表有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反响式为_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如下图：
其中负极发生的电极反响为________________________________________________；
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，其原因是
________________________________________________________________________
____________________。
12．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材外表处理的一种方法：
铝材脱脂, 碱洗,水洗,除灰,耐蚀铝材废电解液
①碱洗的目的是除去铝材外表的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是
_______________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中参加以下试剂中的________。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材外表形成氧化膜，阳极的电极反响式为
________________________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是
___________________________________________________________
_____________。
(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
假设X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。
假设X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为
___________________________________________________________
_____________。
13．钢铁工业是国家工业的根底，请答复钢铁腐蚀与防护过程中的有关问
题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反响的化学方程式是__________________________________________。
(2)以下哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中，可在铁件的外表镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如右：
①A电极对应的金属是__________(写元素名称)，B电极的电极反响式是
______________________________________________________________
__________。
②假设电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘
干、称量，二者质量差为5.12 g，那么电镀时电路中通过的电子为
________mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在枯燥空气中一个月
枯燥的铁丝外表依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝外表依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月
铁丝外表已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝外表略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝外表已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝外表灰暗程度比实验5严重
答复以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________；在电化学腐蚀中，负极反响是__________________________________________________________________
______________；正极反响是______________________________________________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________________________
________________________________________________________________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_________________________________
________________________________________________________________________(答两种方法)。
[拓展探究]
15．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是
________________________________________________________________________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反响式为___________________________________
__________________；
③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是____________________；
④实验C中碱石灰的作用是________________________________________________。
(2)乙同学为了到达同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是______________________________________________________________
________________，该实验________(填“能〞或“不能〞)说明水对铁钉生锈产生影响。
答案
1．C 2．A 3．D 4．B 5.A 6.A 7.B 8.B 9.B 10．C
11．(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋ 铝外表易被氧化，生成一层致密而巩固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性〞
12．(1)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)补充溶液中的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋的浓度恒定
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
13．(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2 (2)BD
(3)①铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
14．(1)3、4、5、6 2Fe－4e－===2Fe2＋(或Fe－2e－===Fe2＋) 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在
(3)电镀、发蓝等外表覆盖保护层法，牺牲阳极的阴极保护法等
15．(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸(或“除去氧气〞) 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触〞) ④吸收水蒸气(或“枯燥〞、“保持试管内枯燥环境〞)
(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反响〞、“消耗了氧气〞)使气体体积减小 不能
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