- 金属的电化学腐蚀与防护
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钢铁发生腐蚀时,正极上发生的反应为( )
正确答案
钢铁发生的腐蚀为吸氧腐蚀,负极上金属铁失电子,发生氧化反应,正极上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-.
故选C.
世界上三分之一的钢铁是被腐蚀而损耗的,请你写出铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式______,并请你说出一种防止金属锈蚀的常用方法______.
正确答案
铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀时,正极上是氧气得电子的过程,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,要防止铁生锈就要使铁隔绝空气,如在铁表面涂一层油漆(或在铁表面镀一层耐腐蚀的金属或用油擦拭铁表面等).
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;在铁表面涂一层油漆(或在铁表面镀一层耐腐蚀的金属或用油擦拭铁表面等).
A.金属是一种重要的材料,人类的生活和生产都离不开金属,从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平.如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限:
(1)每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁的腐蚀也给人类带来了巨大的损失,铁在潮湿的空气中锈蚀主要属于______腐蚀.铝的活动性比铁强,但铝在空气中却比铁表现出良好的抗腐蚀性,其原因是______.
(2)除金属材料外,人类还研发了如塑料、合成橡胶、合成纤维等多种材料,它们属于______材料.
正确答案
(1)钢铁中含有Fe、C,Fe、C和潮湿的空气构成原电池,铁易失电子作负极,碳作正极,电子从负极流向正极而形成电流,所以铁在潮湿的空气中锈蚀主要属于电化学腐蚀;
铝属于亲氧元素,在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化物薄膜氧化铝,而阻止铝进一步被氧化,铁不易形成致密的氧化物薄膜,所以铝比铁在空气中抗腐蚀性,
故答案为:电化学;铝表面形成了一层致密的氧化膜;
(2)塑料、合成橡胶、合成纤维等多种材料其相对分子质量都在10000以上,且这几种物质都属于有机物,所以属于有机高分子材料,故答案为:有机高分子材料.
处理照相胶片的废液中含有大量的NO3-、Ag+、Zn2+、Fe2+,对环境造成严重污染.某同学利用所学化学知识,从上述废液中回收得到贵重金属银,并得到副产品FeSO4•7H2O,不但保护了环境,而且给社会创造了可观的经济效益.其设计的操作流程如下:
请回答:
(1)操作I的名称是______,物质X的化学式是______,固体B化学式是______,晶体E的化学式是______.
(2)写出加过量X后发生反应的离子方程式______.
正确答案
(1)分离混合物的状态液体和固体,所以采取过滤的方法,即操作I的名称是过滤;加入的X物质能和贵重金属离子反应且不产生新的杂质且得到副产品FeSO4•7H2O,所以X物质只能是Fe,铁与银离子反应生成银单质;因为加入过量的X物质,所以固体A是银和铁的混合物;采用倒推的方法,根据题意知,得到副产品FeSO4•7H2O,FeSO4•7H2O是晶体,所以晶体E是FeSO4•7H2O,溶液D是FeSO4溶液,加入的Y是稀硫酸溶液,银和稀硫酸不反应,所以固体B是银单质.
故答案为:过滤; Fe;Ag; FeSO4•7H2O
(2)通过以上分析知,X是铁,铁能和银离子发生置换反应,所以其离子方程式为 2Ag++Fe=Fe2++2Ag.
故答案为:2Ag++Fe=Fe2++2Ag
金属具有良好的导电、导热及延展性等,因此广泛应用于制造各种材料.请回答下列问题:
(1)家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的,它能长期使用的原因是:______.
(2)下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有______(填序号).
①在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上机油或黄油
②相同条件下,马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比,马口铁更为耐用
③在海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新
④将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理.
正确答案
(1)铝是亲氧元素,在空气中极易和氧气反应生成的氧化铝保护膜,阻止了铝的进一步反应,从而达到保护的目的.
故答案为:致密的氧化物保护膜.
(2)①在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上机油或黄油,铬性质不活泼,机油或黄油不溶于水,所以能阻止金属被腐蚀,故正确.
②相同条件下,马口铁(表层镀锡)中铁比锡活泼,铁和锡形成的原电池中,铁较易腐蚀;白铁(表层镀锌)中锌较活泼,锌和铁形成的原电池中锌作负极,从而保护了铁,所以白铁皮更为耐用,故错误.
③在海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新,锌和铁形成的原电池中锌作负极,从而保护了铁,故正确.
④将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理,阻止了铁和其它物质反应从而保护了铁,故正确.
故选②.
全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元,我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值的4%.
(1)请你根据不同原理,提出防止钢铁锈蚀的两条合理措施:
①______;
②______.
(2)请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式:______.
正确答案
(1)铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,为防止钢铁腐蚀,防止钢铁锈蚀关键是与氧气和水隔绝,可以进行表面防护处理(涂油、刷漆、表面镀金属等),还可以改变金属内部结构(制成不锈钢)等,
故答案为:改变金属内部结构(制成不锈钢);刷漆(涂油、表面镀金属);
(2)铁锈的主要成分是氧化铁,可以和酸反应生成盐和水,即Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O,
故答案为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O.
(1)材料通常可分为金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料等.玻璃、陶瓷、水泥属于______;三大合成材料是指:塑料、合成纤维和______.
(2)钢铁在潮湿的空气中更容易被腐蚀,主要原因是其中的铁和碳构成许多微小的______.
(3)如右图所示,铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中,铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填序号)______.
(4)下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有______(填序号,多选).
①在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上机油或黄油
②相同条件下,马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比,马口铁更为耐用
③在海轮的外壳上常焊有锌块,不必定期更新
④将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理.
正确答案
(1)玻璃、陶瓷、水泥的主要成分是硅酸盐类,属于无机非金属材料,塑料、合成纤维和合成橡胶是三大合成材料,故答案为:无机非金属材料;合成橡胶;
(2)钢铁在潮湿的空气中因为形成原电池装置原理,金属铁为负极材料,更易被腐蚀,故答案为:原电池;
(3)在各种腐蚀中,原电池的负极金属的腐蚀速率>化学腐蚀速率>原电池的正极金属腐蚀速率,故答案为:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ;
(4))①自行车钢圈上镀上一层金属铬,金属铬比金属铁活泼,金属铁可以充当原电池的正极,被保护,摩擦部位加上机油或黄油,可以隔绝空气,能防止金属铁被腐蚀,故①正确;
②马口铁(表层镀锡)中,金属活泼性是铁强于锡,金属铁做负极,白铁(表层镀锌)中,金属的活泼性是锌强于铁,金属锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,马口铁更不耐用,故②错误;
③海轮的外壳上常焊有锌块做原电池的负极,更易被腐蚀,会有损耗,要定时补充,故③错误;
④将一些刀具进行烤蓝处理可以将金属隔绝空气,防止生锈,故④正确.
故答案为:②③.
材料是人类赖以生存的重要物质基础.材料种类很多,通常可分为金属材料、无机非金属材料(包括硅酸盐材料)、高分子合成材料及复合材料.
(1)合金是被广泛应用的金属材料.
①下列有关合金性质的说法正确的是______(填字母).
A.合金的熔点一般比它的成分金属高 B.合金的硬度一般比它的成分金属低
C.组成合金的元素种类相同,合金的性能就一定相同
D.合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械性能
②钢属于______(填“铁合金”或“铝合金”).
③铁锈蚀主要发生的是电化学腐蚀,其负极反应式为______.
(2)无机非金属材料包括玻璃、水泥和______.
(3)合成塑料、合成橡胶和______是常说的三大合成材料.下列属于塑料制品的是______(填字母).
A.汽车轮胎 B.涤纶 C.聚乙烯制品 D.玻璃钢.
正确答案
(1)①A.合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,故A错误;
B.合金的硬度比它的各成分金属的大,故B错误;
C.合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以控制,故C错误;
D.合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能,故D正确;
故选D;
②钢是铁与碳的合金,故答案为:铁合金;
③反应中铁是负极,发生氧化反应,生成Fe2+,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;
(2)常见的无机非金属材料有玻璃、陶瓷、水泥、大理石等,故答案为:陶瓷;
(3)人们通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶;汽车轮胎是合成橡胶,涤纶是合成纤维,聚乙烯制品是塑料,玻璃钢是无机复合材料,
故答案为:合成纤维;C.
某电工在排装电路是将铜线和铝线缠绕接好后,用胶布将接头包住,一段时间后,发现线路断了,经检查发现,铜线与铜线接头、铝线与铝线接头处均完好无损,只是在铝线与铜线接头处断了.接好后,过一段时间发现,电路又断了,检查后发现仍然是铜线与铝线接头处断了.你估计是什么原因导致铜线铝线接头处容易断开?______
你认为应该如何预防线路断开?______
据此请你选择,铁制器件铆接固定时,应选择铜铆钉还是铝铆钉?结合反应方程式说明.______.
正确答案
铝、铜和电解质溶液构成原电池,铝易失电子作负极而加速被腐蚀,所以发生了电化学腐蚀,可以采用密封接线盒预防线路断开;
在原电池中,作负极的金属加速被腐蚀,作正极的金属被保护,如果用铜铆钉,铁易失电子作负极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,若用铝铆钉,铝易失电子作负极,铁作正极,则铁被保护,负极电极反应式为Al-3e-=Al3+,
故答案为:电化学腐蚀;密封接线盒;铝铆钉;若用铜铆钉这铁为负极,发生Fe-2e-=Fe2+,铁件被腐蚀,若用铝铆钉这铁为正极,发生Al-3e-=Al3+,铁件被保护.
某工厂排出的废水中含有大量的Fe2+、Cu2+和SO42-.某校研究性学习小组设计如图流程以回收铜和硫酸亚铁.
请回答:
(1)反应①的离子方程式为______.
(2)操作①中用到的玻璃仪器是______(填序号).
a.烧杯b.漏斗c.玻璃棒d.酒精灯
(3)原料②的名称为______.
(4)将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中,观察到的现象为______有关反应的化学方程式为______.
正确答案
(1)根据题意知,该物质能和铜离子反应且不引进新的杂质离子,所以物质为铁,铁与铜离子反应的离子方程式为:Cu2++Fe═Cu+Fe2+,
故答案为:Cu2++Fe═Cu+Fe2+;
(2)操作②的分离是固体、液体分离,所以应用过滤的方法,故用到的玻璃仪器有:a.烧杯b.漏斗c.玻璃棒,
故答案为:abc;
(3)操作①中加入过量的铁才能使铜离子完全反应,所以所得固体的成分是铁和铜,分离铁和铜且回收铜,所以加入某物质与铁反应,与铜不反应,且与铁反应后的物质与操作①所得溶液中溶质的成分一样,加入的物质为稀硫酸,
故答案为:稀硫酸;
(4)将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中,观察到的现象为:先生成白色沉淀氢氧化亚铁,后迅速变成灰绿色最终变成红褐色的氢氧化铁,反应的离子方程式为:Fe2++2OH-═Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3,
故答案为:先生成白色沉淀,后迅速变成灰绿色最终变成红褐色;Fe2++2OH-═Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3.
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