【人教版】2020高中化学 第1章第3节电池 第2课时 金属的腐蚀与防护作业2 鲁科版选修4

第2课时金属的腐蚀与防护知能演练轻松闯关[学生用书单独成册][基础温故]1．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是( )解析：选C。

A中，食醋做电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属做负极；B中，食盐水做电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属做负极，碳做正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨做电解质溶液，铁铆钉和铜板分别做负极、正极，形成原电池。

2．“辽宁号”航空母舰，是中国人民解放军海军的第一艘可搭载固定翼飞机的航空母舰。

已知航空母舰的主体是钢铁，减弱甲板的腐蚀是航母制造过程中需要攻克的一个难题。

某同学设计如图实验，请根据铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中被腐蚀的快慢，判断在母舰甲板上最好嵌上的固体应为( )A．铁B．锌C．碳D．铜解析：选B。

母舰甲板嵌上固体锌后，能起到腐蚀锌保护铁的作用。

3．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )①金属的腐蚀全部是氧化还原反应②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A．①③ B．②③C．①④ D．①③④解析：选C。

钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。

4．下列各装置中都盛有0.1 mol·L－1的NaCl溶液，放置一定时间后，纯锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是( )A．②①④③ B．①②④③C．①②③④ D．③①④②解析：选A。

①中纯锌片为原电池的负极，②中纯锌片为电解池的阳极，故①②中纯锌片腐蚀的速率较快，且②>①；③中纯锌片为电解池的阴极受到保护，腐蚀速率最慢，故腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③。

5．将炭粉和铁粉均匀混合，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的几支具支试管中，并按下图装置好仪器，观察下图，正确的是( )解析：选B。

用氯化钠溶液润湿过的具支试管中发生吸氧腐蚀，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应：2Fe－4e－===2Fe2＋，总反应式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，具支试管内气体压强减小，导管中液柱上升；用稀醋酸溶液润湿过的具支试管中发生析氢腐蚀，正极反应：2H＋＋2e－===H2↑，负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，总反应式：Fe ＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，密封的具支试管内气体压强增大，导管中液柱下降。

6．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．脱氧过程中铁做原电池正极，电极反应为Fe－3e－===Fe3＋C．脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．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)解析：选D。

在脱氧过程中，由铁、碳做电极，氯化钠溶液做电解质溶液形成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应；在脱氧过程中，碳做正极，铁做负极失电子发生氧化反应生成Fe2＋，Fe2＋最终被氧气氧化为Fe3＋，由电子守恒知消耗氧气的体积(标准状况下)V(O2)＝22.4 L·mol－1×(3×1.12 g/56 g·mol－1)/4＝336 mL。

7．化学是一门以实验为基础的自然学科，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。

(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。

(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置示意图如下。

①A电极对应的金属是________(写名称)，B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。

②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，两者质量差为 5.12 g，则电镀时电路中通过的电子数目为________(设N A为阿伏加德罗常数的值)。

解析：(1)B装置，因铁棒做正极，故受保护不被腐蚀；D装置中铁棒做电解池的阴极，故受保护不被腐蚀。

(2)②涉及的电极反应，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，设两极原来的质量均为m g，阳极溶解的铜的物质的量为x mol，则阴极上析出的铜的质量为64x g，由电镀完成后两者质量差为5.12 g，即64x＋64x＝5.12，则x＝0.04，故参加反应的铜的物质的量为0.04 mol，电路中通过的电子数目为0.08N A。

答案：(1)BD (2)①铜Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08N A8．如图所示，液面上浮着一个空心铁球。

(1)数天后可观察到的现象是________。

①铁球表面出现红棕色锈斑②铁球表面出现黑色锈斑③量筒内水位下降④量筒内水位上升A．①③B．①④C．②③ D．③④(2)发生上述现象的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用电极反应式及必要的文字予以说明)。

解析：量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀。

其负极反应是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

Fe2＋与OH－结合成Fe(OH)2，再被O2氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·x H2O而在铁球表面出现红棕色锈斑。

由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。

答案：(1)B (2)铁球发生了吸氧腐蚀。

其负极反应为2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，随后发生的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O＋(3－x)H2O[能力提升]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重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的氧化作用引起的解析：选B。

A项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀，而溶液内部氧气浓度较小，腐蚀较慢，A错误；B项，由M改置于N后，锌做原电池的负极，Cu­Zn 合金应充当原电池的正极，明显受到了一定的保护，腐蚀速率减小，B正确；C项，接通开关时，锌做原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌上(负极)产生，而是在铂上(正极)产生，C错误；D项，Zn­MnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。

10．铜板上的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．此过程中还涉及的反应：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流向Cu解析：选A。

该图表示吸氧腐蚀，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。

11．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。

下列说法不正确的是( )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干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选D。

合金的熔点一般低于成分金属的熔点，A正确；锡比铜活泼，形成原电池时做负极，被腐蚀，从而铜被保护，B正确；金属在潮湿的环境中比在干燥的环境中腐蚀快，C正确；电化学腐蚀的过程中发生原电池反应，属于化学反应，D错误。

12．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是( )①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L 气体放出A．①② B．②③C．①④ D．③④解析：选B。

首先确定：负极反应：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应：2H＋＋2e－===H2↑，其次根据“0.2 mol电子发生转移”进行计算。

13．防止金属的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。

(1)图甲是模拟钢铁腐蚀的装置(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)，发生的腐蚀主要是电化学中的________腐蚀，该腐蚀过程中正极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________，NaCl溶液中[Cl－]________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)为降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图乙方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。

A．铜B．钠C．锌D．石墨(3)图丙所示方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应连接直流电源的________极，这种防止金属腐蚀的方法叫做____________________。

(4)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)由于是Fe与稀H2SO4的反应，所以是析氢腐蚀。

正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

由于Fe失电子，Fe2＋进入NaCl溶液中，盐桥中Cl－会移向NaCl溶液中保持电荷平衡，[Cl－]增大。