40-金属的腐蚀与防护.pdf

唐山市高中化学名师团队1饱和NaCl溶液FeCK1K2G考点40金属的腐蚀与防护编写人：马胜云日期：2019年9月1日学号姓名一、选择题1（2016 年天津卷 3 题）下列叙述正确的是（）A使用催化剂能够降低化学反应的反应热（H）B金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关C原电池中发生的反应达到平衡时，该电池仍有电流产生D在同浓度的盐酸中，ZnS 可溶而 CuS 不溶，说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小2（2015 上海卷 14 题）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是（）Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为：O2+2 H2O+4 e 4 OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为：2 H+2 e H23（2014 年上海卷 12 题）如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 型管中。下列正确的是（）AK1闭合，铁棒上发生的反应为 2 H+2 e H2BK1闭合，石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，两极共产生 0.001 mol 气体4（2013 上海卷 8 题）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是（）A脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe_3 e=Fe3+C脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为：2 H2O+O2+4 e=4 OHD含有 1.12 g 铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气 336 mL（标准状况）G铁 片海 水电 极 d唐山市高中化学名师团队25下列做法有利于金属防护的是（）A钢铁零件表面进行烤蓝处理B将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连C菜刀切菜后不洗净就放回刀架D埋在地下的钢管与铜块相连6下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是（）A该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B正极为 C，发生的反应为氧化反应C在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D正极反应为 2 H2O+O2+4 e=4 OH7下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是（）A钢铁在弱碱性条件下发生电化学腐蚀的正极反应是：2 H2O+O2+4 e=4 OHB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在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法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8关于如图装置说法正确的是（）A装置中电子移动的途径是：负极FeM 溶液石墨正极B若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，溶液中可能有 NaClOC若 M 为 FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀9（2011 年北京卷 8 题）结合下图判断，下列叙述正确的是（）唐山市高中化学名师团队3A和中正极均被保护B和中负极反应均是 Fe_2 e=Fe2+C和中正极反应均是 O2+2 H2O+4 e=4 OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀10深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根离子腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是（）A铁管道发生的是吸氧腐蚀B输送暖气的管道也易发生此类腐蚀C这种情况下，土壤的 pH 增大D管道上刷富铜油漆可以延缓管道的腐蚀11据最近报道，中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法 1：舰体镶嵌一些金属块；方法 2：航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是（）A方法 1 叫外加电流的阴极保护法B方法 2 叫牺牲阳极的阴极保护法C方法 1 中金属块可能是锌、锡和铜D方法 2 中舰体连接电源的负极二、非选择题12 下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：（1）若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为（用甲、乙、丙填写）_。（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_（填“高”或“低”）越易腐蚀。（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。唐山市高中化学名师团队4（4）针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_（写出一点即可）。13钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、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，发生的化学反应的化学方程式为_。（2）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_。（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如下图所示：请回答：A 电极对应的金属是_（写元素符号），B 电极的电极反应是_。若电镀前铁、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，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。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_。唐山市高中化学名师团队5考点40金属的腐蚀与防护答案与解析一、选择题1D【解析】A催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应速率，但不改变化学平衡，所以不能改变反应的反应热，故 A 错误；B金属发生吸氧腐蚀时，氧气浓度越大，腐蚀速率越快，故 B 错误；C原电池中发生的反应达到平衡时，各组分浓度不再改变，电子转移总量为 0，该电池无电流产生，故 C 错误；D由于 ZnS 和 CuS 的类型相同，在同浓度的盐酸中，ZnS 可溶而 CuS 不溶，说明 CuS的溶解度比 ZnS 的小，故 D 正确。2D【解析】Ad 为石墨，形成原电池，活泼金属铁作负极，失电子被腐蚀，所以铁片腐蚀加快，故 A 正确；B海水呈中性，发生吸氧腐蚀，石墨作正极，电极反应为：O2+2 H2O+4 e=4 OH，故 B 正确；C锌比铁活波，形成原电池，锌作负极，失电子被腐蚀，铁片不易被腐蚀，故 C 正确；Dd 为锌块作为负极，铁作正极，因海水显中性，所以发生吸氧腐蚀，铁片上电极反应为：2 H2O+O2+4 e=4 OH，故 D 错误。3B【解析】A若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；组成原电池时，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe_2 e=Fe2+，故 A 错误；B若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为：2 H2O+O2+4 e=4 OH，所以石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高，故 B 正确；CK2闭合，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe 与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于“外加电流的阴极保护法”，故 C 错误；D K2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，阴极生成 0.001 mol H2，阳极生成 0.001 mol唐山市高中化学名师团队6Cl2，两极共产生 0.002 mol 气体，故 D 错误。4D【解析】A铁粉、炭粉、氯化钠溶液构成原电池，原电池放电过程是放热反应，故 A 错误；B脱氧过程中铁作原电池负极，发生氧化反应，失去电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe_2 e Fe2+，故 B 错误；C脱氧过程中，碳作原电池的正极，故 C 错误；D负极反应式为 Fe_2 e Fe2+，正极反应式为 O2+2 H2O+4 e 4 OH，生成的亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，所以 Fe 单质最终转化为+3 价铁元素，由电子守恒可知消耗氧化剂氧气的体积（标准状况）为：1123 1.12 g 22.4 L mol 56 g mol O ()336 mL4()V，故 D 正确。5A【解析】A一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理，就能大大增强抗腐蚀能力，延长使用寿命，故 A 正确；B钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连，闸门成为电解池的阳极，能加快腐蚀，故B 错误；C菜刀切菜后不洗净，由于有电解质，容易发生腐蚀，故 C 错误；D铁比铜活泼，当埋在地下的钢管与铜块相连时，钢管成为原电池的负极，加快了腐蚀，故 D 错误。6D【解析】A从图中看出，氧气得电子生成氢氧根，所以发生吸氧腐蚀，故 A 错误；B碳作正极，氧气在电极上得电子生成氢氧根，为还原反应，故 B 错误；C在酸性环境下，原电池的正极反应为：2 H+2 e=H2，发生的是析氢腐蚀，故C 错误；D 由图可知，碳作正极，氧气在正极得电子发生还原反应：2 H2O+O2+4 e=4 OH，故 D 正确。7B唐山市高中化学名师团队7【解析】A弱碱性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，氧气在正极放电生成氢氧根，故 A 正确；B当镀层破损时，锡、铁可形成原电池，铁比锡活波作负极，加快了铁的腐蚀，故 B错误；C铁、锌、海水形成原电池，锌作负极从而保护了铁，为“牺牲阳极的阴极保护法”，故 C 正确；D采用“外加直流电源的阴极保护法”时，被保护金属与直流电源的负极相连，故 D正确。8B【解析】A装置中电子移动的途径：负极Fe 电极，石墨电源的正极，电子不进入溶液，故A 错误；B若 M 为 NaCl 溶液，通电一段时间后，阳极产生 Cl2，阴极上析出 H2，同时阴极附近还生成 NaOH，NaOH 与阳极产生的 Cl2发生反应生成 NaCl 和 NaClO，所以溶液中可能有 NaClO，故 B 正确；C若 M 为 FeCl2溶液，在阳极(石墨)上氯离子放电，所以不可能实现石墨上镀铁，故C 错误；D若 M 是海水，该装置是电解池，是通过“外加直流电源的阴极保护法”使铁不被腐蚀，“牺牲阳极的阴极保护法”利用的是原电池原理，故 D 错误。9A【解析】A和均为原电池，原电池中正极不参与电极反应被保护，故 A 正确；B中电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，中电解质溶液为酸性，发生析氢腐蚀，活泼金属作负极，失电子被氧化，不活泼金属作正极而被保护，锌比铁活泼，铁比铜活泼，I 中锌为负极失电子被氧化，负极反应是：Zn_2 e Zn2，中铁作负极失电子被氧化，负极反应是：Fe_2 e=Fe2+，故 B 错误；C中电解质溶液为中性，发生吸氧腐蚀，正极反应为：2 H2O+O2+4 e=4 OH，中电解质溶液为酸性，发生析氢腐蚀，正极反应为：2 H+2 e=H2，故 C 错误；DFe2与六氰合铁离子生成蓝色沉淀，但 I 中无 Fe2生成，故无蓝色沉淀，故 D 错误。10C【解析】A由图可知，负极反应为：Fe_2 e=Fe2+，正极反应为：唐山市高中化学名师团队8SO42+5 H2O+8 e=HS+9 OH。铁管道的腐蚀过程中，氧气并未参加反应，所以不是吸氧腐蚀，故 A 错误；B硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化效率，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故 B 错误；C由正负极的电极反应可知，铁管道腐蚀的过程中，OH-浓度增大，土壤 pH 增大，故 C 正确；D管道上刷富铜油漆，形成铁铜原电池，Fe 作负极，可以加快管道的腐蚀，故 D 错误。11D【解析】舰体是由钢板作的。方法 1：舰体镶嵌一些金属块，利用的是原电池原理，要使舰体被保护，就使铁作正极，连接的金属必须是比铁活泼的金属，锌可以，锡和铜不行，这种方法叫“牺牲阳极的阴极保护法”；方法 2：航母舰体与电源相连，利用的是电解池原理，要使舰体被保护，就使铁作阴极，必须与电源负极相连，这种方法叫“外加电流的阴极保护法”。综上所述，A、B、C 错误，D 正确。二、非选择题12（1）乙，乙 甲 丙；（2）高；（3）2 H2O+O2+4 e=4 OH；（4）将金属放在油脂或有机溶剂中。【解析】甲和乙中 Fe、C 和 NaCl 溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀。负极反应为：Fe_2 e=Fe2+，正极反应为：2 H2O+O2+4 e=4 OH，由于消耗氧气，试管中气体压强减小，导管中液面会升高，消耗氧气越多，试管中气体压强越小，导管中液面升高的越多。甲中铁粉中有少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于碳的含量少，形成的原电池就少，故不如乙中的铁被腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，铁粉和炭粉不能构成原电池，铁受到保护，故乙中液面最高，铁粉腐蚀的速率为：乙 甲 丙；根据乙、丙装置研究的结果分析可知，铁粉和炭粉在非电解质溶液中不会构成原电池，铁不会被腐蚀，故要想减缓金属的腐蚀可把钢铁放在油脂或有机溶剂等非电解质溶液中进行防护。13（1）2 FeCl3+Fe=3 FeCl2；唐山市高中化学名师团队9（2）B D；（3）Cu，Cu2+2 e=Cu；0.08；镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极被保护；铁比铜活泼，铁为负极，加速铁的腐蚀（其他合理答案也可）。【解析】（1）铁锈的主要成分是 Fe2O3x H2O，Fe2O3x H2O 和盐酸反应生成 FeCl3，FeCl3具有氧化性，当铁锈被除尽后，FeCl3会与还原性的 Fe 发生氧化还原反应，方程式为：2 FeCl3+Fe=3 FeCl2；（2）A 项和 C 项，都会形成原电池，发生吸氧腐蚀，铁作负极被腐蚀；B 项是形成原电池，铁作正极，是牺牲阳极（Zn）的阴极（Fe）保护法，铁被保护；D 项是电解池，铁作阴极，是外电电源的阴极（Fe）保护法，铁被保护；（3）电镀的特点是：待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，图中 A 为阳极应是铜，A电极反应为：Cu_2 e=Cu2+；B 为阴极应是铁，故 B 电极反应为：Cu2+2 e=Cu；两极质量差为 5.12 g，则每个电极变化的质量为5.12 g2 2.56 g，转移电子的物质的量为12 2.56 g 64 g mol 0.08 mol；镀层破损后在形成的两个原电池中，镀锌铁原电池中，锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极被保护；镀铜铁原电池中铁比铜活泼，铁作负极被腐蚀，故镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。