高中化学 专题1 第2单元化学能与电能的转化 第5课时课时作业 苏教版选修4

2013-2014学年高中化学专题1 第2单元化学能与电能的转化第5课时课时作业苏教版选修41．下列事实与电化学腐蚀无关的是( )A．银制奖牌久置后表面变暗B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易产生铜绿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【解析】本题涉及原电池的构成，B、C、D三项中都能构成原电池，能用电化学知识来解释。

【答案】 A2．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )A．正极的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3C．此过程中铜并不被腐蚀D．此过程中电子从Fe移向Cu【解析】题图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，铜板做正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，当形成Fe(OH)2后，还发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A项错误。

【答案】 A3．某课外活动小组，为研究金属的腐蚀原理，做了如下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图的装置进行实验，过一段时间后观察。

下列现象不可能出现的是( )A BA．B中导气管中产生气泡B．B中导气管里形成一段水柱C．金属片剪口处溶液变红D．锌被腐蚀【解析】由题意知，锌铁合金放入NaCl溶液中，形成了原电池，由于金属活动性：Zn>Fe，且电解质溶液为NaCl溶液，呈中性，故发生了Zn的吸氧腐蚀，导致A中压强减小，B中应形成一段水柱，由于O2得电子后结合H2O形成OH－，显碱性，使酚酞变红，故A错误。

B、C、D正确。

【答案】 A4．为了避免青铜器生成铜绿，下列方法不正确的是( )A．将青铜器放在铁质托盘上B．将青铜器保存在干燥的环境中C．将青铜器保存在潮湿的空气中D．在青铜器的表面覆盖一层防渗透的高分子膜【答案】 C5．下列装置中四块相同的锌片，放置一段时间后腐蚀速率由快到慢的顺序是( )A．④①③②B．①②③④C．①③②④D．①④②③【解析】解题时要注意装置特点以及电解质溶液不同对反应的影响不同，①装置形成原电池，且Zn片为负极，故①②相比①反应速率快。

②③相比虽然③形成原电池，但由于电解质溶液NaCl不与Zn片反应，发生吸氧腐蚀，故反应较慢；④装置为电解池且锌片为阴极，故锌得到最好的防护，腐蚀最慢，故腐蚀速率快慢顺序为①>②>③>④。

【答案】 B6．(2010·北京高考)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋【解析】本题考查了金属防护的有关知识。

钢管与电源正极连接，钢管作阳极，被腐蚀，A错；钢管与铜管露天堆放在一起，可形成原电池，钢管作负极被腐蚀，C错；铁被腐蚀的负极反应是：Fe－2e－===Fe2＋，D错。

【答案】 B7．下列说法中，正确的是( )A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用于减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀的两种主要类型其主要区别在于水膜的pH不同引起负极反应的不同D．无论哪种类型的金属腐蚀，其实质都是金属被氧化【解析】合金大部分易发生电化学腐蚀，但通过改变金属内部组成结构而形成的合金不易被腐蚀，例如不锈钢，A不正确。

当金属作原电池负极时被保护，故B不正确。

钢铁电化学腐蚀，主要区别于水膜的pH不同引起正极反应不同，故C不正确。

任何腐蚀的实质均是金属失e－被氧化，故D正确。

【答案】 D8．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部【解析】金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的。

②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。

【答案】 D9．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圈中心区(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。

导致现象产生的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。

下列说法正确的是( )A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移B．铁腐蚀严重的区域，生锈也严重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．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－【解析】由题目信息知：中心区(a)为原电池负极，Fe－2e－===Fe2＋，Fe被氧化，C 错误；生成的Fe2＋移向原电池的正极区(b)，正极区反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，在正极区Fe2＋和OH－结合生成Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·n H2O(铁锈)，所以B也错误，原电池工作时，阴离子向负极区(a)移动，故A错误。

【答案】 D10．(2012·舟山高二质检)按下图所示的装置，用导线将电极连接起来，放置一段时间后，溶液的pH下降的是( )【解析】A中H＋在正极放电，浓度减小，pH增大；B中O2在Cu极上转化为OH－，pH 也增大；C中溶液中H＋在阴极放电，pH会增大；D中OH－在阳极放电，pH会减小。

【答案】 D11．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为__________________________________________________________。

(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________(填序号)。

A．铜B．钠C．锌D．石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。

甲乙【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。

(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。

(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。

【答案】(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)C (3)负12．(1)某地区经常下酸雨，金属制品腐蚀严重。

请写出铜制品发生电化学腐蚀的电极反应式：负极：________________；正极：________________。

(2)如图所示接好电路后能观察到的现象有：①_____________________________________________________________，②___________________________________________________________；③_____________________________________________________________。

【解析】(1)是原电池反应，原电池都是自发的氧化还原反应，铜制品发生电化学腐蚀是铜和氧气发生原电池反应：正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，负极：2Cu－4e－===2Cu2＋。

(2)该装置为电解池，铜作阳极将溶解，生成的Cu2＋进入溶液，开始阴极铁上产生氢气，当阳极产生的Cu2＋扩散到阴极并积累到一定浓度时，铁电极上析出铜(不再产生氢气)。

由于铁作阴极所以不会溶解。

表述现象要有序，如现象可以先叙述①铜逐渐溶解；②铁片上开始产生气体，后来铁片上无气体放出，有红色物质在铁的表面析出；③溶液变蓝。

【答案】 (1)2Cu －4e －===2Cu 2＋ O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O (2)①铜逐渐溶解 ②铁片上开始产生气体，后来铁片上无气体放出，有红色物质在铁的表面析出 ③溶液变蓝13．(2012·连云港高二调研)市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。

热敷袋使用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，你会发现有大量铁锈存在。

(1)“热敷袋”放出的热量是利用了铁________放出的热量。

(2)炭粉的主要作用是_________________________________________。

(3)氯化钠的主要作用是______________________________________。

(4)写出电极反应，正极________，负极________，若铁锈的主要成分为Fe 2O 3，写出产生Fe 2O 3的有关反应方程式______________________________。

【解析】 此题为结合日常生活应用的实践题目，涉及原电池原理，首先铁应为负极：Fe －2e －===Fe 2＋，正极上必然为空气中的氧气得电子：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －；使用过程中放出大量热必定为Fe 被氧化而产生的，最后得到大量铁锈，O 2在反应中得电子变为O 2－与水生成OH －，结合Fe 2＋生成Fe(OH)2转化为Fe(OH)3，加入炭粉自然是提供形成原电池的正极，而加入NaCl 溶于水就是为了形成电解质溶液。

【答案】 (1)氧化 (2)与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑氧化 (3)氯化钠溶于水形成电解质溶液(4)2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH － 2Fe －4e －===2Fe 2＋ Fe 2＋＋2OH －===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=====△Fe 2O 3＋3H 2O14．取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，如图所示。

试管①放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；试管②在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触；试管③先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；试管④中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；试管⑤放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；试管⑥放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。